En resumen
- La ISO 20816-3 mide cuánto vibra una máquina, no qué le pasa.
- La cifra es la velocidad eficaz en banda ancha, entre 10 y 1000 Hz, leída en los cojinetes.
- Las cuatro zonas A, B, C, D cambian con el grupo de la máquina y con el soporte.
- Zona B no quiere decir “conforme a norma”, y no existe una certificación ISO 20816-3.
La magnitud correcta, en la banda correcta
En una máquina rotativa puedes medir aceleración, velocidad o desplazamiento: la misma vibración contada de tres maneras. La norma usa la velocidad eficaz (RMS) en banda ancha, leída en los cojinetes o justo al lado, y toma como índice de severidad el valor más alto registrado.
- Eficaz quiere decir promediada en energía.
- En banda ancha quiere decir que en la cifra entra todo lo que cae dentro de la banda, sin distinguir las líneas del espectro. Sale un solo valor: dice cuánto vibra, no qué le pasa.
- La banda es 10-1000 Hz. Por debajo de 600 rpm empieza en 2 Hz; por debajo de 120 rpm la escala en velocidad no se aplica. Si el instrumento integra hasta 3 kHz la cifra sale igual o más alta, porque suma energía que la escala no tiene en cuenta.
Las cuatro zonas
La norma no da un límite único sino cuatro zonas, separadas por tres fronteras que cambian con el grupo y con el soporte.
| Zona | Qué significa |
|---|---|
| A | Franja en la que normalmente se sitúa una máquina recién puesta en servicio |
| B | Compatible con el funcionamiento prolongado, sin limitaciones |
| C | No apta para el funcionamiento continuo: se aguanta el tiempo de organizar la intervención |
| D | Nivel lo bastante alto para poder dañar la máquina |
El segundo criterio, el más útil en el día a día. Un aumento o una disminución del valor que supere el 25% de la frontera B/C es significativo, sobre todo si es repentino, y abre una investigación. La referencia es la frontera B/C, no el valor de partida.
Zona B no quiere decir “conforme a norma”. Las fronteras no son especificaciones de aceptación, ni niveles de alarma: la aceptación de una máquina nueva es objeto de acuerdo entre fabricante y cliente. La frase correcta es “cae en zona B según los criterios de la ISO 20816-3”. No existe una certificación ISO 20816-3.
Solo dos grupos
Antes de mirar cualquier cifra, asigna la máquina a un grupo. Son dos: los grupos 3 y 4 eran las bombas, eliminados en 2009.
| Grupo | Cómo se reconoce | Construcción típica |
|---|---|---|
| 1 | Más de 300 kW nominales; máquinas eléctricas con altura de eje H de 315 mm en adelante | Cojinetes de deslizamiento |
| 2 | Más de 15 kW y hasta 300 kW; máquinas eléctricas con H de 160 a menos de 315 mm | Rodamientos, más de 600 rpm |
Cuenta la potencia nominal de la máquina que gira, no la potencia que entrega la instalación: una máquina que entrega 50 kW puede tener un motor de menos de 15 kW, y en ese caso queda fuera del campo de aplicación. En una máquina eléctrica no uses solo la potencia: la altura de eje H (ISO 496) se lee en la designación del motor.
Soporte rígido o flexible
No describe lo maciza que es la bancada. Compara dos frecuencias: aquella con la que la máquina sacude el soporte, normalmente la de rotación, y la frecuencia propia más baja del conjunto máquina más soporte, en la dirección en la que mides. Si la segunda está por encima de la primera con un margen del orden de un cuarto, el soporte es rígido; si no, flexible. Si no se obtiene de planos y cálculo, se determina por ensayo.
Casos típicos: motores eléctricos medianos y grandes, sobre todo lentos, rígidos; grupos verticales y máquinas de más de 10 MW, flexibles. La misma máquina puede ser rígida en vertical y flexible en horizontal: cada medida se compara con la clase de su propia dirección.
Las fronteras para el grupo 2
| Frontera | Soporte rígido | Soporte flexible |
|---|---|---|
| A / B | 1,4 mm/s | 2,3 mm/s |
| B / C | 2,8 mm/s | 4,5 mm/s |
| C / D | 4,5 mm/s | 7,1 mm/s |
Velocidades eficaces, banda 10-1000 Hz, medida radial en cojinetes y soportes, axial en los cojinetes de empuje, en régimen estacionario. Para el grupo 1 las fronteras son más altas: 4,5 mm/s es el límite superior de la zona C para el grupo 2 sobre soporte rígido, y es la frontera B/C para el grupo 1. Misma cifra, juicio opuesto.
La tabla completa de la norma (grupo 1 y desplazamientos) está protegida por derechos de autor y se consulta en UNI. Antes de poner estos valores en un pliego de condiciones o en un umbral de alarma, compruébalos en la copia oficial.
Qué no cubre esta escala
El campo de aplicación es preciso: máquinas industriales acopladas, de más de 15 kW, entre 120 y 30 000 rpm, medidas in situ. Y hay una cosa que la escala no hace nunca: decir qué se ha roto.
Fuera del campo, y dónde mirar en su lugar:
- Bombas rotodinámicas: ISO 10816-7.
- Compresores volumétricos rotativos y motobombas sumergidas: fuera del campo. Compresores alternativos: ISO 20816-8.
- Máquinas alternativas: ISO 10816-6. Aerogeneradores: ISO 10816-21.
- Turbinas de gas de más de 3 MW: ISO 20816-4. Turbinas de vapor y generadores de más de 40 MW: ISO 20816-2.
- Centrales hidroeléctricas y de bombeo: ISO 20816-5.
- Ventiladores: en general solo por encima de 300 kW; para los demás, acuerdo entre las partes e ISO 14694.
El error más frecuente: la bomba. En un grupo bomba más motor con acoplamiento flexible los dos lados se evalúan con normas distintas: los cojinetes del motor con la ISO 20816-3, el cuerpo de la bomba con la ISO 10816-7. Aplicar al cuerpo de la bomba las fronteras del grupo 2 es incorrecto, aunque lo hagan muchos.
Para que la comparación sea válida
- Mide en el cojinete o en su alojamiento. Nunca en carcasas de ventiladores, chapas finas o cubiertas.
- Dos direcciones radiales ortogonales por cada soporte; en máquinas verticales o inclinadas añade la posición con la lectura más alta.
- Máquina en régimen: temperatura, velocidad, carga, caudal y presión nominales. En arranque, parada y resonancia las fronteras no se aplican.
- Velocidad o carga variables: mide en todas las condiciones en las que la máquina permanece mucho tiempo, y toma el valor más alto.
- Comparaciones en el tiempo: misma posición, misma orientación, condiciones equivalentes. Si sospechas vibración transmitida desde fuera, mide también con la máquina parada.
Fuentes y aviso legal
ISO 20816-3:2022, "Mechanical vibration. Measurement and evaluation of machine vibration. Part 3: Industrial machinery with a power rating above 15 kW and operating speeds between 120 r/min and 30 000 r/min". Contenidos reformulados; texto íntegro disponible en UNI, el organismo italiano de normalización. Instrumentación: ISO 2954. Altura de eje: ISO 496, citada por la norma y retirada como norma independiente. Referencias citadas: ISO 10816-6, ISO 10816-7:2009 (bombas rotodinámicas), ISO 10816-21, ISO 14694, ISO 20816-2, ISO 20816-4, ISO 20816-5, ISO 20816-8. La ISO 20816-3:2022 anula y sustituye a la ISO 7919-3:2009 y a la ISO 10816-3:2009 con sus respectivas Amd 1:2017. Documento divulgativo. Las normas citadas están disponibles en UNI: lo que aquí se recoge es una reformulación, no el texto normativo.