Teoría y práctica del equilibrado dinámico: guía completa

Publicado el 22 de julio de 2025 | Categoría: Conocimiento experto

1. ¿Qué es un rotor y por qué se produce vibración?

Un rotor es un cuerpo que gira alrededor de un eje y se apoya mediante sus superficies de rodamiento en los soportes. Dichas superficies (denominadas habitualmente muñones) transmiten las cargas a los rodamientos.

En un rotor perfectamente equilibrado, su masa se distribuye simétricamente respecto al eje de giro. Durante la rotación, sobre cada elemento actúa una fuerza centrífuga dirigida hacia el exterior. En un rotor equilibrado, las fuerzas centrífugas de los elementos simétricos se anulan mutuamente y la fuerza resultante sobre los rodamientos es nula.

Sin embargo, si esta simetría se altera (por ejemplo, debido a una distribución de masa irregular), se genera una fuerza centrífuga de desequilibrio . Esta fuerza cambia de dirección con cada revolución y crea una carga dinámica sobre los rodamientos, provocando su desgaste acelerado y vibraciones.

El equilibrado es el proceso de eliminar este desequilibrio mediante la adición deliberada de masas correctoras para restablecer la simetría del rotor.

2. Rotores rígidos frente a rotores flexibles

Según la resistencia del material y la magnitud de las fuerzas centrífugas, se distinguen dos tipos de rotores:

• Rotores rígidos: Se deforman de forma insignificante bajo la acción de las fuerzas centrífugas a la velocidad de operación. La mayoría de los rotores de la ingeniería mecánica general pertenecen a esta categoría, y los métodos aquí descritos se aplican a ellos.
• Rotores flexibles: Su deformación no puede despreciarse y requiere métodos de equilibrado más complejos. Un rotor puede comportarse como rotor rígido a bajas velocidades y como rotor flexible a altas velocidades.

3. Tipos de desequilibrio: estático y dinámico

Ya hemos abordado esta importante diferencia en un artículo aparte, pero aquí se resumen las conclusiones clave:

• El desequilibrio estático existe incluso en reposo. El «punto pesado» gira hacia abajo por la gravedad. Es típico de rotores estrechos con forma de disco.
• El desequilibrio dinámico (o de momento) se manifiesta únicamente durante la rotación. Lo producen dos masas desequilibradas en planos distintos que generan un momento de vuelco. Este tipo de desequilibrio es característico de los rotores largos y no puede corregirse de forma estática.

Teóricamente se ha demostrado que para eliminar completamente el desequilibrio de un rotor rígido son suficientes **dos masas correctoras** en dos planos distintos. Estas compensan tanto el desequilibrio estático como el dinámico.

4. Las causas reales de la vibración

Es importante comprender que el desequilibrio no es la única causa de vibraciones. El equilibrado únicamente puede eliminar las vibraciones originadas por una distribución asimétrica de masas.

Por tanto, es fundamental: Un mecanismo defectuoso debe repararse primero y equilibrarse después. ¡El equilibrado no puede sustituir a una reparación!

5. El problema de la resonancia

Todo sistema mecánico posee una frecuencia natural. Cuando la velocidad de operación del rotor se aproxima a dicha frecuencia natural, la amplitud de vibración aumenta drásticamente; a este fenómeno se le denomina resonancia mecánica. En este estado, el equilibrado normal es imposible, ya que los mínimos cambios de velocidad provocan variaciones masivas en la vibración.

Un mecanismo correctamente diseñado debe tener su velocidad de operación alejada de la frecuencia de resonancia. Las máquinas de equilibrado que operan por debajo de su frecuencia de resonancia se denominan de «apoyo rígido», mientras que las que operan por encima se denominan de «apoyo blando».