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Vibración

Vibración
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Concepto:Oscilación o movimiento respectivo de un objeto alrededor de una posición de equilibrio.

Vibración. En su forma más sencilla, una vibración se puede considerar como la oscilación o el movimiento repetitivo de un objeto alrededor de una posición de equilibrio. La posición de equilibrio es la a la que llegará cuando la fuerza que actúa sobre él sea cero.

Este tipo de vibración se llama vibración de cuerpo entero, lo que quiere decir que todas las partes del cuerpo se mueven juntas en la misma dirección en cualquier momento.

Características

El movimiento vibratorio de un cuerpo entero se puede describir completamente como una combinación de movimientos individuales de 6 tipos diferentes. Esos son traslaciones en las tres direcciones ortogonales x, y, y z, y rotaciones alrededor de los ejes x, y, y z. Cualquier movimiento complejo que el cuerpo pueda presentar se puede descomponer en una combinación de esos seis movimientos.

De un tal cuerpo se dice que posee seis grados de libertad. Por ejemplo un barco se puede mover desde adelante hacia atrás (ondular)desde abajo hacia arriba y de babord hacia tribord. También puede rodar en el sentido de la longitud (rodar), girar alrededor del eje vertical, (colear) y girar alrededor del eje babor-tribor (arfar).

Suponiendo que a un objeto se le impide el movimiento en cualquiera dirección excepto una. Por ejemplo un péndulo de un reloj solamente se puede mover en un plano. Por eso, se le dice que es un sistema con un grado único de libertad. Otro ejemplo de un sistema con un grado único de libertad es un elevador que se mueve hacia arriba y hacia abajo en el cubo del elevador.

Causa

La vibración de un objeto es causada por una fuerza de excitación. Esta fuerza se puede aplicar externamente al objeto o puede tener su origen a dentro del objeto. Mas adelante veremos que la proporción (frecuencia) y la magnitud de la vibración de un objeto dado, están completamente determinados por la fuerza de excitación, su dirección y frecuencia. Esa es la razón porque un análisis de vibración puede determinar las fuerzas de excitación actuando en una máquina.

Consecuencias en el ser humano

La exposición a vibraciones por periodos prolongados de tiempo según su intensidad y frecuencia produce efectos dañinos en el organismo humano Los efectos más usuales son:

  • Traumatismos en la columna vertebral.
  • Dolores abdominales y digestivos.
  • Problemas de equilibrio.
  • Dolores de cabeza.
  • Trastornos visuales

De acuerdo con la frecuencia de la vibración, pueden ocasionar los siguientes efectos:

Alta frecuencia

  • Trastornos osteo-articulares identificables radiológicamente como artrosis hiperostosante del codo.
  • Lesiones de muñeca como malacia del semilunar o osteonecrosis de escafoides carpiano.
  • Afecciones angioneuróticas de la mano, calambres, trastornos de la sensibilidad.
  • Expresión vascular manifestada por crisis del tipo de dedos muertos llamado Síndrome de Raynaud.
  • Aumento de la incidencia de enfermedades estomacales.

Medidores de vibración

Los medidores de vibración se emplean para medir vibraciones y oscilaciones en muchas máquinas e instalaciones, así como para el desarrollo de productos (por ejemplo de componentes o herramientas).

La vibración en máquinas es el resultado de fuerzas dinámicas producidas por sus partes en movimiento. Como toda máquina está compuesta por distintas partes, cada una de estas vibrará con diferentes frecuencias y amplitudes, causando desgaste y fatiga a los componentes, siendo muchas veces esta la causa de fallas catastróficas.

Ante la falta de algún instrumento para medir vibración, en algunas plantas la vibración es evaluada por medio del tacto, en algunos casos se utiliza una varilla que transfiere la señal de vibración a la cabeza del operador, ó en otros casos se utiliza un estetoscopio del tipo médico. En cada uno de estos casos, la señal de vibración es evaluada sobre la base de la experiencia, sin ningún valor numérico de referencia que sirva para una posterior comparación.

Los objetos mecánicos vibran en respuesta a fuerzas de excitación. Sin embargo, la vibración también depende de las características estructurales del sistema. Esto incluye masa, rigidez y características de amortiguación. La masa de un objeto es igual a su volumen multiplicado por su densidad. La rigidez depende de la elasticidad del material y es expresada en unidades de fuerza por unidad de deflexión (lb/plg). El amortiguamiento es una medida de la habilidad del sistema para disipar energía en forma de calor.

La excitación es usualmente gobernada por tolerancias y defectos dentro del sistema, de su manufactura, del proceso de instalación y de la forma en que el sistema fue diseñado. Las tres características de la vibración son la frecuencia, la amplitud y la fase.

Amplitud de vibración = Fuerzas excitadoras / Rigidez del sistema

La medición proporciona los siguientes parámetros:

  1. Aceleración de la vibración.
  2. Velocidad de vibración.
  3. Variación de vibración.

Enlace externo

Fuente