Holguras mecánicas: tipos, causas y cómo detectarlas con vibración

Una holgura mecánica es un juego no deseado entre piezas que deberían estar firmemente unidas: un pie de motor mal apretado, un soporte de rodamiento que baila en su bancada o un rodete que se mueve sobre el eje. Es una de las causas más habituales de vibración en máquinas rotativas y, si no se corrige, acelera el desgaste de todo lo que hay alrededor.

Qué es una holgura mecánica

En una máquina bien montada, cada pieza transmite las fuerzas a la siguiente sin moverse: el rotor al rodamiento, el rodamiento al soporte, el soporte a la bancada y la bancada al suelo. Cuando en alguna de esas uniones aparece juego, la pieza deja de acompañar al conjunto y empieza a golpear, deslizar o separarse ligeramente en cada vuelta.

Ese movimiento extra tiene dos efectos. Por un lado, amplifica la vibración que ya existía, por ejemplo la de un pequeño desequilibrio. Por otro, genera impactos que se repiten en cada giro y castigan rodamientos, tornillos, acoplamientos y soldaduras.

Por qué aparecen

• Tornillos que pierden apriete con el tiempo por la propia vibración, los ciclos de temperatura o un par de apriete insuficiente en el montaje.
• Desgaste de ajustes: el aro exterior de un rodamiento que gira dentro de su alojamiento, un chavetero gastado o un casquillo ovalado.
• Bancadas y estructuras débiles: chapas finas, soldaduras agrietadas, mortero de nivelación deteriorado o anclajes al suelo que se han aflojado.
• Pata coja (soft foot): una de las patas del motor o de la máquina no apoya del todo y, al apretar, la carcasa se deforma.
• Montajes después de una reparación en los que no se ha comprobado el apriete, los suplementos o los ajustes.

Tipos de holguras

No existe una clasificación oficial única, pero en análisis de vibraciones se suelen distinguir tres tipos según dónde está el juego. Algunos autores les ponen letras distintas, así que conviene fijarse en la descripción más que en la letra.

Síntomas que nota el técnico

• Ruido de golpeteo o traqueteo, a veces solo con ciertas cargas o velocidades.
• Vibración que se nota con la mano y que cambia mucho de un punto a otro de la máquina.
• Marcas de roce, óxido rojizo (fretting) en uniones o pintura agrietada alrededor de los tornillos.
• Tornillos que hay que reapretar cada poco tiempo.
• Rodamientos que duran menos de lo esperado en esa máquina.

El problema es que, al principio, ninguno de estos síntomas es evidente. Una holgura puede crecer durante semanas sin hacer ruido.

Qué muestra la vibración

La vibración es la variable que mejor refleja una holgura, porque el juego cambia la forma en que la máquina se mueve en cada vuelta. En la práctica suelen verse estas pistas:

• Un aumento sostenido o irregular del nivel de vibración respecto a lo habitual en esa máquina.
• Diferencias grandes entre direcciones: por ejemplo, mucha más vibración en vertical que en horizontal en un mismo soporte.
• Una señal poco estable, que varía de una medida a otra aunque la máquina trabaje igual.
• En el análisis de frecuencias, muchos armónicos de la velocidad de giro (1×, 2×, 3×…) y, en holguras de componente, a veces también medios armónicos. Esto ya es terreno del análisis especializado.

La temperatura, en cambio, casi nunca avisa de una holgura por sí sola. Puede subir si el juego acaba dañando un rodamiento, pero para entonces el problema ya ha avanzado.

Hay un matiz importante: un sensor de vibración fijo detecta que la máquina ha cambiado respecto a su comportamiento normal, pero no dice por sí mismo que la causa sea una holgura. Un aumento persistente es un aviso para revisar, no un diagnóstico. La confirmación llega cuando el técnico va a la máquina.

Holgura, desequilibrio o desalineación

Las tres causas aumentan la vibración y a menudo aparecen juntas: un pequeño desequilibrio que antes no molestaba se vuelve importante cuando hay una holgura que lo amplifica. Estas diferencias orientan la revisión:

Por eso se suele empezar por lo más sencillo: si hay holguras, se corrigen primero, porque mientras existan es difícil saber cuánto pesa cada una de las otras causas.

Qué revisar cuando sube la vibración

Con la máquina parada y consignada, una revisión ordenada suele ir de abajo hacia arriba:

1. Anclajes y bancada. Comprueba los pernos de anclaje, busca grietas en soldaduras y en el mortero, y mira si la máquina apoya bien en todas las patas (pata coja).
2. Soportes y carcasas. Revisa el apriete de los tornillos de soportes de rodamientos, tapas y protecciones con llave dinamométrica y el par que indique el fabricante.
3. Acoplamiento y transmisión. Mira el estado del acoplamiento, las poleas y los prisioneros o chavetas.
4. Piezas que giran. Comprueba si el rodete, el ventilador o la polea tienen juego sobre el eje, y si hay señales de que el rodamiento gira en su alojamiento.
5. Después de corregir, vuelve a medir con la máquina en marcha para confirmar que la vibración ha bajado. Si no baja, la holgura no era la única causa.

Apunta lo que encuentras y lo que haces. Ese historial ayuda a ver si la misma máquina vuelve a aflojarse y si conviene cambiar tornillería, arandelas o el diseño del soporte.

Cómo vigilarlas de forma continua

Las rondas con un medidor portátil detectan holguras si coinciden con el momento en que ya se notan. Con un sensor de vibración fijo en los puntos críticos, el cambio se ve en cuanto empieza y queda registrado: cuándo empezó, cuánto ha subido y si sigue creciendo.

Esto es lo que hace Ritmai: tu equipo instala sensores de vibración y temperatura en los componentes que más te preocupan, el software aprende cómo se comporta cada uno y te avisa cuando cambia de forma sostenida. El aviso no dice «holgura»: dice qué máquina ha cambiado, cuánto y desde cuándo, para que tu técnico vaya a revisarla con esta lista en la mano.

Fuentes

• ISO 20816-1:2016. Mechanical vibration — Measurement and evaluation of machine vibration — Part 1: General guidelines.
• ACOEM. 3 types of mechanical looseness: what you need to know.