Vibration testing tips and tricks

Ensayos de vibración: lo que se debe hacer y lo que no

Este es el primero de una serie de artículos con recomendaciones que le ayudarán a evitar inconvenientes y dificultades frecuentes durante el diseño, la instalación y el uso de sistemas para ensayos de vibraciones.

Este artículo se basa en la dilatada experiencia de Brüel & Kjær VTS en el mundo de las vibraciones y repasa brevemente algunos de los muchos problemas que pueden aparecer en los ensayos de vibraciones de componentes y montajes. En esta ocasión hablaremos de los aspectos de diseño del emplazamiento:

  • Disposición
  • Ambiente
  • Servicios y cableado
  • Electromagnetismo

Disposición de la sala de control

Position of control room

Ubicación de la sala de control
Siempre que sea posible, el sistema de vibración debe resultar visible desde la sala de control. Si no es posible, deberá instalarse un sistema de circuito cerrado de televisión que permita ver en todo momento el vibrador.

Acceso a la sala
Debe existir un acceso adecuado que permita tanto la instalación como el mantenimiento del sistema de vibración. Igualmente, debe facilitar un montaje sencillo y seguro de las cargas y accesorios.

Vibraciones
Deben tenerse en cuenta las vibraciones —sobre todo las de baja frecuencia— que se transmiten al suelo durante los ensayos. Existen distintas opciones de montaje para reducir las vibraciones transitorias, pero todas ellas tienen un límite de bajas frecuencias. Una resonancia inadecuada en el montaje del aislamiento puede dar lugar a un movimiento excesivo del vibrador e incluso causar daños en zonas próximas del edificio.

Ubicación del amplificador
El amplificador no debe situarse contra una pared, porque eso reduce la circulación del aire necesario para refrigerarlo. Si el amplificador tiene espacio libre en todas direcciones, también resultará más fácil el mantenimiento. Los manuales de usuario de este tipo de sistemas ofrecen recomendaciones detalladas en este sentido.

Soportes deslizantes
Si el sistema está equipado con soportes deslizantes, compruebe que el suelo tenga un acabado adecuado y que esté bien nivelado, tal y como se especifica en el manual del usuario.

Conductos flexibles de ventilación
No deben instalarse extensiones de conductos flexibles de ventilación sin consultar antes con el equipo de ingeniería de Brüel & Kjær VTS; las extensiones de los conductos pueden provocar sobrecalentamiento del vibrador. Por el mismo motivo, deben evitarse las curvas cerradas en los conductos y no debe modificarse la disposición de los conductos que se indica en los planos sin consultar con Brüel & Kjær VTS.

Cargas sobre el suelo
El suelo debe ser capaz de soportar las cargas del sistema de vibración. No hay que olvidar que los vibradores y sus equipos asociados pesan bastante.

Posición de los seccionadores
Los seccionadores e interruptores eléctricos principales deben instalarse en un lugar de fácil acceso, cerca del amplificador. Su ubicación debe cumplir la normativa de seguridad pertinente.

Ruido acústico
Hay que tener en cuenta que, debido a la naturaleza de los sistemas de vibración, la armadura genera ruido audible. En el caso de los sistemas de gran tamaño, los niveles de ruido suelen ser altos. Deberá valorarse la necesidad de estructuras de atenuación del sonido, salas insonorizadas, etc. Los niveles de ruido de los vibradores se especifican en los manuales de usuario.

Otros equipos cercanos
Si los sistemas de vibración se colocan junto a otros equipos pesados, pueden aparecer problemas de transmisión de vibraciones o ruido eléctrico.


Aspectos ambientales de los ensayos de vibración

Aspectos ambientales de los ensayos de vibración

Temperatura y humedad
Los equipos de Brüel & Kjær VTS no deben trabajar fuera de los límites de temperatura y humedad que se especifican en los manuales de usuario correspondientes.

Altitud
En instalaciones a grandes altitudes, la refrigeración del vibrador puede verse afectada por la menor densidad del aire. Si existe la posibilidad de que la altitud sea un problema, se recomienda solicitar asesoramiento al equipo de ingeniería de Brüel & Kjær VTS.

Limpieza
El sistema de ensayos de vibración y los equipos asociados no deben trabajar en entornos con humedad, grasa, suciedad o polvo. El polvo y la suciedad pueden hacer que el sistema de centrado y posicionamiento (si existe) no funcione correctamente. La acumulación de agua debido a una alta humedad ambiental puede producir corrosión en el vibrador y puede provocar cortocircuitos eléctricos. La presencia de grasa en el vibrador o en sus alrededores hace que las superficies sean resbaladizas, lo cual supone un peligro para los operarios. Garantizar que el espacio circundante esté limpio y libre de obstáculos es una parte esencial del mantenimiento diario.

Condensación
Si las condiciones de temperatura y humedad (por ejemplo, si se trabaja en una cámara climática) permiten que la temperatura de la armadura del vibrador descienda por debajo del punto de rocío, se puede producir condensación de humedad en la armadura, lo que puede a su vez causar corrosión en el bastidor y provocar cortocircuitos. Estos problemas pueden evitarse:

  • con una barrera térmica,
  • colocando elementos calefactores alrededor de superficie de la armadura en contacto con la cámara,
  • dirigiendo el aire caliente que expulsa el ventilador hacia la parte inferior de la cámara.

Vacío
Cuando el vibrador se usa dentro de una cámara de altitud, la cámara aplica succión a la armadura. En el caso de los vibradores refrigerados por aire, se aplica una compensación de carga mediante presión positiva; por tanto, será necesario un control especial. En los sistemas de ensayos de vibraciones refrigerados por agua, se instala una pequeña bomba de vacío para proporcionar presión negativa a la armadura. No obstante, esta bomba trabaja contra la bomba de vacío de la cámara, que suele ser más potente.

Expansión térmica
Cuando se utiliza una cámara climática, es necesario tener en cuenta la expansión térmica y las tensiones resultantes que puede causar; esto es especialmente importante en el caso de mesas deslizantes con varios cojinetes.

Corrosión de componentes de magnesio
La aleación de magnesio que se utiliza en las mesas deslizantes, los expansores y otros componentes es sensible a la corrosión. Por ello, deben seguirse estrictamente las recomendaciones sobre cuidados y mantenimiento del manual del sistema de ensayos de vibraciones.


Servicios y cableado de equipo de ensayos de vibración

Servicio y calibración

Disponibilidad de servicios auxiliares
El equipo debe disponer de todos los servicios necesarios, conforme a las especificaciones que figuran en el manual correspondiente.

Cableado
Los tendidos de cable deben cumplir lo siguiente:

  • La longitud de todos los cables debe reducirse al mínimo. El uso de cables más largos de lo que se especifica en el manual puede afectar al rendimiento del sistema. En caso de duda, consulte al equipo de ingeniería de Brüel & Kjær VTS.
  • Las terminaciones de los cables no deben estar sometidas a cargas y tensiones excesivas.
  • Las mangueras o canaletas de los cables de la armadura y de campo deben contar con ventilación para evitar la acumulación de calor, que puede afectar al rendimiento y causar daños.
  • El tendido de los cables debe ser ordenado y seguro, para que no exista riesgo de tropezar.
  • Los cables de alimentación y de señal deben tener tendidos separados para evitar problemas de interferencias.
  • Todos los cables de señal deben estar apantallados. Los cables de larga longitud que transporten señales analógicas deben ser cables triaxiales

Los manuales de usuario ofrecen más información sobre el cableado.


Diseño electromagnético del emplazamiento

Conexiones a tierra de seguridad y RFI
Se recomienda instalar y utilizar conexiones a tierra de seguridad siempre que sea posible. Igualmente, deben utilizarse conexiones a tierra que impidan las interferencias por radiofrecuencia (RFI), del tipo especificado. Los manuales de usuario ofrecen más información sobre las conexiones a tierra.

Montaje del vibrador
El cuerpo del vibrador está construido en acero, para permitir la conducción de los campos magnéticos. Si el cuerpo se conecta a otros componentes de acero de gran tamaño no suministrados por Brüel & Kjær VTS, los campos magnéticos fluirán hacia esos componentes conectados. Como resultado, pueden aparecer problemas de imantación de chapas, pérdida de flujo dentro del vibrador o campos magnéticos parásitos importantes.

Ubicación del equipo de control
Si el equipo de control se sitúa cerca del vibrador, el campo magnético parásito puede distorsionar el monitor.

Campos de baja frecuencia
Brüel & Kjær VTS recomienda que nadie entre en la zona de peligro mientras el sistema de ensayos de vibraciones esté en funcionamiento, en especial las personas con implantes médicos.

El manual del usuario ofrece más información sobre prácticas seguras y riesgos.


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