Resonancia en equipos: señales, comprobación y qué hacer

El ventilador empezó a zumbar después de una limpieza, el vibrómetro marca 10 mm/s. Usted equilibra el rodete, la vibración baja, y dos semanas después vuelve. En esa situación, a menudo el culpable no es el rotor, sino la resonancia de los apoyos y del bastidor. A continuación veremos cómo detectarla en una sola marcha por inercia (la parada libre de la máquina tras cortar la alimentación) y qué hacer con ella.

Actualizado el 27 de agosto de 2026 · por AXILINE · Vila Nova de Gaia

Qué es la resonancia y por qué dispara la vibración

Toda construcción tiene una frecuencia propia. Para un sistema simple se estima como fₙ = (1/2π)·√(k/m), donde k es la rigidez y m la masa. La lógica es simple. Suelde una riostra al bastidor, y la rigidez subirá, y la frecuencia propia se irá hacia arriba. Cuelgue una carcasa pesada del apoyo, y la frecuencia bajará.

La resonancia aparece cuando la frecuencia de excitación coincide con fₙ. En una máquina rotativa, la fuente de excitación suele ser el desequilibrio residual a la frecuencia de rotación (1x). La fuerza sigue siendo la misma, pero la respuesta crece Q veces, ese es el factor con el que la resonancia amplifica las oscilaciones. El factor de calidad se calcula como Q = 1/(2ζ). Para un bastidor de acero soldado, el amortiguamiento relativo ζ ronda 0,05, lo que da un Q de alrededor de 10. El mismo desequilibrio que a otras revoluciones nadie notaría produce aquí una vibración diez veces mayor.

De ahí una conclusión práctica. Una vibración alta en 1x no demuestra un desequilibrio. Demuestra que a la frecuencia de rotación hay una fuerza y hay una respuesta. La resonancia infla la segunda parte, no la primera.

Distinga dos fenómenos distintos. La resonancia estructural es la frecuencia propia de las partes fijas: el apoyo del rodamiento, el bastidor, la cimentación, la plataforma, la tubería. La velocidad crítica es la resonancia del propio eje. Un rotor rígido funciona por debajo de la primera crítica, uno flexible la atraviesa. Para un ventilador, una bomba, un tornillo sinfín o una trituradora en una fábrica, casi siempre está ante una resonancia estructural.

Ningún equipo muestra la palabra «resonancia» en una línea aparte. La resonancia es una conclusión suya a partir de cómo se comportan la amplitud y la fase al cambiar las revoluciones.

Cinco señales que delatan la resonancia

De dónde viene la resonancia

La resonancia no aparece por sí sola. Aparece cuando alguien ha cambiado la rigidez o la masa del sistema. Estos son los culpables habituales.

• Sujeción floja. Los pernos de anclaje sin apretar reducen la rigidez del apoyo, la frecuencia propia baja y entra en las revoluciones de trabajo.
• «Pata floja» (soft foot). Una pata no toca la base o se apoya sobre una junta torcida. El apoyo funciona como un muelle.
• Bastidor flexible o modificado. Un bastidor soldado sin riostras, un refuerzo cortado, el traslado de la máquina a una base nueva, calzos bajo las patas.
• Grietas y corrosión. Un cordón de soldadura agrietado, el hormigón deteriorado bajo un anclaje, una pieza embebida oxidada. La rigidez cae, pero la geometría no cambia por fuera.
• Cambio de masa. Un rodete nuevo en lugar del viejo, otra polea, una carcasa, un conjunto de tuberías anexo.
• Cambio de revoluciones. El variador de frecuencia y una nueva consigna son una causa frecuente. La máquina funcionó años a 1450 rpm, y a 1180 entró en resonancia del bastidor.
• El propio apoyo del rodamiento. Asientos dañados, ajuste flojo de la carcasa del rodamiento.
• Amortiguadores de goma hundidos. Han cambiado la rigidez, y el desajuste calculado ha desaparecido.

Si la vibración ha aumentado justo después de una reparación, una limpieza, un cambio de rodete o un traslado, compruebe la resonancia en primer lugar. Ha cambiado la masa o la rigidez, y el sistema se ha desplazado a otro punto.

Cómo comprobarlo: revoluciones, marcha por inercia, prueba de impacto

1. 01

   Tome las cifras base

   A las revoluciones de trabajo, mida la vibración global (el nivel conjunto en todas las frecuencias) y el 1x en cada apoyo de rodamiento en tres direcciones. Anote la fase de 1x. Fije el sensor con rigidez en la carcasa del rodamiento, con imán sobre una superficie limpia y plana. Mantenga la misma dirección de una medición a otra. El estado general de la máquina se evalúa según la vibración global en mm/s RMS (valor eficaz) en la banda de 10–1000 Hz, por las zonas A/B/C/D, de A «bien» a D «inadmisible». Los límites de las zonas dependen del grupo de máquina y de la parte y edición aplicables de ISO 20816, así que compruébelos por separado, sobre todo para ventiladores pequeños y equipos con transmisión por correa.

2. 02

   Recorra las revoluciones hacia arriba

   Si tiene variador de frecuencia, suba la frecuencia en pasos del 5 % y en cada paso registre la amplitud y la fase de 1x. No busca el máximo, sino la forma de la curva: dónde se dispara y dónde empieza a moverse la fase. Mantenga cada punto hasta que las lecturas se estabilicen.

3. 03

   Registre la marcha por inercia

   Sin variador funciona la marcha por inercia. Corta la alimentación y registra la vibración hasta que el rotor se detiene. La máquina recorre por sí sola todas las revoluciones de arriba abajo, y la resonancia se manifiesta como una joroba en el registro. En Balanset-1A active el modo «Diagramas», elija la vibración global y una duración de registro de hasta 20 segundos en los dos canales a la vez. En un ventilador grande la marcha por inercia dura minutos, así que 20 segundos solo dan un cuadro aproximado: haga varios registros consecutivos, y tome el valor exacto de la frecuencia de la prueba de impacto.

4. 04

   Golpee la máquina parada

   La prueba de impacto responde a la pregunta directamente. Pare y desconecte la máquina, deje el sensor en el mismo sitio, golpee con una maza blanda el apoyo o el bastidor cerca del sensor y observe el espectro de la respuesta. La estructura resuena a sus propias frecuencias, y usted las lee en el espectro. Condiciones: la máquina parada, un golpe único sin «rebote», la punta blanda, el promediado desactivado. El promediado difumina el impulso único convirtiéndolo en ruido.

5. 05

   Calcule el margen

   Convierta la frecuencia de rotación a hercios dividiendo entre 60. A 1450 rpm son 24,2 Hz. La referencia práctica de desajuste (la separación entre la frecuencia de excitación y la propia) es |f_exc − fₙ| / fₙ mayor del 15–20 %. Es decir, una frecuencia propia por debajo de 20 Hz o por encima de 29 Hz le sirve, y caer en 22–26 Hz significa un problema. Compruebe también la frecuencia de paso de álabes (las revoluciones multiplicadas por el número de álabes): en un rodete de seis álabes a 1450 rpm son 145 Hz, con sus propias coincidencias con las frecuencias propias de la carcasa y el conducto de aire.

La prueba de impacto en una máquina en marcha no da respuesta. La respuesta al golpe se mezcla con la vibración de trabajo, y no podrá separar la frecuencia propia.

Resonancia, desequilibrio o holgura: en qué se diferencian

El desequilibrio y la desalineación a menudo dan un 1x igualmente alto. Sin la fase no podrá distinguirlos, así que mida la fase en los dos apoyos, no solo la amplitud.

Por qué no se debe equilibrar en resonancia

El equilibrado funciona mediante el coeficiente de influencia. El equipo mide la vibración inicial, usted coloca un peso de prueba de masa conocida a un radio conocido, el equipo mide de nuevo. La diferencia muestra cómo reacciona el sistema a la masa añadida. Después el programa calcula la masa y el ángulo de corrección.

Toda esta aritmética se apoya en una única suposición: el sistema es lineal y estable. La respuesta es proporcional a la fuerza, y el coeficiente de influencia no cambia entre arranques. En resonancia, esa suposición se derrumba. Esto es lo que obtendrá en la práctica.

• El coeficiente de influencia sale enorme, porque un peso de prueba pequeño produce un cambio grande de vibración. El programa calculará una corrección minúscula, y no funcionará.
• La fase en resonancia es muy sensible a las revoluciones. Las revoluciones oscilan un 1 %, y la fase se desplaza decenas de grados. El peso acaba donde no debe.
• El arranque de control con el mismo peso da cifras distintas. Repite una y otra vez el equilibrado de ajuste (trim) y no llega a la tolerancia.
• A veces, aun así, llega a lo normal. Pero el equilibrado solo elimina la fuerza de excitación, y el factor Q no se ha ido a ninguna parte. Un pequeño desgaste, polvo acumulado en los álabes o un peso desplazado, y la vibración vuelve en una semana.

La señal de que está lidiando con una resonancia y no con un desequilibrio: el equilibrado «sale bien» una y otra vez, pero no se mantiene. Si hay que reequilibrar el rotor cada mes, el problema no está en el rotor.

Qué hacer: desajuste por rigidez, masa y revoluciones

La resonancia se elimina de tres maneras: cambiando la rigidez, cambiando la masa o cambiando las revoluciones. Una cuarta opción es añadir amortiguamiento, es decir, absorción de la energía de las oscilaciones. No desplaza la frecuencia, sino que reduce la altura del pico.

Para estimar el desplazamiento ayuda la relación fₙ_nueva = fₙ·√((k_nueva/k_vieja)·(m_vieja/m_nueva)). La rigidez y la masa entran bajo la raíz. Para subir la frecuencia propia un 20 %, hace falta aumentar la rigidez aproximadamente 1,44 veces. Una cartela decorativa no va a lograrlo.

Dónde no funciona el método. La resonancia de un rotor flexible a la velocidad crítica no se elimina desajustando los apoyos. Ahí hace falta un cálculo de dinámica de rotores y, posiblemente, un equilibrado del rotor flexible a varias velocidades. Si su máquina funciona por encima de la primera crítica, es una tarea aparte, y le diremos con claridad cuándo queda fuera del alcance de una visita.

Por dónde empezar en su instalación

Balanset-1A ofrece todo lo necesario para esta comprobación. El kit incluye dos acelerómetros para los apoyos de los rodamientos, un sensor de fase láser sobre la marca reflectante del eje, un módulo USB de dos canales y un programa para Windows. El equipo muestra las revoluciones, la vibración global y el 1x con amplitud y fase, construye el espectro FFT, registra la señal temporal en los dos canales a la vez y guarda las mediciones y los espectros en un archivo. A partir del archivo elabora el informe. El mismo equipo calcula el peso de prueba, la corrección, la tolerancia según las clases de precisión de equilibrado G, y reparte el peso entre posiciones fijas, cuando la cosa acaba llegando al equilibrado.

AXILINE se desplaza a la instalación en Portugal. Medimos la vibración, separamos la resonancia del desequilibrio y de la desalineación, equilibramos el rotor en sus propios apoyos cuando el equilibrado realmente resuelve el problema, y decimos con franqueza cuándo hace falta trabajar con el bastidor o la cimentación. Los equipos Balanset los diseñan, fabrican y usan ellos mismos en las visitas los mismos ingenieros que asesoran sobre su uso.

Escríbanos qué máquina tiene, a qué revoluciones funciona y qué cifras ve en los apoyos. Le diremos si parece resonancia o no, y qué comprobar primero. Si prefiere trabajar por su cuenta, le suministraremos el equipo y le ayudaremos a manejarlo.

• Compare la vibración global y el 1x en cada apoyo de rodamiento. Si la global es varias veces mayor que el 1x, el desequilibrio no es la causa principal.
• Mida en tres direcciones y compare las cifras. La resonancia destaca una dirección.
• Averigüe qué cambió antes de que apareciera la vibración: una reparación, un rodete nuevo, una consigna del variador, el traslado del equipo.
• Apriete la sujeción y compruebe la «pata floja» antes de cualquier diagnóstico.
• Registre la marcha por inercia o recorra las revoluciones por pasos, anotando la amplitud y la fase de 1x.
• Confirme la frecuencia propia con una prueba de impacto en la máquina parada y sin alimentación.
• Calcule el margen de desajuste. La referencia es más del 15–20 % de la fₙ.
• Equilibre solo después de comprobar que las revoluciones de trabajo están fuera de la zona de resonancia.

Fuentes: ISO 20816-1:2016 · ISO 13373-3:2015 · ISO 13373-5:2020 · ISO 21940-11:2016 · ISO 21940-12:2016 · Manual de operación Balanset-1A · Especificaciones del fabricante Balanset-1A

Preguntas frecuentes

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