Durante el funcionamiento del compresor de aire, la tubería de salida suele verse sometida a la acción combinada de las pulsaciones del flujo de aire y de la transmisión mecánica, lo que provoca vibraciones de distinta intensidad. Una vibración excesiva no solo puede ocasionar fatiga y rotura de la tubería, así como fugas en los puntos de conexión, sino que también representa un riesgo para la seguridad de los equipos circundantes y de la estructura del edificio. Por ello, conocer y cumplir las normas y límites de vibración correspondientes resulta esencial en la fase de diseño y en el mantenimiento de la instalación.
Marco de referencia estándar para los valores de vibración
En la actualidad, para la evaluación de las vibraciones en compresores de aire y en sistemas de tuberías, la industria suele basarse en normas generales de vibraciones mecánicas y en códigos de diseño para tuberías a presión. Aunque los valores límite específicos varían según las condiciones de operación, el sistema de evaluación se fundamenta principalmente en los siguientes aspectos:
- Norma de intensidad de la vibración mecánica: Por lo general, como referencia GB/T 6075 (Igual a ISO 10816) serie de normas. Esta norma se basa en el valor eficaz de la velocidad de vibración (mm Como indicador principal de evaluación, en función del tipo de equipo, su potencia y la rigidez de soporte, se clasifica la intensidad de vibración en distintas zonas (por ejemplo, buena, satisfactoria, insatisfactoria e inoperativa), con el fin de determinar el estado de funcionamiento del equipo.
- Límite de velocidad del flujo de gas en la tuberíaLa vibración de las tuberías se debe en gran medida a las pulsaciones del flujo de aire. Según las normas generales de diseño de estaciones de aire comprimido, el control adecuado de la velocidad del gas en las tuberías constituye la base de la reducción de las vibraciones. Una velocidad excesiva puede generar ruido aerodinámico y fuerzas de excitación; por ello, durante la fase de diseño es necesario calcular rigurosamente la velocidad teniendo en cuenta el diámetro de la tubería y la presión.
- Limitación de la amplitud y la frecuenciaEn la práctica ingenieril, la vibración del propio tubo suele evaluarse mediante la medición del desplazamiento (amplitud) de vibración. Bajo pulsaciones de baja frecuencia, generalmente se exige que la amplitud de las vibraciones del tubo se mantenga dentro de los umbrales de seguridad, a fin de evitar la falla por fatiga provocada por tensiones alternantes.
Métodos de medición y evaluación de vibraciones
Para obtener con precisión los valores de vibración en la tubería de salida, es necesario emplear métodos de medición científicos:
- Disposición de los puntos de mediciónLos puntos de medición deben seleccionarse en las ubicaciones más sensibles a la respuesta vibracional, como cerca de la salida de descarga del compresor de aire, de los codos de tubería, de las derivaciones en T, de las válvulas y en el centro de tramos rectos de tubería con grandes luces entre apoyos.
- Parámetro de medición: Según la frecuencia de vibración, seleccione el parámetro de medición adecuado. En las vibraciones de baja frecuencia suele medirse el desplazamiento; en las de media y alta frecuencia, la velocidad de vibración es la magnitud principal.
- Consideraciones de las condiciones de operaciónLas mediciones deben realizarse con el compresor de aire a plena carga y en régimen estable, registrando simultáneamente parámetros ambientales como la temperatura y la presión, a fin de llevar a cabo un análisis integral.
Control de las vibraciones en tuberías y medidas de reducción de vibraciones
Cuando la inspección detecte que los valores de vibración de la tubería de salida superan el rango permitido por la norma, deberán adoptarse sin demora las medidas correctivas correspondientes.
- Optimización del trazado de la tubería: En la fase de diseño, se recomienda reducir al máximo el número de codos y evitar curvas cerradas, con el fin de disminuir las ondas de presión generadas durante los cambios de dirección del flujo de aire.
- Adición de dispositivos de amortiguación y de bloqueo: Entre la salida del compresor de aire y la tubería principal, instale un tanque acumulador o un amortiguador de pulsaciones específico para absorber y atenuar eficazmente la energía de las pulsaciones del flujo de aire.
- Refuerzo del soporte de la tuberíaSe recomienda reducir adecuadamente la separación entre los soportes de la tubería y fijarla mediante abrazaderas equipadas con almohadillas antivibratorias. En los tramos susceptibles de resonancia, puede instalarse un soporte anti‑oscilación o modificarse la rigidez del apoyo para evitar la frecuencia de resonancia.
- Se adopta una conexión flexible: En los puntos de conexión del equipo, utilice manguitos metálicos flexibles o acoplamientos flexibles de goma para realizar la transición y bloquear la transmisión de las vibraciones mecánicas al sistema de tuberías.
El estricto cumplimiento de las normas de control de la vibración en las tuberías de salida del compresor de aire no solo prolonga la vida útil del equipo y de las tuberías, sino que también reduce de manera significativa los costos de mantenimiento y garantiza la operación segura de todo el sistema de aire comprimido.