Resonancia
La resonancia es una condición peligrosa en la que una frecuencia forzada (de funcionamiento) coincide o se aproxima a una frecuencia natural del sistema. Esto provoca un aumento excesivo de la amplitud de vibración, que puede derivar en daños mecánicos o estructurales graves.
Conceptos clave
Frecuencias forzadas: Son generadas por el funcionamiento de la máquina (ej. 1x RPM, 2x FL). Desaparecen cuando la máquina se apaga.
Frecuencias naturales (Fn): Son propias de la estructura o de los componentes. Son como la “tendencia” natural de la máquina a vibrar.
Fórmula de frecuencia natural:
Fn=12πKmF_n = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{K}{m}}
K: Rigidez del sistema
m: Masa del sistema
Resonancia: Ocurre cuando una frecuencia forzada ≈ frecuencia natural → amplitud muy elevada.
Velocidad crítica: Nombre que se da a la frecuencia natural en los rotores.
Tipos de resonancia
🔩 Resonancia estructural
Afecta a componentes no rotativos: bancadas, tuberías, soportes, cimentaciones.
Excitada por fuerzas internas (rotativas) o externas (otras máquinas, vibraciones transmitidas por estructuras).
🔧 Resonancia de rotor
Se relaciona con la velocidad de giro del rotor.
Muy común en turbomáquinas durante arranques o paradas.
Si la velocidad crítica coincide con la velocidad de operación, se produce una resonancia armónica.
Métodos de detección de resonancia
Test de arranque/parada
Usa un analizador FFT + fototaco.
Permite detectar si la vibración se dispara al pasar por ciertas velocidades.
Diagrama de espectros en cascada
Se registran espectros en función de la velocidad.
Si hay una velocidad crítica, se verá como un aumento súbito de amplitud.
Test de impacto
Se golpea la estructura con un martillo plástico.
El analizador mide los picos de frecuencia en respuesta → muestra las frecuencias naturales.
¿Cómo eliminar o evitar la resonancia?
Separar la velocidad de operación de la Fn en al menos ±20%.
Reducir la fuerza de excitación:
Balanceo dinámico, alineación precisa, cambiar componentes desgastados.
Modificar rigidez o masa del sistema (cambia la Fn).
Cambiar el régimen de operación.
Agregar amortiguamiento: soportes antivibratorios, calzos, etc.
Aislamiento estructural si hay propagación de vibraciones a otros equipos.