Equilibrado de ventiladores de torres de refrigeración: palas, cubo, reductor y eje de transmisión

Una celda de la torre de refrigeración se para por el relé de vibración, casi siempre en el día más caluroso, cuando la carga es máxima. El anillo del ventilador zumba, la pasarela vibra, y del reductor empieza a gotear aceite. El rodete, de varios metros de diámetro, gira despacio, pero la masa está muy alejada del eje, y aquí el desequilibrio lo generan cosas que un ventilador normal no tiene: agua dentro de una pala de fibra de vidrio, incrustaciones en un solo lado del rodete, un contrapeso de fábrica perdido, un ángulo de calaje que se ha desviado. Subimos a la cubierta del ventilador —la plataforma superior de la torre—, separamos qué parte de la vibración viene de la masa, cuál de la aerodinámica y cuál del accionamiento, y equilibramos el rodete directamente sobre su cubo. Sede en Vila Nova de Gaia, cerca de Porto; nos desplazamos a toda Portugal.

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

Síntomas: cómo se comporta un ventilador de torre de refrigeración desequilibrado

El eje del ventilador es vertical, así que la fuerza centrífuga del desequilibrio gira en un plano horizontal. Se transmite a los rodamientos del reductor, al bastidor de apoyo, al anillo del ventilador y de ahí a toda la estructura de la torre. La construcción es ligera y flexible, así que todo vibra a la vez, y el aviso suele llegar no del mecánico, sino del operador de sala de control, al que se le ha parado la celda.

La segunda particularidad: en las torres de refrigeración casi siempre hay un relé de vibración o un sensor conectado a la parada de emergencia. Aquí el desequilibrio no se nota por el zumbido, sino por los disparos. Mientras no se supere el umbral, la máquina sigue funcionando tranquilamente con un desequilibrio creciente durante meses, y eso se va comiendo los rodamientos del reductor.

• El relé de vibración dispara cada vez más a menudo: primero una vez al mes, luego en cada arranque o al pasar a velocidad alta
• La vibración aumentó tras cambiar una pala, reordenar las palas, reparar el cubo o lavar el rodete
• El anillo del ventilador zumba, la pasarela vibra, y la vibración se nota en las celdas vecinas y en la sala bajo la torre
• El reductor empezó a perder aceite, se dañaron los asientos, o se aflojó la sujeción del bastidor de apoyo o de las vigas bajo el reductor
• Se calientan los acoplamientos elásticos del eje de transmisión, se rompen los paquetes de discos, se cizallan los pernos de los semiacoples
• Un contrapeso de fábrica del cubo o de un anclaje de pala se ha desplazado o se ha perdido, y debajo hay manchas de óxido
• Las puntas de las palas pasan a alturas distintas, y en la superficie interior del anillo han aparecido marcas de roce
• Al golpear suavemente una pala de fibra de vidrio suena a hueco y pesa notablemente más que las vecinas: ha entrado agua dentro
• La máquina funciona por temporadas, y tras la parada invernal la vibración ya no es la misma que en otoño

El truco de diagnóstico más barato en una torre de refrigeración: compare la vibración de todas las celdas en el mismo régimen, en los mismos puntos sobre la carcasa del reductor. Las celdas son iguales, así que la que se sale del patrón general es la candidata a intervención. Los límites absolutos dependen de la parte aplicable y la edición de la norma ISO 20816 y del umbral de su relé de vibración, pero la dispersión entre celdas vecinas es más informativa que cualquier tabla.

Fuentes: ISO 13373-5:2020

Cómo está construido el accionamiento y de dónde viene aquí el desequilibrio

El esquema típico de una torre de refrigeración de tiro inducido es el siguiente. El motor está fuera del flujo de aire, sobre la pasarela o en un bastidor volado, y gira a 1000 o 1500 rpm. Desde él, a través de acoplamientos elásticos, sale un eje de transmisión largo, a menudo de tubo compuesto, hacia un reductor angular situado bajo el cubo del ventilador. El reductor reduce las revoluciones varias veces, y el rodete gira despacio, normalmente en un rango de aproximadamente 90 a 250 rpm. Las palas son grandes y ligeras, de fibra de vidrio hueca o de aluminio prensado; en el cubo se sujetan mediante abrazaderas de raíz con ángulo de calaje regulable.

De aquí sale la consecuencia principal para la medición. En una misma máquina conviven dos frecuencias de giro distintas: la del ventilador y la del eje con el motor. Mientras no las haya separado en el espectro (el desglose de la vibración por frecuencias), es pronto para hablar de desequilibrio del rodete: el relé de vibración reacciona igual ante una que ante la otra.

Por qué primero van los ángulos, la flecha y las masas, y el equilibrado después

Esta es la principal diferencia entre una torre de refrigeración y cualquier otro ventilador, y aquí el orden no se discute. La dispersión del ángulo de calaje genera una fuerza aerodinámica a la frecuencia de giro. La dispersión de masas del juego genera una fuerza de masa. Con una sola medición a las revoluciones de trabajo no se distinguen entre sí, pero se corrigen de forma distinta. Si coloca los contrapesos primero y ajusta los ángulos después, tendrá que recalcular la corrección desde cero.

El fabricante selecciona el juego de palas no solo por la masa, sino por el momento estático, es decir, por el producto de la masa por la distancia al centro de gravedad. Precisamente por eso, sustituir una pala por una nueva de otro lote casi siempre termina en vibración, incluso si la báscula muestra cifras parecidas.

• Medimos el ángulo de calaje de cada pala con un goniómetro digital, en el mismo radio desde la raíz, respecto al plano del cubo. La tolerancia del fabricante en las torres de refrigeración es más estricta que en un ventilador axial normal: una dispersión de medio grado ya cambia notablemente el empuje de la pala.
• Comprobamos la flecha en las puntas. Giramos el rodete lentamente a mano y medimos la holgura entre la punta de cada pala y una marca fija en el anillo. Ajustamos la dispersión a la tolerancia del fabricante; de lo contrario, las palas trabajan a alturas distintas y generan una componente de momento —un par de fuerzas que hace oscilar el rodete.
• Pesamos las palas si hay sospecha de agua o de sustitución reciente. Una pala con agua suena a hueco al golpearla y resulta varios kilogramos más pesada que las vecinas. Esa pala se seca y se sella, no se compensa con un contrapeso.
• Cambiamos de régimen. El desequilibrio de masa no depende del caudal de aire: pase a velocidad baja o cierre parcialmente las persianas, y la amplitud cambiará de forma predecible, con el cuadrado de las revoluciones. La parte aerodinámica se comporta de otra manera al cambiar de régimen.
• Observamos la repetibilidad de la fase. La fase es el ángulo que indica dónde está el punto pesado del rodete; el equipo la mide con una marca en el eje. Una masa bien fijada da una fase estable de un arranque a otro, mientras que una abrazadera de raíz con holgura, o agua que se desplaza dentro de la pala, hacen que la fase se desvíe decenas de grados.

En la práctica esto parece aburrido y funciona con fiabilidad: apretar las abrazaderas de raíz con el par indicado por el fabricante, igualar los ángulos, corregir la flecha, y solo después conectar el equipo. A menudo la mitad de la vibración ya desaparece en este paso, y al equilibrado le queda un resto modesto.

Qué comprobamos antes del primer contrapeso

Todo lo que se toca con las manos se hace con la máquina parada, bloqueada y con el rodete trabado. La metodología general para separar el desequilibrio de otras causas está descrita en nuestro artículo sobre cómo determinar la causa de la vibración. Aquí solo lo que se revisa específicamente en una torre de refrigeración.

• Ángulos de calaje, flecha en las puntas, par de apriete de las abrazaderas de raíz y estado de las superficies de asiento en el cubo
• Integridad de las palas: grietas en el gelcoat y delaminación de la fibra de vidrio en la raíz, marcas de fretting bajo las placas, corrosión del aluminio, estado de los orificios de drenaje
• Contrapesos de fábrica: si están todos en su sitio según el libro de la máquina, si están apretados, si la tornillería bajo ellos no se ha corroído
• Holgura radial entre las puntas de las palas y el anillo del ventilador en toda la circunferencia, y marcas de roce en el anillo
• Reductor: nivel y estado del aceite, agua o emulsión en el aceite, holgura del eje de salida, espectro de los rodamientos y del engrane
• Eje de transmisión: excentricidad, estado de los acoplamientos elásticos y los paquetes de discos, apriete de los tornillos de los semiacoples, presencia de la carcasa de protección
• Alineación del motor y el reductor, estado de la bancada del motor y su fijación a la pasarela
• Estructura de apoyo: grietas en las vigas bajo el reductor, anclajes flojos, estado del anillo del ventilador y su fijación, comprobación de resonancia en la deceleración libre
• Régimen: revoluciones, velocidad del motor de dos velocidades o consigna del variador de frecuencia, posición de las persianas, si la celda vecina está en marcha

A continuación viene la medición. Colocamos dos acelerómetros (sensores de vibración) sobre la carcasa del reductor, en horizontal, en dos direcciones perpendiculares entre sí —a lo largo del eje de transmisión y transversal—, sobre puntos rígidos junto a los rodamientos. Pegamos la marca reflectante en el eje lento o en el cubo, y apuntamos el sensor láser de fase desde abajo. Una particularidad propia de las torres de refrigeración: la frecuencia de giro del ventilador a 150 rpm es de 2,5 Hz, es decir, por debajo de la banda estándar de 10-1000 Hz sobre la que están construidas las zonas de la norma ISO 20816. Por eso fijamos la banda de medición explícitamente en el informe y no aplicamos esas cifras a una tabla que no les corresponde.

Fuentes: ISO 13373-3:2015

Altura, viento y bloqueo del ventilador

Trabajar en una torre de refrigeración es trabajar en altura, en un entorno mojado y resbaladizo. Llegamos con nuestro propio equipo de seguridad, pero la parte organizativa depende de ustedes, y hay que acordarla antes de la visita, no el día del trabajo.

• Trabar el ventilador es obligatorio, y no es lo mismo que apagar el motor. El tiro a través de la torre y el viento hacen girar el rodete en marcha libre, así que antes de subir al cubo el eje se fija mecánicamente, con el freno o el retenedor de fábrica.
• Bloqueo del arranque con etiquetas, a cargo de una sola persona responsable, teniendo en cuenta la automatización: la celda puede arrancar sola por la temperatura del agua de recirculación.
• Celdas vecinas. No trabajaremos junto a un ventilador en marcha en el mismo nivel de la pasarela: ahí hay su propio flujo de aire, su propio ruido y sus propias salpicaduras.
• Pasarela, escaleras y barandillas. La fibra de vidrio mojada resbala, y una trampilla abierta en el anillo es un hueco. Sujetamos las herramientas con cabos de seguridad, porque una llave que se cae va a parar a la balsa.
• Ventana de viento. Un ventilador con palas de varios metros es como una vela. Con viento fuerte, la carga sobre el rodete varía, la amplitud y la fase se desplazan de un arranque a otro, y el coeficiente de influencia —la respuesta de la máquina a la masa de prueba, la base de todo el cálculo— resulta poco fiable. Con tormenta o viento huracanado no trabajamos en absoluto.
• Temperatura y hielo. No tiene sentido equilibrar un rodete con hielo encima: es una masa temporal que desaparecerá con el deshielo.

Los requisitos de arranque, bloqueo, fijación de contrapesos y zona de proyección están explicados en nuestro artículo aparte sobre seguridad en el equilibrado in situ. En una torre de refrigeración solo se añaden la altura y el agua, pero son precisamente estas las que determinan cuánto dura cada ciclo de parada, así que planifique la ventana con margen.

Cómo se desarrolla el equilibrado in situ

1. Solicitud

   Análisis de la máquina a partir de fotos

   Nos envía el tipo de torre, el diámetro del ventilador, el número y el material de las palas, las revoluciones del rodete y del motor, el esquema del accionamiento, si hay variador de frecuencia o dos velocidades, y fotos del cubo, los anclajes de raíz, el reductor y la pasarela. Le respondemos dónde estará el plano de corrección (la sección del rotor donde irán los contrapesos), con qué los fijaremos y qué acceso y bloqueo hacen falta.

2. Mecánica

   Ángulos, flecha, abrazaderas, accionamiento

   Repasamos la lista de comprobación con la máquina trabada. Ajustamos los ángulos de calaje y corregimos la flecha en las puntas, apretamos las abrazaderas de raíz, revisamos los acoplamientos y la alineación del accionamiento. Si aquí se encuentra la causa, puede que no haga falta seguir.

3. Arranque 0

   Medición inicial y separación de frecuencias

   Sensores en la carcasa del reductor, marca en el eje lento. Registramos las revoluciones, la vibración global (el nivel total en todas las frecuencias), la componente 1x con su fase, y el espectro. Miramos aparte las componentes a la frecuencia de giro del eje de transmisión: si la mayor parte de la energía viene del eje o de una desalineación, es pronto para equilibrar el rodete.

4. Marcado

   Las palas como posiciones fijas

   Numeramos las palas en el sentido de giro y las introducimos en el programa como posiciones fijas. A partir de ahí, el equipo no responde con un ángulo ni con un sentido de referencia, sino con el número de pala y la masa, repartiendo la masa entre dos posiciones vecinas si hace falta. En un rodete de cuatro palas, esto elimina el error más habitual al colocar el contrapeso.

5. Masa de prueba

   Poca masa a gran radio

   El rodete es ligero y el radio grande, así que la masa de prueba suele ser pequeña. La colocamos en un punto de fijación de fábrica junto a la raíz de la pala o en un brazo del cubo, y la sujetamos con la misma seguridad que la definitiva. Consideramos válido un arranque en el que la amplitud cambia entre un 20 y un 30 %, o la fase entre 20 y 30 grados.

6. Corrección

   Contrapesos por posición, con reordenación de palas si hace falta

   El programa da la masa y el número de posición. Si la masa calculada supera el límite del fabricante para un solo punto, la repartimos entre varios anclajes de raíz, o primero reordenamos el juego de palas por momento y el resto lo cubrimos con una masa pequeña. El resto tras el arranque de control lo eliminamos con equilibrado de ajuste (trim) —un afinado según los coeficientes ya calculados, sin nuevos arranques de prueba.

7. Control

   Medición final, ambas velocidades, informe

   El control se hace en el mismo régimen y en los mismos puntos. Si la máquina tiene dos velocidades o variador de frecuencia, tomamos el resultado en las dos velocidades de trabajo: la corrección de un rodete rígido funciona en cualquiera de ellas, pero una resonancia de la estructura puede estar presente solo en una. En el informe constan las cifras de antes y después, los ángulos de las palas, y las masas y posiciones de los contrapesos.

Fuentes: Manual de operación Balanset-1A

Planos de corrección y con qué fijar los contrapesos en este rotor

La geometría aquí es sencilla: el ancho del cubo es mucho menor que el diámetro del rodete, la relación longitud-diámetro es claramente pequeña, y el desequilibrio es prácticamente estático puro: el rodete simplemente pesa más de un lado. Por eso hay un único plano de corrección, situado junto al cubo: los brazos de la cruceta, los anclajes de raíz de las palas, los puntos de fijación de fábrica para contrapesos. Un solo arranque de prueba, una sola colocación de contrapesos.

El segundo plano no aparece en el rodete, sino en el accionamiento. El eje de transmisión es un rotor independiente, que se equilibra en dos planos sobre los semiacoples y a su propia frecuencia de giro. Por eso, en una torre de refrigeración es más honesto hablar no de dos planos de un mismo rotor, sino de dos tareas distintas, que se resuelven una tras otra y con sensores diferentes. La regla para elegir el número de planos está explicada en nuestro artículo sobre el equilibrado en uno y dos planos.

La fijación en este rotor está estrictamente limitada por el material. La soldadura nunca se aplica sobre una pala de fibra de vidrio, y sobre una pala de aluminio o un cubo fundido deforma el metal y cambia la estructura junto al cordón. Tampoco se puede taladrar la pala: se abre la cavidad interior, y por el orificio entrará agua. Queda la fijación mecánica, y lo primero que buscamos es lo que haya previsto el fabricante.

• Tornillería solo de acero inoxidable o galvanizada en caliente. El acero al carbono normal se corroe en una torre de refrigeración en una sola temporada, el contrapeso pierde masa y se va hacia abajo, y el desequilibrio vuelve de golpe.
• Fijamos y contramos la rosca, porque la vibración junto con la humedad constante son las condiciones ideales para el auto-aflojado.
• Sellamos cualquier orificio abierto en el compuesto. El agua dentro de la pala anulará todo el trabajo en un par de meses.
• Un contrapeso magnético solo se admite como masa de prueba sobre un cubo de acero, y se retira antes de entregar la máquina.
• Anotamos todos los contrapesos instalados, sus masas, radios y números de posición en el libro del ventilador, para que en la siguiente reparación no los tiren como piezas ajenas.

Los métodos de fijación de los contrapesos de corrección, en el caso general, están explicados en nuestro artículo aparte sobre la fijación de contrapesos. Para una torre de refrigeración, de ese artículo solo se aplica la parte mecánica; todo lo relacionado con soldar placas queda descartado junto con el material de las palas.

Fuentes: ISO 21940-11:2016

Cuándo no será posible o no servirá hacerlo in situ

Una lista honesta le ahorra una visita. Estos son los casos en los que nos detendremos y propondremos primero otra cosa.

• Una pala ha acumulado agua o se ha delaminado. Primero el secado, la reparación o la sustitución; el equilibrado después. No tiene sentido compensar con un contrapeso una masa variable.
• Una grieta en la raíz de la pala o en el cubo. El equilibrado la enmascararía, y una pala que se desprende a las revoluciones de trabajo destroza el anillo y sale despedida fuera de la torre.
• Holgura en la abrazadera de raíz o asiento de la pala dañado. La fase es inestable en ese caso, el coeficiente de influencia no es fiable; primero la reparación.
• Los ángulos de calaje no son regulables y las palas están deformadas. La irregularidad aerodinámica no se corrige con masa; el rodete se repara o se sustituye.
• La vibración la genera el accionamiento: desalineación entre el motor y el reductor, acoplamientos desgastados, defectos en los rodamientos o en el engrane del reductor. Haremos el diagnóstico y le diremos exactamente qué corregir, pero los contrapesos en las palas no van a cambiar esto.
• Resonancia del anillo, de las vigas bajo el reductor o de la estructura de la torre. En la deceleración libre se ve un pico estrecho cerca de las revoluciones de trabajo, y la fase gira bruscamente. Se corrige con la rigidez de la estructura o cambiando las revoluciones, no con contrapesos.
• Las revoluciones no se mantienen estables: el variador de frecuencia controla el ventilador según la temperatura del agua y cambia de velocidad constantemente. Equilibramos solo si el responsable de proceso fija la frecuencia durante el tiempo que dure el trabajo.
• No hay acceso al cubo ni a los anclajes de raíz, no existe trampilla en el anillo, no está previsto el bloqueo del ventilador. En ese caso hablamos de un desmontaje parcial o de retirar el rodete.
• El tiempo. Viento fuerte, tormenta, hielo. No es un capricho: con una carga de viento variable, el resultado de la medición no es fiable.

Si tras un equilibrado correcto la vibración no baja o vuelve enseguida, la causa normalmente no está en los contrapesos. Siete de estos escenarios están explicados en nuestro artículo sobre por qué el equilibrado no funciona, y la elección entre trabajar in situ o retirar el rotor al taller, en el artículo sobre equilibrado in situ o en banco.

Qué obtiene usted y cómo solicitar la visita

Al final usted obtiene no solo una celda silenciosa, sino cifras que puede adjuntar al acta y comparar dentro de una temporada. En el informe constan: la vibración inicial y residual en cada punto de medición, con indicación de la dirección y la banda de medición; por separado, la componente 1x del ventilador y las componentes a la frecuencia de giro del eje de transmisión; los ángulos de calaje medidos de las palas y su dispersión en las puntas; las masas, radios y números de posición de todos los contrapesos instalados; el esquema de distribución de las palas, si se hizo una selección por momento; los espectros de antes y después, y una conclusión sobre la mecánica del accionamiento. La evaluación por zonas según la parte aplicable de la norma ISO 20816 la damos con una salvedad explícita sobre la edición y la banda, porque la frecuencia de giro del ventilador queda por debajo del rango estándar.

Los coeficientes de influencia de su máquina se guardan. El siguiente equilibrado del mismo ventilador —por ejemplo, tras cambiar una pala o después de una reparación de temporada— se hace sin arranques de prueba y lleva bastante menos tiempo. El trabajo lo realizan los ingenieros que diseñan y fabrican los equipos Balanset, y que los usan ellos mismos en cada visita. El diagnóstico de vibraciones con informe cuesta 300 EUR por equipo, el equilibrado añade desde 250 EUR, la factura mínima por visita es de 500 EUR; la calculadora del sitio web da el cálculo exacto para su máquina. En una torre con varias celdas, considérelas en una sola visita: los sensores y el método ya están a punto, y la segunda celda sale bastante más barata que una visita aparte.

• Tipo de torre y número de celdas, diámetro del ventilador, número y material de las palas
• Revoluciones del rodete y del motor, esquema del accionamiento, longitud del eje de transmisión, tipo de acoplamientos
• Regulación: dos velocidades, variador de frecuencia o revoluciones fijas, quién puede fijar el régimen
• Si existen puntos de fijación de fábrica para contrapesos de equilibrado, y si se conserva el libro del ventilador
• Cómo está organizado el acceso a la cubierta del ventilador y al cubo, con qué se traba el ventilador, quién responde del bloqueo del arranque
• Fotos del cubo, los anclajes de raíz, el reductor, los acoplamientos y las vigas de apoyo, además de una vista del rodete desde dentro del anillo
• Umbral del relé de vibración y registro de disparos, si se lleva alguno
• Su ventana de parada de la celda y las condiciones meteorológicas admisibles para el trabajo

Sede en Vila Nova de Gaia, cerca de Porto; nos desplazamos a toda Portugal. Envíenos las respuestas a esta lista, y le diremos con claridad: si su ventilador se puede equilibrar in situ, si primero hay que ajustar los ángulos y secar la pala, o si el problema está en el accionamiento y se corrige con la alineación de ejes y la reparación del reductor. Si por sus datos se ve que los contrapesos no van a servir, se lo diremos antes de la visita, no después.

Fuentes: ISO 20816-1:2016 · Especificaciones del fabricante Balanset-1A

Preguntas frecuentes

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