El análisis espectral de vibraciones mecánicas mediante la Transformada Rápida de Fourier (FFT) es la herramienta predictiva más precisa para diagnosticar fallas incipientes en rodamientos antes de que alcancen la fase crítica de degradación térmica o daño estructural en el eje.
1. Ecuaciones Cinemáticas de Falla en Rodamientos
A diferencia de los defectos por desbalance o desalineación (que generan armónicos enteros de la velocidad de giro 1X, 2X, 3X), las fallas en rodamientos producen frecuencias no sincrónicas determinadas estrictamente por la geometría interna del rodamiento:
BPFO = (n / 2) * (RPM / 60) * [ 1 - (d / D) * cos(α) ]
BPFI = (n / 2) * (RPM / 60) * [ 1 + (d / D) * cos(α) ]
BSF = (D / 2d) * (RPM / 60) * [ 1 - ((d / D) * cos(α))² ]
FTF = (1 / 2) * (RPM / 60) * [ 1 - (d / D) * cos(α) ]
Donde: n = Nº elementos rodantes | d = Diámetro de bola/rodillo | D = Diámetro de paso (Pitch) | α = Ángulo de contacto.
2. Criterios de Severidad según ISO 20816-3
Para maquinaria rotativa industrial (motores, bombas, compresores) en soporte rígido o flexible, los límites de velocidad RMS en banda ancha (10 Hz a 1000 Hz) definen el estado de alarma operativa:
| Zona de Severidad | Grupo 1: Motores Grandes (>300 kW) | Grupo 2: Motores Medianos (15-300 kW) | Acción Operativa Requerida |
|---|---|---|---|
| Zona A (Excelente) | < 1.80 mm/s RMS | < 1.12 mm/s RMS | Operación normal sin restricciones |
| Zona B (Aceptable) | 1.80 – 4.50 mm/s RMS | 1.12 – 2.80 mm/s RMS | Operación continua normal admisible |
| Zona C (Alerta) | 4.50 – 11.20 mm/s RMS | 2.80 – 7.10 mm/s RMS | Planificar intervención en próxima ventana |
| Zona D (Peligro) | > 11.20 mm/s RMS | > 7.10 mm/s RMS | Detención de emergencia para evitar rotura |
