Introducción: el espectro no se lee, se interpreta

Obtener un espectro de vibraciones es sencillo. Cualquier analizador moderno lo genera en segundos. Lo que realmente marca la diferencia entre un técnico y un analista es lo que ocurre después: saber qué mirar, en qué orden y qué significa cada componente dentro del contexto de la máquina que se está evaluando.

Un espectro no se interpreta por un solo pico. Se interpreta por el conjunto de sus frecuencias, sus direcciones, su tendencia y el contexto operativo del equipo. Este artículo describe un proceso estructurado de siete pasos para hacerlo de forma sistemática y confiable.

Paso 1: Validar la medición y el contexto

Antes de analizar cualquier frecuencia, el analista debe asegurarse de que los datos que tiene frente a él son confiables. Un espectro mal configurado o tomado en condiciones incorrectas puede llevar a diagnósticos completamente equivocados.

Los puntos clave a verificar antes de interpretar:

RPM real del equipo: es la referencia de todo el espectro. Sin conocer la velocidad de giro exacta, es imposible identificar correctamente la 1X ni las frecuencias características. Si hay tacómetro disponible, úsalo; cambia por completo la fiabilidad del análisis.

Punto de medición, dirección y unidades: ¿es una medición horizontal, vertical o axial? ¿Está expresada en mm/s RMS, g o µm p-p? Cada combinación tiene un significado diferente.

Configuración del analizador: verificar que la frecuencia máxima (Fmax) cubra las frecuencias de falla esperadas, que la resolución espectral sea adecuada y que la ventana y los promedios estén correctamente configurados.

Condiciones de operación: carga, caudal, temperatura, velocidad. Un espectro tomado a plena carga y otro tomado en vacío del mismo equipo pueden ser completamente diferentes.

Un espectro obtenido sin verificar estas condiciones no es un punto de partida confiable para el diagnóstico.

Paso 2: Evaluar el nivel global y la tendencia

El nivel global (Overall) es el primer número que debe leerse. El nivel global representa la amplitud total de vibración medida dentro del rango de frecuencia configurado y proporciona una visión rápida del estado general del equipo. Un incremento del nivel global indica que la condición de la máquina ha cambiado, pero no identifica por sí solo la causa de la vibración. Para ello es necesario analizar el espectro.

Sin embargo, el valor puntual por sí solo dice poco. Lo que realmente importa es su evolución en el tiempo. Un equipo con un nivel global de 7 mm/s RMS que lleva tres meses estable es muy diferente a uno que hace seis semanas medía 3 mm/s y ahora marca 7 mm/s. En el segundo caso, algo está cambiando.

La serie ISO 20816 establece criterios para medir y evaluar la vibración en determinados tipos de máquinas, pero sus límites no son universales ni sustituyen el historial del equipo y las recomendaciones del fabricante. La serie ISO 10816 ha sido retirada progresivamente y sustituida por ISO 20816. La tendencia histórica suele aportar mayor valor diagnóstico que la comparación aislada con un límite genérico.

Paso 3: Identificar la 1X (velocidad de giro)

La componente en 1X RPM es la referencia fundamental de todo espectro. Corresponde exactamente a una vez la velocidad de giro del rotor y es el punto de partida para identificar el resto de las frecuencias.

Las preguntas clave en este paso:

¿Es dominante la 1X respecto al resto del espectro?

¿En qué dirección aparece con mayor amplitud: horizontal, vertical o axial?

¿Ha crecido respecto a mediciones anteriores?

Una componente 1X dominante en dirección radial, especialmente cuando mantiene una fase estable y aumenta con la velocidad, es un patrón compatible con desbalance. Sin embargo, la 1X también puede estar presente en desalineación, excentricidad, eje doblado o resonancia. Su significado siempre depende del contexto.

Paso 4: Analizar los armónicos de 1X

Una vez identificada la 1X, el siguiente paso es evaluar si existen componentes en sus múltiplos: 2X, 3X, 4X y superiores.

La presencia y distribución de armónicos aporta información diagnóstica fundamental:

2X significativa, especialmente cuando se acompaña de vibración axial elevada, puede ser compatible con condiciones de desalineación.

Una respuesta importante en 2X en dirección radial puede observarse en determinados casos de desalineación, aunque también puede estar influenciada por otras condiciones mecánicas.

Múltiples armónicos (3X, 4X, 5X…): patrón característico de holgura mecánica.

Subarmónicos o fracciones (½X, ⅓X): pueden indicar holgura severa, roce entre componentes o fenómenos de oil whirl en cojinetes hidrodinámicos.

0,38X - 0,48X (sub-1X): señal de alerta de oil whirl en cojinetes de deslizamiento.

Los armónicos nunca deben analizarse de forma aislada. Su significado depende siempre de la relación entre ellos, las direcciones en que aparecen y el tipo de máquina que se está evaluando.

Paso 5: Localizar frecuencias características

Este paso requiere conocer qué componentes tiene la máquina que se está analizando. No tiene sentido buscar la frecuencia de engrane (GMF) en un motor sin reductor, ni frecuencias de paso de álabes en un compresor de tornillo.

Las frecuencias características más comunes según el tipo de componente:

Rodamientos: BPFO, BPFI, BSF y FTF. Cuando aparecen, confirmar con análisis de envolvente si está disponible. Su presencia junto a armónicos y bandas laterales indica deterioro en progreso.

Engranajes: GMF (velocidad de giro × número de dientes) y sus armónicos. Las bandas laterales alrededor de la GMF son el indicador más importante del estado de los dientes.

Bombas centrífugas: VPF o BPF (velocidad de giro × número de álabes). Su incremento indica operación lejos del BEP o problemas hidráulicos.

Motores eléctricos: una componente significativa en 2×fL puede estar asociada a fuerzas electromagnéticas, excentricidad del entrehierro o problemas del estator. Las bandas relacionadas con la frecuencia de deslizamiento pueden aportar evidencia de anomalías en el rotor, aunque su identificación suele complementarse con análisis de corriente del motor.

Identificar correctamente estas frecuencias permite orientar el diagnóstico hacia el componente específico que está generando la anomalía.

Paso 6: Evaluar bandas laterales y nivel del piso de ruido

Las bandas laterales son componentes que aparecen simétricamente alrededor de una frecuencia principal. Su presencia indica modulación, es decir, que una frecuencia está siendo modificada periódicamente por otra. La separación entre las bandas laterales suele ser tan importante como su amplitud, ya que permite identificar la frecuencia moduladora responsable del fenómeno.

Bandas laterales separadas por 1X alrededor de frecuencias características de rodamientos indican modulación por rotación del eje.

Bandas laterales alrededor de la GMF, separadas por la velocidad de giro de uno de los engranajes, pueden orientar el diagnóstico hacia una modulación asociada a ese componente. Su evolución, amplitud y distribución deben analizarse junto con la tendencia, la forma de onda y las condiciones de carga. Las bandas laterales también pueden aparecer por excentricidad, errores geométricos, variaciones de carga o modulación normal de la transmisión.

Bandas laterales alrededor de FTF pueden indicar problemas en la jaula del rodamiento.

El nivel del piso de ruido también aporta información valiosa. Una elevación generalizada del ruido de fondo en altas frecuencias puede indicar desgaste distribuido, impactos de baja energía o fenómenos hidráulicos como cavitación. Cuando el piso de ruido sube sin que aparezcan frecuencias discretas claras, la forma de onda temporal suele proporcionar información adicional.

Paso 7: Comparación espacial: direcciones y apoyos

El último paso consiste en comparar las mediciones entre sí: entre direcciones del mismo punto y entre diferentes puntos de la máquina.

Comparación H / V / A: la dirección en que predomina la vibración aporta información sobre el origen de la falla. Una vibración predominantemente axial orienta hacia desalineación o problemas de empuje. Una vibración radial elevada en todos los puntos puede indicar resonancia estructural.

Comparación entre apoyos: si la vibración es significativamente mayor en un apoyo que en el otro, la fuente está probablemente más cerca del apoyo con mayor amplitud.

Análisis de fase: cuando el diagnóstico es ambiguo, las mediciones de fase permiten confirmar o descartar condiciones como desbalance, desalineación o resonancia con mucha mayor precisión.

Tabla resumen: firma vibracional y condición compatible

Firma en el espectro	Condición compatible
1X dominante en radial	Desbalance, excentricidad o resonancia
1X y 2X con vibración axial elevada	Posible desalineación
1X con múltiples armónicos y componentes fraccionarias	Posible holgura, roce o no linealidad
Componente subsincrónica entre 0,38X y 0,48X	Posible oil whirl en cojinetes hidrodinámicos
BPFO, BPFI, BSF o FTF con armónicos y bandas laterales	Posible defecto en rodamiento; revisar envolvente
GMF con bandas laterales	Modulación asociada a engranajes o carga
VPF elevada y armónicos	Interacción hidráulica, operación fuera del BEP o paso de álabes
2×fL o componentes relacionadas con deslizamiento	Posible problema electromagnético

Conclusión

Interpretar un espectro de vibraciones de forma sistemática no es un proceso que se improvisa. Requiere un orden claro, conocimiento del equipo y capacidad para leer la información en su conjunto: niveles globales, frecuencias, armónicos, bandas laterales, direcciones y tendencias.

El analista que sigue un proceso estructurado comete menos errores, genera diagnósticos más confiables y toma decisiones de mantenimiento mejor fundamentadas. La guía de siete pasos descrita en este artículo es una metodología práctica y sistemática para interpretar espectros de vibración en maquinaria rotativa.