normas sobre vibraciones

8/6/2019 normas sobre vibraciones

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EENNEERRGGTTIICCAAYYDDEEMMAATTEERRIIAALLEESS TEMA7 NORMATIVA SOBREVIBRACIONES

CCUURRSSOO DDEEDDOOCCTTOORRAADDOO::IINNTTRROODDUUCCCCIINN AALLFFEENNMMEENNOO DDEE LLAASSVVIIBBRRAACCIIOONNEESSMMEECCNNIICCAASS - 7.1 -

Normativasobre

Vibraciones


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7.1 Introduccin

Una buena norma debe representar una opinin consensuada de un nmero importante deusuarios, debe ser de fcil comprensin, fcil de usar y no contener ambigedades. Todanorma debe de contener aquella informacin que permita comparar, con criterios

consensuados, procedimientos habituales de medida y evaluacin de datos. En estesentido, los objetivos a alcanzar por una norma pueden ser, entre otros:

Establecer criterios para la clasificacin del rendimiento de un equipo o material. Proporcionar una base para la comparacin de las cualidades de mantenimiento de

los componentes o piezas de un equipo del mismo tipo.

Examinar un equipamiento o instalacin cuyo funcionamiento continuado es precisopara asegurar la seguridad industrial o pblica.

Establecer una base a partir de la cual llevar a cabo la seleccin de equipos omateriales.

Determinar procedimientos para la calibracin de equipos.As, algunas normas establecen clasificaciones para los equipos indicando cmo han dellevarse a cabo las medidas y cmo han de analizarse los datos obtenidos; definiendo, delmismo modo, las condiciones de operacin del equipo durante el procedimiento de ensayo.

En este captulo, se va a hacer mencin principalmente a la normativa relacionada con lavibracin en mquinas y sus posibles clasificaciones. En general, no se van a introducirotros posibles campos como podran ser:

Normas para la calibracin de transductores. Normas para el diseo de mquinas de ensayo por impacto.

Normas asociadas a procedimientos de ensayo para la caracterizacin demateriales elastmeros empleados en dispositivos de aislamiento de vibraciones eimpactos (normas de la ASTM American Society for Testing and Materials).

Normas para la evaluacin, ensayo y uso de mquinas de equilibrado. Normas relativas a los mtodos de ensayo y caracterizacin de materiales de

proteccin para embalajes.

Normas relativas a los efectos de los impactos y las vibraciones en el hombre.


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7.2 Tipos de normas

Atendiendo al mbito de desarrollo y de aplicacin pueden distinguirse los siguientes tiposde normas:

Normas Internacionales (ISO International Standards Organization). Seconsideran de mxima prioridad en transacciones internacionales, siendo en laprctica el punto de partida para valorar la severidad de vibraciones. El principalinconveniente que presentan dichas normas es su carcter general.

Normas Europeas (EN). Dentro del mbito de la Unin Europea, las normas odirectrices europeas van constituyendo en los ltimos aos la referencia a la queadecuar las correspondientes Normas de carcter nacional. As, es habitual que lasmismas incorporen en su prembulo una afirmacin del tipo:

Esta norma europea deber recibir el carcter de norma nacional, bien porla publicacin de un texto idntico, bien por ratificacin lo ms tarde en enero

de 1998 y las normas Internacionales en contradiccin con ella debern ser

retiradas lo ms tarde en enero de 1998. Normas Nacionales (UNE). Por ejemplo, la norma UNE 20-180-86, que se

comentar posteriormente. Esta norma debera ser la ms utilizada para determinarla severidad de la vibracin en un determinado tipo de mquinas, aunque seconsidera ms como recomendacin que como mandato legal.

Recomendaciones y guas de los fabricantes . Son recomendaciones de losfabricantes sobre los niveles de vibracin permisibles por sus equipos. En la mayorparte de los casos, se limitan al rea de la turbomaquinaria, aunque hay una grantendencia a exigir este tipo de informacin al fabricante cada vez que se adquiereun equipo crtico.

Normas internas. Resulta recomendable desarrollar normativas internas propias devibraciones por ser las que mejor se adaptan a los equipos tipo de cada plantaproductiva. Esta en una de las tareas ms difciles dentro del MantenimientoPredictivo, pero se ve recompensada a medio plazo por los excelentes resultadosobtenidos.


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7.3 Tipos de maquinar ia

Desde el punto de vista de la medida y evaluacin de la vibracin, las mquinas puedensubdividirse bsicamente en cuatro categoras:

Mquinas de movimiento alternativo con componentes tanto rotativos comoalternativos (motores diesel y ciertos tipos de bombas y compresores). En estoscasos, la vibracin se mide normalmente en la estructura principal de la mquina abajas frecuencias.

Mquinas rotativas con rotores rgidos (ciertos tipos de motores elctricos,bombas monoetapa y bombas de baja velocidad). La vibracin habitualmente semide en la estructura principal de la mquina (tapas de cojinetes o soportes) dondelos niveles de vibracin resultan indicativos de las fuerzas de excitacin generadasen el rotor como consecuencia de desequilibrios, rozamientos, deformacionestrmicas, vrtices y otros tipos de excitacin.

Mquinas rotativas con rotores flexibles (grandes generadores de turbina devapor, bombas multietapa y compresores). La mquina puede vibrar de acuerdo conms de un modo de vibracin segn pasa por una o ms de sus velocidades crticashasta alcanzar la velocidad correspondiente al rgimen de servicio. En este tipo demquinas, la medida de la amplitud de vibracin en un elemento de la estructurapuede no ser indicativa del estado vibracional del rotor. Por ejemplo, un rotor flexiblepuede experimentar desplazamientos en vibracin de gran amplitud que den lugar aun rpido fallo de la mquinas, aunque el nivel de vibracin medido en la tapa delcojinete resulte ser muy pequeo. En estos caso, por tanto, puede resultar esencialmedir directamente la vibracin en el eje.

Mquinas rotativas con rotores semirgidos (turbinas de vapor de baja presin,compresores de flujo axial y ventiladores). En este tipo de mquinas, el tipo de rotor

flexible que les caracteriza permite que la medida de amplitud de vibracin en latapa del cojinete resulte indicativa de la vibracin del eje.


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7.4 Normas sobre lainstrumentacin y

sistemas de medida

Estas normas se refieren a las caractersticas de los equipos y sistemas de medida yadquisicin, analizadores de vibraciones y sensores, empleados en la medida y anlisis devibraciones. Engloban aspectos muy diversos como calibracin, pruebas de seguridad,agitacin y temperatura, etc. Al mismo tiempo, es importante destacar el hecho de comohay que cuidar particularmente el aspecto de los sensores, si se piensa utilizar el aparatoen zonas potencialmente explosivas (es decir, en estos casos, tanto el aparato como elsensor han de ser intrnsecamente seguros). Algunas de las normas ms habituales quesuelen cumplir los aparatos y sensores de medida pueden ser las denominadas como: IEC,MIL y CISPR.

Entre las normas nacionales (UNE) que hacen referencia a estos aspectos, se puedendestacar las siguientes:

UNE 21 328 75 (1) Caractersticas relativas a los transductoreselectromecnicos destinados a la medida de choques y vibraciones .

UNE 21 328 75 (2) Clases de captadores de vibraciones y elementos sensiblesempleados en estos captadores .

UNE 95 010 86 Vibraciones y choques, terminologa .A su vez, entre las normas ISO cabe mencionar la ISO 2954 Vibracin mecnica enmaquinaria rotativa y alternativa Requerimientos para los instrumentos de medidade la severidad de vibracin .

No obstante, es importante constatar como un nmero importante de aparatos de medidade vibraciones no cumple, en general, ninguna norma internacional. En la mayor parte delos casos, se confa en el renombre de ciertas marcas como garanta suficiente. Sinembargo, el cumplimiento de las normas de aparatos puede ser punto de conflicto en losperitajes.


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7.5 Normas y guas sobrela severidad de las

vibraciones

A la hora de llevar a cabo una clasificacin de la severidad de la vibracin en una mquina,la variable del movimiento a considerar (desplazamiento, velocidad o aceleracin de lavibracin) depende del tipo de norma y del rango de frecuencias a analizar, amn de otrosfactores. Por ejemplo:

El anlisis del estado vibracional de una mquina en el rango de 10 a 1.000 Hz, sesuele llevar a cabo a menudo en funcin de la velocidad de vibracin, al resultar unparmetro prcticamente independiente de la frecuencia en este rango, lo quefacilita el llevar a cabo una medida sencilla de la severidad de las vibraciones enuna mquina.

Cuando se trata de analizar un movimiento armnico simple, puede llevarse a caboel estudio midiendo valores pico a pico, o valores rms, del desplazamiento envibracin. Sin embargo, para mquinas cuyo movimiento es ms complejo, el usode estos dos ndices da lugar a resultados claramente diferentes debido al distintopeso aportado por los armnicos de ms alta frecuencia.

En mquinas rotativas con velocidad de giro dentro del rango de 600 a 12.000 RPM,el valor rms de las amplitudes de la velocidad de vibracin suele correspondersebastante bien con el nivel de severidad de la vibracin. As, la InternationalStandards Organization (ISO) define como severidad de la vibracin el mayorvalor rms de la amplitud de velocidad de vibracin obtenido en la banda defrecuencia 10 1.000 Hz y medido en unos puntos preestablecidos de la estructura(normalmente medidas triaxiales en la tapa de los cojinetes o en los soportes).

Por lo tanto, por regla general, las normas de severidad de vibraciones de maquinaria sebasan en dos parmetros de la vibracin: amplitud y frecuencia. A continuacin, se van acomentar algunas de ellas y su aplicacin a los diferentes tipos de maquinaria establecidosanteriormente.


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CARTA DE RATHBONE

Es la primera gua (nonorma) de amplia aceptacinen el mbito industrial. Fuedesarrollada en los aostreinta y perfeccionadaposteriormente. La Cartadispone de dos escalas

logartmicas: frecuencial enhercios (Hz) y amplitudes endesplazamiento (Pico),mediante las que se podrdeterminar directamente laseveridad de la vibracin.

Las principales limitacionesde dicha carta son lassiguientes:

No tiene en cuenta eltipo de mquina, lapotencia y la rigidezde los anclajes.

La carta es aplicablesolamente a losequipos rotativos y noa los alternativos o aotros sistemasindustriales. Carta Rathbone

Cuanto mayor es la frecuencia, la amplitud de vibracin en desplazamiento tieneque ser menor para que se conserve la misma severidad. Es decir, si un equipo

vibra a 300 RPM con 100 micras P-P, la severidad es buena, pero si la mismaamplitud corresponde a una frecuencia de 4.000 CPM, entonces la severidad esmuy severa. La vibracin a baja frecuencia es menos peligrosa, que la vibracin aalta frecuencia, de ah que las averas de engranajes y rodamientos, que seproducen generalmente a alta frecuencia, sean muy peligrosas. Este es el motivopor el que las amplitudes de baja frecuencia se miden en desplazamientos y las dealta frecuencia, en velocidad o aceleracin. La carta de Rathbone fue creada paramquinas de bajas RPM y hoy se considera obsoleta.


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NORMAS ISO

La normalizacin internacional (INTERNATIONAL STANDARD ORGANIZATION) sobre laseveridad de vibraciones de mquinas tiene una extensa gama de normas, entre las cualespueden citarse:

ISO 2372-1974. Vibracin mecnica de mquinas con velocidades deoperacin entre 10 y 200 rev/s. Bases para la especificacin de estndares deevaluacin.

Es aplicable a mquinas rotativas con rotores rgidos y a mquinas rotativas conrotores flexibles en los que la medida de vibracin en la tapa del cojinete resultaindicativa del comportamiento vibracional de eje.

Slo estudia vibracin global, sin bandas de frecuencias.

Los datos que se requieren para su aplicacin son el nivel global de vibracin envelocidad - valor eficaz RMS, en un rango de frecuencia entre 10 y 1.000 Hz(severidad de la vibracin, segn ISO). Por ello, cuando se trabaja enmantenimiento predictivo haciendo anlisis por bandas, puede resultar muy tildefinir siempre una banda ISO de 10 Hz a 1KHz, de cara a tener una referenciapara posibles informes o reclamaciones.

El anlisis de este rango de frecuencias permite incluir, para estas velocidades deoperacin, las acusas ms comunes de vibracin en mquinas rotativas:

Excitaciones de carcter asncrono debidas a rozamientos. Desequilibrio del rotor. Excitaciones de carcter elctrico y sus armnicos. Armnicos de excitaciones asncronas del rotor.De cara al establecimiento de la severidad de vibracin admisible, se distinguenvarias clases de mquinas rotativas:

CLASE I Componentes individuales, totalmente conectados al conjunto de lamquina en condiciones normales de operacin. Por ejemplo, pequeosmotores elctricos hasta 15 Kw.

CLASE II Mquinas de tamao medio. Por ejemplo, motores elctricos de 15a 75 Kw o hasta 300 Kw en motores con cimentacin especial.

CLASE III Motores principales grandes, con cimentacin rgida y pesada. CLASE IV - Motores principales grandes montados sobre cimentacin blanda y

ligera. Por ejemplo, Turbomaquinaria (equipos con RPM> velocidad crtica).


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El criterio de severidad en vibracin admisible para cada una de las CLASES demquinas mencionadas, es el reflejado en la Tabla:

Como puede observarse en al tabla, la severidad de vibracin se divide en cuatrorangos: A-Buena, B-Satisfactoria, C-Insatisfactoria o D-Inaceptable. Para utilizar lanorma ISO 2372, basta con clasificar la mquina en estudio dentro de la clasecorrespondiente y, una vez obtenido el valor global (RMS) de vibracin entre 600 y60.000 CPM, localizar en la tabla la zona en la que se encuentra. La clasificacin dela mquina se llevar a cabo en base a una serie de consideraciones:

El tipo y tamao de la mquina. El tipo de servicio que la misma va a proporcionar o proporciona. El sistema de soporte de la mquina. El efecto de la vibracin en la mquina sobre el entorno de la misma

(instrumentacin, equipos adyacentes, personas, ...)

En general, se suele considerar que la severidad de vibracin de la mquina semantiene invariable si presenta siempre el mismo valor RMS de amplitud develocidad de vibracin en el rango de frecuencias 10 1.000 Hz.

ISO 3945. Medida y evaluacin de la severidad de vibracin en grandesmquinas rotativas , in si tu; velocidades de operacin entre 10 y 200 rev/s :

Esta norma, como su mismo ttulo indica, permite clasificar la severidad de vibracinde grandes mquinas rotativas in situ, para velocidades de operacin tambinentre 600 y 1.200 RPM, mediante la Tabla de la pgina siguiente. Se aplica a losgrandes motores principales, Clases III y IV definidas arriba.


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En este caso, la clasificacin de la severidad de vibracin depende de lascaractersticas de flexibilidad o rigidez del sistema soporte que presenta la mquina:

Se dice que los soportes son flexibles si la frecuencia fundamental de lamquina sobre dichos soportes es menor que la principal frecuencia deexcitacin.

Los soportes se dicen rgidos si la frecuencia fundamental de la mquina sobrelos mismos es menor que la principal frecuencia de excitacin.

ISO 10816. Vibracin mecnica. Evaluacin de la vibracin en una mquinamediante medidas en partes no rotativas .

Es una normativa ms reciente que las anteriores (de los 90). Recoge una serie denormas, incluidas en la Tabla siguiente, que describen los procedimientos para laevaluacin de la vibracin en mquinas en base a medidas realizadas en partes norotativas de las mismas.

Cada una de las partes de esta norma proporciona un estndar individual para unaserie de mquinas y define informacin especfica y criterios aplicables nicamentea esas mquinas.


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El criterio general relaciona el monitorizado en condiciones de operacin y elensayo de aceptacin de la mquina; y se expresa tanto en trminos de magnitudde vibracin como de variacin en dicha magnitud. Es decir, no hace referencia sloa valores absolutos, sino tambin a valores relativos, a variaciones y tendencias.

No slo habla de velocidad, sino tambin de aceleracin y desplazamiento.

ISO 7919. Vibracin mecnica de mquinas no alternativas Medidas en ejesrotativos y evaluacin

Una mquina rotativa que tiene una carcasa relativamente rgida y/o pesada en

comparacin con su masa rotativa, a menudo puede llegar a considerarse comoque tiene un eje rotor flexible.

En tal caso, las condiciones de vibracin han de ser evaluadas con un mayor gradode sensibilidad si las medidas son llevadas a cabo sobre los elementos rotativos yno sobre los componentes estticos de la mquina.

Para este tipo de mquinas resulta preferible aplicar la normativa recogida en laserie de normas englobada por esta ISO 7919 y que se reflejan en la Tablasiguiente, antes que considerar la ISO 2372 o la ISO 3945. Estas dos ltimaspueden no caracterizar adecuadamente las condiciones de funcionamiento de lamquina; aunque la realizacin de las medidas de acuerdo con lo establecido en

estas dos normas s pueden resultar tiles.

ISO 10817-1. Sistemas de medida de vibracin en ejes rotativos, Parte 1:Seal relativa y absoluta de la vibracin radial de ejes rotativos .

En el caso de motores elctricos y generadores, las normas de la ISO, la ANSI(American National Standards Institute) la NEMA (National Electrical ManufacturersAssociation y la API (Americal Petroleum Institute) establecer una serie de criteriosde clasificacin para los niveles de vibracin admisibles en motores elctricos.

Estos sistemas de clasificacin no son iguales en todos los casos. Algunos estnbasados en el desplazamiento en vibracin del eje PICO a PICO, mientras queotros utilizan bien el valor RMS o el valor PICO de la amplitud de vibracin en


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velocidad medida sobre la estructura (sobre los alojamientos de los cojinetes o lossoportes), como es el caso de esta norma ISO 10817-1.

En cualquier caso, en cada norma se especifica las condiciones de ensayo y elprocedimiento a seguir, incluido el montaje para el soporte de la mquina, lainstrumentacin y el mtodo de ensayo.

ISO 2373. Vibracin mecnica en cierta maquinaria elctrica rotativa conalturas de eje entre 80 y 400 mm Medida y evaluacin de la severidad devibracin.

Esta norma constituye una adaptacin especial de la ISO 2372 para motoreselctricos, y se aplica a motores de corriente alterna trifsica y a motores decorriente continua con alturas de eje (distancia vertical entre la base del motor y lalnea central del eje) entre 80 y 400 mm.

En este caso, el criterio de severidad de vibracin (el mismo que el de la ISO 2372)se toma en trminos del valor RMS de amplitud de vibracin en velocidad, en elrango de 10 a 1.000 Hz, cuando la medida se lleva a cabo con una instrumentacinque cumple los requerimientos establecidos por la ISO 2954.

Las medidas se realizan con la mquina suspendida libre (por ejemplo, suspendidao montada sobre un soporte elstico de muelles o material elastomrico). El motor

opera a la frecuencia nominal (para los motores AC) y a su velocidad nominal.Cuando se trata de mquinas que disponen de varias velocidades o velocidadesvariables, los ensayos son llevados a cabo a diferentes velocidades de operacin.

Salvo que se diga lo contrario, las medidas de la severidad de vibracin deben derealizarse sin carga de operacin y a la temperatura alcanzada por el motordespus de un periodo suficiente de operacin en situacin de no carga.

La tabla siguiente establece los lmites recomendados de la severidad en vibracinpara varios tamaos de motor.


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7.6 Normat iva decarcter nacional

Adems de las normas internacionales mencionadas en el apartado anterior, hay quevolver a recordar la existencia de normas espaolas como la UNE 20-180-86 VibracionesMecnicas de determinadas Mquinas Elctricas Rotativas de Altura de Eje Igual o

Superior a 56 mm, basada en la norma ISO 2372, antes comentada.

En aquellos casos en los que se dispongan de sistemas de motorizado en continuo demaquinaria rotativa con sensores de proximidad (sin contacto), es conveniente consultartambin otras normas como la API (Americam Petroleum Institute), en particular la normaAPI 670 y la norma VDI 2056.

Tambin hay que hacer obligada mencin a toda aquella normativa que est surgiendo enlos ltimos aos en base a la obligada adecuacin de carcter nacional de las sucesivasNormas y Directivas Europeas que van siendo desarrolladas por el Comit Europeo de

Normalizacin (CEN); ya que, de acuerdo con las Reglas internas del CEN, los siguientespases estn obligados a adoptar estas normas europeas: Alemania, Austria, Blgica,Dinamarca, Espaa, Finlandia, Francia, Grecia, Irlanda, Islandia, Italia, Luxemburgo,Noruega, Pases Bajos, Portugal, Reino Unido, Repblica Checa, Suecia y Suiza.

Se recogen a continuacin de forma resumida algunos de los aspectos ms importantes detres recientes normas UNE surgidas de las normas europeas elaboradas por el ComitTcnico CEN/TC 231 "Vibraciones y choques mecnicos" , cuya Secretara desempeaDIN y por el Comit Tcnico AEN/CTN 81 "Prevencin y Medios de ProteccinPersonal y Colectiva en el Trabajo" , cuya Secretara desempea AMYS-INSHT:

UNEEN 12096 (1997). Vibraciones mecnicas. Declaracin y verificacin de losvalores de Emisin vibratoria.

UNEEN 1299 (1997). Vibraciones y choques mecnicos. Aislamiento de lasvibraciones de las mquinas. Informacinpara la aplicacin del aislamiento en lafuente.

UNECR 1030-1 (1995). Vibraciones mano-brazo. Directrices para la reduccin delos riesgos por vibraciones. Parte 1: Mtodos de ingeniera para el diseo demquinas.


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UNEEN 12096

Los descriptores que encabezan esta norma son: Mquina, seguridad, vibracin, medida,intensidad vibratoria, valor mximo, verificacin, anlisis estadstico, ergonoma, cuerpohumano. Constituye la versin espaola de la Norma Europea aprobada por CEN el 03-07-1997 y lleva por ttulo: Vibraciones mecnicas. Declaracin y verificacin de losvalores de emisin vib ratoria.

En la INTRODUCCIN a la norma, se destaca el hecho de como los usuarios,diseadores, constructores y autoridades tienen la necesidad de tener informacin sobre laemisin de vibraciones generadas por las mquinas, por ejemplo para cumplir con lasobligaciones descritas en las Directivas Europeas 89/392/CEE y 91/368/CEE sobremquinas. Esta informacin es necesaria para comparar las emisiones de vibraciones dediferentes productos y para evaluar las vibraciones frente a los requisitos de vibraciones.

Para que los valores de emisin de vibraciones sean tiles, son necesarios mtodosuniformes que permitan conseguir los OBJETIVOS siguientes:

La medidade los valores de vibracin. La determinacin del valor declarado de emisin de vibracin. La presentacin del valor declarado de emisin de vibracin. La verificacin del valor declarado de emisin de vibracin.

En este sentido, esta norma establece los requisitos para la declaracin y la verificacin delos valores de emisinde vibraciones:

Proporciona indicaciones sobre la declaracin de los valores de emisin devibracin.

Describe la informacin sobre las vibraciones y el producto a incluir en losdocumentos tcnicos suministrados por el fabricante a los usuarios.

Especifica el mtodo para verificar los valores declarados de emisin devibraciones, establecidos por el fabricante.

Los valores a utilizar para la declaracin de emisin de vibraciones son valores eficaces(rms) de aceleracin ponderada, medidos, preferentemente, segn un cdigo de ensayo devibraciones. Los mtodos estadsticos utilizados para la declaracin y la verificacin sonequivalentes a los dados en acstica (Norma EN 27574).

La norma incorpora, a su vez, disposiciones de OTRAS REGLAMENTACIONES.

ENV 25349 - Vibraciones mecnicas. Directrices para la medida y evaluacin de laexposicin humana a las vibraciones transmitidas por la mano. (ISO 5349: 1986)


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ENV 28041 - Respuesta humana a las vibraciones. Instrumentos de medida. (ISO8041:1990 + corrigendum 1:1993)

ISO 2631-1 - Vibraciones y choques mecnicos. Evaluacin de la exposicinhumana a las vibraciones de cuerpo completo. Parte 1: Requisitos generales.

Para los fines de la norma se aplican una serie de DEFINICIONES agrupadas en doscategoras: definiciones generales y definiciones ligadas a las vibraciones.

Definiciones generales:Mquina: Conjunto depiezas u rganos unidos entre ellos, de los cuales uno por lomenos habr de ser mvil y, en su caso, de rganos de accionamiento, circuitos demando y de potencia, etc., asociados de forma solidaria para una aplicacindeterminada, en particular para la transformacin, tratamiento, desplazamiento yacondicionamiento de un material. Tambin se considerar como mquina a unconjunto de mquinas que, para llegar a un mismo resultado, estn dispuestasyaccionadas para funcionar solidariamente.

Familia de mquinas: Mquinas de tipo o diseo similar, destinadas a cumplir lasmismas funciones.

Conjunto (lote) de mquinas: Grupo de mquinas de una misma familiadestinadasa cumplir la misma funcin, producido en cantidad, fabricado segn las

mismasespecificaciones tcnicas y caracterizado por el mismo valor declarado deemisin de vibraciones. El lote puedeser, bien una produccin en serie completa, obien una desus fracciones.

Modo de funcionamiento: Condicin bajo la cual la mquina cumple la funcinpara la que ha sido concebida, pudiendo ser simulada artificialmente, como seespecifica en una norma correspondiente.

Cdigo de ensayo de vibraciones: Norma relativa a una familia, subfamilia o tipoespecfico de mquinas. Proporciona toda la informacin necesaria para efectuar deuna manera eficaz la determinacin de las caractersticas de emisin devibraciones, precisa para la declaracin y la verificacin segn esta norma europea.Asegura la compatibilidad y permite la comparacin de los resultados del ensayo.

Definiciones ligadas a las vibraciones:Aceleracin: Valor eficaz (rms) de la aceleracin de la vibracin.

Aceleracin ponderada mano-brazo, ah,w: Aceleracin en el punto de medidadeterminada por medidas utilizando un filtro de ponderacinconforme a la NormaENV 25349. Se expresa en m/s2.


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Aceleracin ponderada de cuerpo completo, awx, awy, awz y aw : Aceleracin en elpunto de medida determinada por medidas utilizando filtros de ponderacinconformes a las Normas ENV 28041 e ISO 2631-1. Se expresa enm/s2.

Valor medio de emisin de vib raciones, a: Valor que representa el valor medidode emisin de vibraciones de una sola mquina o el valor medio obtenido de unamuestra razonablemente grande de un lote de mquinas. Se expresa en m/s2. Elvalor medido de emisin de vibraciones no se redondea.

Incertidumbre, K: Valor que representa la incertidumbre de la medida del

valor medido de emisin de vibraciones, a, y tambin, en el caso de lotes, lasvariaciones en la produccin de las mquinas. Se expresa en m/s2.

Valor declarado de emisin de vibraciones, a y K: Valor medido de emisin devibraciones, a,y su incertidumbre asociada, K.La suma de a y K indica el lmite pordebajo del que se encuentra el valor de vibraciones de una sola mquina y/o unaamplia proporcin especificada de valores de vibraciones de un lote de mquinas,cuando stas son nuevas.

Declaracin de emisin de vibraciones: Informacin sobre la emisin devibraciones generadas por una mquina, dada por el fabricante o el suministradoren los documentos tcnicos o en cualquier otro documento, relativa a los valores deemisin de vibraciones. La declaracin de emisin de vibracionesse presenta como

un valor con dos nmeros.La DECLARACIN DEL VALOR DE EMISIN DE VIBRACIONES, a y K, de las mquinases responsabilidad nica del fabricante. Los valores declarados de emisin de vibracionesde una mquina debe determinarse segn el modo de funcionamiento descrito en el cdigode ensayo de vibraciones correspondiente. En ausencia de cdigo de ensayo devibraciones, se deber utilizar el modo de funcionamiento ms representativo.

En el caso de que los datos requeridos para la determinacin de K no estn disponibles enotras normas aplicables a la mquina en particular, puede utilizarse como directriz paraestimar la incertidumbre K la tabla siguiente.

Valor medido, a

Vibr ac io nes m an o-b razo Vibr ac io nes c uer po c om pletoIncertidumbre, K

2.5 m/s2 < a 5 m/s2

a > 5 m/s20.5 m/s2 < a 1 m/s2

a > 1 m/s20.5 a0.4 a

Las DIRECTRICES PARA LA DETERMINACIN DE LOS VALORES DECLARATIVOSDE EMISIN DE VIBRACIONES de mquinas permiten que los valores declaradospuedan verificarse conforme a los procedimientos establecidos en la norma. En estesentido, los valores de emisin de vibraciones, a, se miden para cada modo defuncionamiento especificado en el cdigo de ensayo de vibraciones para cada tipo de


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mquina, o, si no existe tal cdigo, el modo de funcionamiento seleccionado a partir delmtodo bsico, por ejemplo de las Normas EN 28662-1 EN 1033 para las vibracionesmano-brazo o de la Norma EN 1032 para las vibraciones de cuerpo completo.

El fabricante declara el valor de emisin de vibraciones, a y K de una sola mquina o el deuna produccin en serie de mquinas,basado en las medidas y en el conocimiento de laprecisin con que pueden efectuarse las medidas. Para una produccin en serie demquinas, el fabricante debera tener en cuenta la desviacin tpica de produccin.

Determinacin del valor declarado de emisin de vibraciones para una solamquina:Se determina el valor declarado de emisin de vibraciones, a y K,para una mquinaa partir del valor medido de emisin de vibraciones, a, y con la relacin siguiente:

a es el valor medido de emisin de vibraciones para la mquina R65.1K =

donde R es la desviacin tpicade reproducibilidad como se especifica en elcdigo de ensayo de vibraciones. Si no hay cdigo de ensayo de vibraciones osi el cdigo de ensayo de vibraciones no especifica R, entonces se utilizacomo estimacin:

2

rec

2

opR +=

donde recyop son las desviaciones tpicas de los valores registrados a partirdel mismo operador y de los diferentes operadores, respectivamente.

Determinacin del valor declarado de emisin de vibraciones para un lote demquinas:

Se determina el valor declarado de emisin de vibraciones, a y K para el lote demquinas, donde a es la estimacin del valor medio y K es igual a 1,5 veces ladesviacin tpica total:

t5.1K =

Este valor de K se basa en la Norma EN 27574-4y resulta de aceptar un riesgo derechazo del 5% para una muestra de tres mquinas.

La desviacin tpica total se compone de la desviacin tpica de reproducibilidad(R) y de la desviacin tpica de produccin (p). La primera viene dada por elcdigo de ensayo de vibraciones correspondiente. La determinacin de ladesviacin tpica de produccin debe efectuarse por el fabricante, en funcin de suexperiencia de la variacin de produccin, o bien puede estimarse, cuando sedispone de una muestra razonablemente grande de tres o ms mquinas:


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2n

1iip )a(a1n

1

=

=

donde ai es el valor medido de emisin de vibraciones de cada mquina en lamuestra y aes el valor medio de la muestra.

A partir de aqu, se calcula la desviacin tpica total,t:

2p

2Rt +=

A partir de aqu, y de acuerdo con lo establecido en esta norma europea, laPRESENTACIN DE LOS VALORES DECLARADOS DE EMISIN DE VIBRACIONES demquinas que deben darse en los documentos tcnicos contiene la informacin siguiente:

La identificacin del producto con suficiente detalle como para determinar laaplicabilidad de los valores declarados de emisin de vibraciones.

Las palabras "Valor declarado de emisin de vibraciones en conformidad a laNorma EN 12096" seguido del valor de emisin de vibraciones a, y de laincertidumbre, K, ambos expresados en m/s2, para el modo de funcionamientodescrito en el cdigo de ensayo de vibraciones correspondiente.

La magnitud del valor medido de emisin de vibraciones, a, se expresa en m/s2 y se

presenta con dos cifras y media significativas para los nmeros que comienzan por 1 (porejemplo 1,20 m/s2, 1,45 m/s2); para los otros, es suficiente con dos cifras significativas (porejemplo 0,9 m/s2, 8,9 m/s2).

La magnitud de la incertidumbre, K,debe representar el mismo numero de decimales quea. Se recogen a continuacin dos ejemplos de cmo llevar a cabo la declaracin deemisin de vibraciones:

Declaracin cuando existe un cdigo de ensayo de vibraciones especfico (porejemplo para los martillos buriladores)

Nmero del modelo de la mquina, condiciones de funcionamiento y otra informacin queidentifique

Tipo 990, Modelo 12-UH, 0.6 MPaValor declarado de emisi n de vib raciones co nforme a la Norma EN 12096

Valor medido de emisin de vibraciones a 8.0 m/s2

Incertidumbre K 2.3 m/s2

Valores determinados conforme a la Norma EN 28662-2

Declaracin cuando no existe un cdigo de ensayo de vibraciones especfico.


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N del modelo de la mquina, condiciones de funcion amiento y otra informacin que id entifique

Tipo 991, Modelo 14-UF, 0.6 MPa

Valor declarado de emisi n de vib raciones co nforme a la Norma EN 12096

Valor medido de emisin de vibraciones a 3.4 m/s2

Incertidumbre K 1.7 m/s2

Especificacin del modo de funcionamiento utilizado:

(Por ejemplo: valores determinados cuando la mquina ha sido utilizada para eliminar restos de lasoldadura con la ayuda de un til insertado Z normalizado).

Por otro lado, la VERIFICACIN DE LOS VALORES DECLARADOS DE EMISIN DEVIBRACIONES puede requerirse por dos razones diferentes:

Verificar el valor declarado de una mquina particular. Verificar el valor declarado de un lote o produccin en serie de mquinas.

La verificacin debe efectuarse por medio de las medidas de las vibraciones segn elmismo cdigo de ensayo de vibraciones o por el mtodo bsico de medida, y bajo elmismo modo de funcionamiento de la mquina al que se refieren los valores declarados deemisin de vibraciones. Los procedimientos descritos a continuacin deben utilizarse parauna verificacin en condiciones de reproducibilidad (cuando las medidas pueden repetirse

con resultados similares en el laboratorio de control y cuando no hay desviacionessistemticas entre el laboratorio de ensayo y los laboratorios que ensayan el mismoobjeto). Cuando la declaracin contiene un solo valor, pueden utilizarse las directricesdescritas anteriormente para estimar la incertidumbre, K.

Verificacin para una sola mquina:Si se evala una sola mquina, el valor declarado de emisin de vibraciones severifica cuando el valor resultante de emisin de vibraciones resultante es aldeclarado por el fabricante +K (este procedimiento es conforme con el que sedescribe en la Norma EN 27574-2 pararuido).

Verificacin para un lote de mquinas:Este procedimiento debe utilizarse para verificar el valor declarado de emisin devibraciones para un lote (o una produccin en serie) de mquinas cuando estdisponible ms de una mquina del lote. En concreto, es necesario un tamao demuestra de hasta tres mquinas (el procedimiento es conforme con el que sedescribe en la Norma EN 27574-4 para ruido).

Se determinan los valores A, B y C del valor declarado a partir de a y K, segn:

A = a + 0.20K B = a + 1.13K C = a + 0.65K


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Se mide una mquina elegida aleatoriamente en el lote. El valor resultante de lasvibracionesa1, se compara con los valoresA y B.

si a1A,el valor declarado se verifica para el lote, si a1>B,el valor declarado no se verifica para el lote; el lote se rechaza, si A C,elvalor declarado no se verifica para el lote, el lote se rechaza.Sin embargo, las mquinas individuales de este lote, sobre las que se han hecho lasmedidas, se verifican como para una sola mquina cuando cumplen los requisitosdel apartado anterior (verificacin para una sola mquina).

NOTA - Las constantes utilizadas para la determinacin de A,By Cse obtienen apartir del procedimiento de verificacin del valor declarado segn se describe en losmtodos estadsticos para la verificacin de niveles de potencia acsticautilizandoel mtodo del muestreo doble dado en la norma EN 275764-4.

Posteriormente, la norma UNE-EN 12096 incluye una serie de ANEXOS de carcter

informativo dedicados a recoger especficamente: definiciones de trminos estadsticos,directrices para la declaracin de los valores de emisin de vibraciones (ya resumidasanteriormente), ejemplos de declaraciones de emisiones de vibraciones (dem), directricespara la verificacin cuando el valor de emisin de las vibraciones se declara sin laincertidumbre, K (dem) y BIBLIOGRAFA:

EN 1032 - Vibraciones mecnicas. Ensayo de maquinaria mvil a fin de determinarlos valores de emisin de vibraciones de cuerpo completo. Generalidades.

EN 1033 - Vibraciones mano-brazo. Medida en laboratorio de las vibraciones en lasuperficie de las empuaduras de las mquinas guiadas manualmente.Generalidades.

EN 27574-2 - Acstica. Mtodos estadsticos para la determinacin y la verificacinde los valores de emisin acstica establecidos para maquinaria y equipos. Parte 2:Mtodos para valores establecidos para mquinas individuales. (ISO 7574-2:1985)

EN 27574-4 - Acstica. Mtodos estadsticos para la determinacin y la verificacinde los valores de emisin acstica establecidos para las mquinas y equipos. Parte4: Mtodos para valores establecidos para lotes de mquinas. (ISO 7574-4: 1985)

EN 28662-1 - Herramientas mecnicas porttiles de mano. Medida de lasvibraciones en la empuadura. Parte 1: Generalidades. (ISO 8662-1:1988)


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EN 28662-2 - Herramientas a motor porttiles. Medida de las vibraciones en laempuadura. Parte 2: Martillos buriladores y remachadores. (ISO 8662-2: 1992)

La norma concluye con un ANEXO NACIONAL en el que se informa de como las normaseuropeas EN citadas al hablar de Otras reglamentaciones y en el anexo de Bibliografa,estn admitidas como UNE en las fechas que se indican en la tabla siguiente:

Norma EN Ttulo Norma UNEENV 25349:1992 Vibraciones mecnicas. Directrices para la medida y evaluacin

de la exposicin humana a las vibraciones transmitidas por lamano.

UNE-ENV 25349:1996

ENV 28041:1993 Respuesta humana a las vibraciones. Instrumentos de medida. UNE-ENV 28041:1994

EN 1033:1995 Vibraciones mano-brazo. Medida en laboratorio de lasvibraciones en la superficie de las empuaduras de lasmquinas guiadas manualmente. Generalidades.

UNE-EN 1033:1996

EN 27574-2:1988 Acstica. Mtodos estadsticos para la determinacin y laverificacin de los valores de emisin acstica establecidospara maquinaria y equipos. Parte 2: Mtodos establecidos paramquinas individuales.

UNE 74105-2:1991

EN 27574-4:1988 Acstica. Mtodos estadsticos para la determinacin y laverificacin de los valores de emisin acstica establecidos paralas mquinas y equipos. Parte 4_ mtodos para valores

establecidos para lotes de mquinas.

UNE 74105-4:1992

EN 28662-1:1992 Herramientas mecnicas porttiles de mano. Medida de lasvibraciones en la empuadura. Parte 1: generalidades.

UNE-EN 28662-1:1994

EN 28662-2:1994 Herramientas a motor porttiles. Medida de las vibraciones en laempuadura. Parte 2: martillos buriladores y martillosremachadores.

UNE-EN 28662-2:1996

UNEEN 1299

Los descriptores que encabezan esta norma son: Vibracin, choque mecnico,aislamiento, aislador de vibraciones, mquina, informacin, dato, especificacin, categora

de calidad, relacin cliente-proveedor. Constituye la versin espaola de la Norma Europeaaprobada por el CEN el 29-12-1996 y lleva por ttulo: Vibraciones y choques mecnicos.Aislamiento de las vibraciones de las mquinas. Informacin para la aplicacin delaislamiento en la fuente.

Recuerda la INTRODUCCIN de la norma que el aislamiento de las vibraciones es unamedida que permite bien reducir significativamente cualquier transmisin de fuerzasperidicas, aleatorias o de choques entre una mquina y las estructuras de su alrededor, obien proteger a las personas y mquinas, instrumentos, edificios sensibles de las


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vibracionestransmitidas por sus alrededores. En ambos casos, el uso de aisladores creaun sistema masa-muelle cuya respuesta dinmica est influenciada por las caractersticasde la fuente de vibraciones, las caractersticas dinmicas de la mquina, la estructura en laque est montada y las caractersticas de los elementos elsticos y de amortiguamiento.

Con objeto de responder a los requisitos deproteccin contra vibraciones, la optimizacindel sistema requiereun conocimiento detalladode todos los factores que influyen en eldiseoy en la aplicacin eficaz del aislamiento de las vibraciones para unamquina oinstalacin determinada. Dentro de este contexto, es de primordial importancia elintercambio de informacin entre el fabricante de la mquina, el suministrador del

aislamiento y el usuario.

El OBJETIVO de esta norma es proporcionar directrices para asegurar que los fabricantesde las mquinas ofrecen una adecuada informacin sobre la aplicacin del aislamientovibratorio, con el fin de reducir los riesgos derivados de las vibraciones generadaspor susmquinas. Estas directrices igualmente aseguran que los usuarios proporcionan a losfabricantes de mquinaso, cuando sea necesario, a los suministradores del sistema deaislamiento una informacin suficiente sobre sus aplicaciones para seleccionar y disearde formaptima el aislamiento vibratorio.

En cuanto a su CAMPO DE APLICACIN, la norma slo se refiere al aislamiento de lafuente y, aunque se aplica principalmente a mquinas nuevas, puede tambin aplicarse a

la instalacin de mquinas usadas estando dirigida a los fabricantes e instaladores de unamquina como una gua para definir los parmetros necesarios en la seleccin einstalacin del sistema de aislamiento vibratorio a utilizar con la mquina. Puede tambinser aplicada por usuarios de mquinas ya instaladas que usen o deseen usar un sistemade aislamiento para solucionar un problema de vibraciones causado por la mquina.

En cualquier caso, no debe considerarse esta norma como un manual para el diseo oinstalacin de un sistema de aislamiento.

La norma incorpora tambin disposiciones de OTRAS REGLAMENTACIONES:

ISO 2041:1990 - Vibraciones y choques. Vocabulario. ISO 7626-1 :1986 - Vibraciones y choques. Determinacin experimental de la

movilidad mecnica. Parte I.- Definiciones bsicas y transductores.El OBJETIVO DEL AISLAMIENTO DE LA FUENTE es proteger la estructura de alrededorde las vibraciones, actuando sobre la instalacin de la misma fuente. Un sistema deaislamiento de la fuentepuede ser necesario:

Para la seguridad de los operarios de las mquinas vibrantes. Para la seguridad de las personas prximas a las mquinas vibrantes.


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Para la seguridad de las estructuras o edificios donde estn los equipos vibrantes. Para la seguridad de las personas que se encuentran en los edificios susceptibles

de estar sometidos a una intensa excitacin vibratoria.

Cuando se sobrepasan losvalores lmites de las vibraciones legislados.Adems de las medidas de diseo que permiten reducir los efectos de las vibraciones,debe utilizarse un sistema de aislamiento de la fuente. No obstante, en cuanto a laAPLICABILIDAD DEL AISLAMIENTO DE LAS VIBRACIONES, ha de tenerse siempre encuenta que este sistema no debe sustituir a tales medidas. Puede aplicarse:

Cuando se disean o instalan las mquinas vibrantes. Cuando se disean o modifican los edificios donde estn las mquinas vibrantes.

Es necesario realizar un anlisis previo del fenmeno vibratorio y de las vibraciones defondo del entorno. Es importante registrar la variacin de las vibraciones en funcin deltiempo y analizar las frecuencias caractersticas durante un tiempo suficiente del ciclo detrabajo de la mquina. El anlisis de la respuesta en frecuencia de las estructuras quetransmiten yreciben las vibraciones facilitar la eleccin ptima de las estructuras y evitarla coincidencia entre las frecuencias dominantes de la fuente y las frecuencias propias deestas estructuras.

Deben determinarse las vibraciones de fondo del entorno con el fin de conocer el nivel devibracin intrnseco por debajo del cual normalmenteno es necesario ningn aislamiento.Las medidas deben hacerse en condiciones ambientales representativas de la localizacinde la mquina. Las medidas y el anlisis deben ayudar a comprender el origen delproblema y a proporcionar, en la medida de lo posible, indicaciones sobre las posiblessoluciones. Las medidas se deberan realizar conforme a una norma adecuada, y stadebera ser identificada.

Con el fin de seleccionar aisladores adecuados e instalar correctamente el aislamiento dela fuente, es necesario un intercambio de informacin entre el fabricante de la mquina, elsuministrador del aislador y el usuario de la mquina. En este sentido, la norma recoge enuno de sus captulos la INFORMACIN NECESARIA PARA LA SELECCIN PTIMA

DEL SISTEMA DE AISLAMIENTO PARA UNA MQUINA. Si el fabricante de la mquina

resulta ser tambin el suministrador del sistema de aislamiento, puede que no toda lainformacin contenida en dicho captulo sea aplicable; sin embargo, alguna de estainformacin puede seguir siendo til cuando se reemplacen algunos de los elementos de lamquina y deberan formar parte del manual de instrucciones.

En este sentido, la seleccin del sistema de aislamiento deber considerar no slo lascaractersticas estticas de la mquina sino tambin sus caractersticas dinmicas y lascaractersticas dinmicas de la estructura de su alrededor (y de otras fuentes).


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Informacin que debe suministrar el fabricante de la mquina

El fabricante debe proporcionar al usuario el mximo de la siguiente informacin paragarantizar una correcta instalacin; recurriendo, si es necesario, al suministrador deaislamiento vibratorio. Habr de proporcionarse informacin relativa a la mquina y alaislamiento. Por lo que se refiere a los DATOS FSICOS DE LA MQUINA han incluirse:

Un plano de la mquina que incluya: La configuracin y la instalacin de la mquina y, si es conveniente, la

fundacin intermedia indicada por el fabricante de la misma.

Las dimensiones globales. El peso total, la localizacin del centro de gravedad y la inercia rotacional. Especificaciones relativas al tamao de los pernos de anclaje y a las

conexiones especiales que sirvan para fijar la mquina. Debe indicarse en elplano, las localizaciones de las fijaciones, taladros roscados, tolerancias ycualquier consideracin particular del material.

La identificacin y direccin de los tres ejes ortogonales con origen en el centrode gravedad de la mquina a aislar, colocada segn la orientacin elegida.

La orientacin normal de la mquina con respecto a la vertical. Debe indicarsela direccin de los choques y vibraciones principales y los posibles puntos demontaje de la estructura. Estos puntos frecuentemente determinan el sistemade aislamiento en relacin con la orientacin, centro de gravedad, etc.

Excitacin de la vibracin. Para asegurar una instalacin y utilizacin segura de lamquina, debe describirse la excitacin en vibracin que genera, caracterizada porla fuerza y pares de excitacin en funcin de la frecuencia o del tiempo:

Fuerzas y pares inherentes en funcin de la frecuencia de rotacin. Fuerzas y pares residuales en funcin de la frecuencia de rotacin despus del

equilibrado.

Fuerzas y pares originados porlas masas alternativas. Acoplamientosdel par de reaccin. Amplitudes y/o frecuencias del fenmeno de variaciones depresin del gas. Frecuencias de los fenmenos aerodinmicos (por ejemplo en ventiladores). Fuerzas y frecuencias electromagnticas asociadas con las mquinas rotativas

elctricas o los transformadores.


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Especificaciones particulares. Las caractersticas particulares de los equiposdeben figurar en la descripcin de la mquina y en los planos. Entre talesespecificaciones particulares estn:

Las conexiones elctricas, conductos, canalizaciones o tuberas que puedanmodificar la respuesta mecnica del sistema de montaje (tipo, tamao,rigidez...).

Las fuerzas y los momentos aplicados externamente. Las zonas de acceso requeridas. La tolerancia mnima necesaria para la circulacin del aire de refrigeracin.

Debe indicarse en el plano cualquier gradiente de temperatura que podraafectar al funcionamiento del aislador y debe darse el rango de temperaturaesperado.

Cuando sea necesario, la toleranciamxima entre el equipoy la fundacin. Caractersticas elctricas . Deben figurar en el plano, en forma de nota, las

disposiciones previstas para la puesta a tierra y sus especificaciones aplicables.

Especificaciones particulares para la estabilidad mecnica. Deben darse lasespecificaciones particulares para la estabilidad mecnica. Por ejemplo, es

necesario prestar especial atencin a los equipos que posean un centro degravedad elevado o variable y que estn soportados por aisladores colocadosdebajo del centro de gravedad o que estn sometidos a empujes laterales nocompensados.

Por otro lado, ser preciso tambin incluir la informacin correspondiente a los DATOSFSICOS DEL SISTEMA DE AISLAMIENTO, donde cabe diferenciar:

Datos de carcter general. El suministrador del sistema de aislamiento debeproporcionar informacin detallada de las caractersticas del mismo: el tipo desistema, sus materiales, su peso, sus caractersticas de nivelacin, la rigidezesttica de los aisladores, el peso mximoy mnimo (Newtons) en las condicionesde funcionamientode la mquina, las dimensiones y localizacin del aislamiento

(por ejemplo un dibujo) y el envejecimiento de los aisladores debido a la carga y altiempo.

Comportamiento dinmico. El suministrador debe describir el comportamientodinmico longitudinal y rotacional delsistema de aislamiento, en trminos de rigidezdinmica. Deben describirse las condiciones ambientales y el valor de la carga bajolas cuales fueron obtenidos los datos de deformacin bajo carga y deben darse lastolerancias. Sin embargo, cuando sea necesario, como alternativa, el suministradorpuede describir el comportamiento dinmico mediante las caractersticas de


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transmisibilidad medidas bajo una configuracin de ensayo descrita de formadetallada.

El comportamiento dinmico puede relacionarse con las variaciones de lossiguientes parmetros de entrada: frecuencia de resonancia en funcin de la carga,amplitud, temperatura y amortiguamiento.

En cualquier caso, el suministrador debe describir la eficacia del aislamiento en lastres direcciones principales, indicando las frecuencias aplicables.

Durabilidad. El suministrador debe dar informacin sobre la durabilidad o mejorsobre el cambio de caractersticas fsicas como: El lmite de duracin asociado con las deformaciones y choques repetidos. Cuando sea necesario, los datos de elongacin (deformacin permanente) y

cmo se han obtenido.

Los efectos del paso del tiempo debido a un almacenamiento en determinadosambientes, teniendo en cuenta las temperaturas mxima y mnima.

Condiciones ambientales. El suministrador debe proporcionar la siguienteinformacin de los aisladores con el fin de asegurar una utilizacincorrecta:

Los lmites de temperatura superior e inferior a partir de los cuales el aisladorsometido a cargas nominales no ejercer adecuadamente su funcin sufrirmodificaciones permanentes de sus caractersticas.

La capacidad del aislador para resistir la corrosin o el deterioro causado porfactores como humedad, agua, niebla salina, hongos, ozono, aceites,combustibles, vapores corrosivos, sol, etc.

La capacidad para funcionar en condiciones adversas, por ejemplo en unaatmsfera cargada de arena o polvo.

El ambiente de almacenamiento aceptable. Datos de mantenimiento. El suministrador debe dar detalles sobre los requisitos

de mantenimiento, inspeccin peridica y servicio.Informacin que debe solici tar el fabricante de la mquina al usuario

Informacin tcnicasobre la estructura perifrica a la mquina. Debe hacerseuna breve descripcin para que haya una buena comprensin de las caractersticastcnicas de las ubicaciones propuestas. Esta informacin debera incluir:

El tipo de estructura sobre la que debe montarse la mquina (barco, edificio deestructura metlica, edificio de estructura de hormign, central elctrica, etc.)


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La localizacin en la estructura (sala de mquinas, cubierta principal, techo,etc.).

Los datos de la estructura soporte (naturaleza del suelo, carga permisible desuelo, nivel de la capa fretica, frecuencias naturales y movilidad de laestructura soporte, etc.).

La eficacia del aislamiento o los criterios de aceptacin del usuario (elvecindario, por ejemplo un rea residencial o reas industriales, el tipo demquinas vecinas, por ejemplo mquinas de ensayo, punzonadoras, etc.)

Situacin de las vibraciones y choques de la estructura perifrica. Antes deinstalar la mquina debe describirse la situacin de las vibraciones y choques de laestructura perifrica en los tres ejes del espacio en base a laamplitud de vibracin(desplazamiento, velocidad o aceleracin), las frecuencias correspondientes y laduracin durante la cual se produjeron. Es necesario el registro en funcin deltiempo, el anlisis espectral y otros parmetros descriptivos.

Ambiente climtico. Cuando sea necesario, el usuario debe suministrar lasiguiente informacin sobre el ambiente climtico: los lmites de temperaturasuperior e inferior, la humedad, la presencia de agua, arena o polvo, niebla salina,ozono, aceites, disolventes, radiacin, etc.

Para terminar, la norma establece una serie de DIRECTRICES PARA LA VALIDACIN DELA EFICACIA DEL AISLAMIENTO. Normalmente, el suministrador de mquinas aisladaso de sistemas de aislamiento debe probar la eficacia del aislamiento vibratorio en laestructura de alrededor de la mquina. Esta eficacia debe evaluarse de acuerdo a unmtodo experimental y contractual. Cuando se trata de mquinas fabricadas en serie, talevaluacin debe realizarse bajo condiciones de instalacin normalizadas. En este caso, elfabricante debe proporcionar informacin sobre las condiciones de instalacin usadas parala evaluacin. Si es posible:

Debe efectuarse la medida yevaluacin de las vibraciones antes de la instalacin,como se indicaba anteriormente. Debe hacerse en las posiciones contractuales y enlas condiciones ambientales previstas para la futura mquina.

Debe informarse de las posiciones y de los resultados de la medida. Deben comunicarse los valores aceptables al suministrador de la mquina (o al

suministrador de la mquina-aislador).

Deben ser contractuales los valores lmites aceptadospor el suministrador. Despus de la instalacin, deben efectuarse las medidas en las condiciones y

posiciones contractuales de acuerdo al mtodo de medida especificado y altratamientoy anlisis de losresultados definidos.


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Deben compararse los valores medidos con los valores lmites contractuales.En el caso de tratarse de una correccin de una situacin ya existente, las medidas sellevan a cabo en las mismas condiciones sealadas arriba para las posicionesdeterminadas. Estas posicionesdeberan ser las correspondientesa los individuos que seencuentran molestos (posicin del operador o del trabajador, piso de las oficinas,inmuebles vecinos, etc.). Tambin, como en el caso anterior, deberan definirsecontractualmente los valores limites aceptables entre el usuario y el suministrador. Porltimo, despus de realizada la correccin, deberan realizarse las medidas como sedescribe arriba y comparar los nuevos resultados con los valores contractuales.

Posteriormente, la norma UNE-EN 1299 incluye dos ANEXOS de carcter informativodedicados a recogerELEMENTOS PARA EL AISLAMIENTO DE LAS VIBRACIONES yBIBLIOGRAFA.

Dentro del Anexo relativo a los ELEMENTOS PARA EL AISLAMIENTO DE LASVIBRACIONES, se hace referencia a las caractersticas y uso de diferentes tipos demuelles y amortiguadores. Se parte de una serie de consideraciones de carcter genricoen las que se recuerda que los muelles se utilizan como soportes elsticos aislantes de lasvibraciones y los choques de las mquinas; es decir, son elementos de construccin quese deforman, predominantemente, de forma elstica. Del mismo modo se seala como losmuelles perfectos, en sentido estricto, en la prctica no pueden construirse ya que cada

muelle presenta una cierta cantidad de masa y de amortiguamiento. As, mientras que parael clculo de las vibraciones en el rango de frecuencias de inters segn esta norma puededespreciarse la masa del muelle, el amortiguamiento depende en gran parte del materialdel mismo.

Con tal motivo, se lleva a cabo una breve descripcin de las caractersticas, campo deaplicacin y comportamiento de:

Muelles elastomricos:Por su deformabilidad elstica y su pequeo mdulo de Young, los elastmeros sonmateriales apropiados para muelles. Comparados con los muelles metlicos,presentan un mayor amortiguamiento.

Las caractersticas como la rigidez y elamortiguamiento dependen de la seleccindel material bsico y de los componentes de la mezcla de materiales, as como dela forma del muelle. Tambin, estnafectadas por condiciones ambientales como latemperatura. El envejecimiento a largo plazo depende en gran parte de lacomposicin del material. El material tiene propiedades viscoelsticas.

En los muelles elastomricos normalmente son distintas la rigidez esttica y larigidez dinmica, siendo mayor la dinmicaque la esttica. Slo deberan calcularselas frecuencias naturales del sistema aislado a partir de la rigidez dinmica. Cuando


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se utilizan los muelles elastomricos, pueden obtenerse frecuencias naturalesverticales de 6 Hz a 20 Hz.

En general, la curva de deformacin bajo carga de los muelles no es lineal, pero enla prctica puede linealizarse para la carga de servicio.

Los siguientes factores juegan un papel importante en la capacidad de carga y en ladurabilidad de los muelles elastomricos: el material y la mezcla de materiales, eldiseo del muelle, la carga esttica, la carga dinmica, la amplitud de lasvibraciones y la frecuencia del sistema vibrante.

Gracias a su diseo flexible, su fijacin a piezas metlicas y a las numerosascombinaciones de posibles materiales, pueden adaptarse estos muelles a un ampliorango de aplicaciones. Tambin pueden utilizarse los muelles elastomricos comoelementos separados, en mltiples placas o mallas.

El diseo preciso de los muelles elastomricos se determina mediante el tipo decarga (fuerzas de compresin, fuerzas de cortadura, momentos de torsin,momentos de flexin, o combinacin de estos factores). Para cargas de compresingrandes y distribuidas, se utilizan habitualmente los muelles elastomricos en formade placas o mallas. Normalmente, para estas aplicaciones, las frecuencias naturalesverticales son superiores a 12 Hz.

Muelles metlicos:Los muelles metlicos no son sensibles a las grandes diferencias de temperatura yson resistentes a la mayora de las sustancias orgnicas.

Para el aislamiento de las vibraciones de las mquinas, se utilizan preferentementelos muelles metlicos hechos de aceros de muelles y se presentan en forma dehilos, placas y varillas especialmente previstas para ste propsito. En los muellesde acero no hay diferencia entre la rigidez esttica y dinmica. Segn el tipo ydiseo del muelle, la curva de deformacin bajo carga puede ser lineal, ascendenteo descendente. Cuando se utilizan muelles metlicos, pueden obtenersefrecuencias naturales verticales de 1.5 a 8 Hz. Los muelles de acero son capacesde almacenar grandes energas de deformacin con importantes amplitudes de

flexin. Sus caractersticas elsticas no varan con el tiempo.El muelle helicoidal de compresin es el muelle metlico generalmente utilizadopara el aislamiento vibratorio de las mquinas. Debido a sus caractersticas dedeformacin en gran parte lineales (curva de deformacin bajo carga) y a la ampliaseleccin de niveles de rigidez disponibles, para todos los ejes, ste tipo de muellees particularmente til para su uso en las fijaciones elsticas de la mayora de lasmquinas. Si se elige las dimensiones del muelle, es posible hacer variar, en un


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amplio rango, el coeficiente de elasticidad transversal u horizontal de un muellehelicoidal de compresin respecto al coeficiente de elasticidad vertical.

Muelles neumticos:Un muelle neumtico est en principio constituido de un volumen lleno de gas conparedes elsticas. Cuando la carga vara, el muelle se deforma al nivel de lasparedes elsticas, lo que provoca un cambio de volumen y, por tanto, un cambio depresin. Esto se aplica tanto a los pistones de los cilindros como a los diferentessistemas de fuelles propuestos por los fabricantes. Las caractersticas de

deformacin de los muelles neumticos dependen del equilibrio entre la cargaexterna y la diferencia de presin entre la presin interna y externa (por ejemplo laatmsfera) multiplicado por la superficie til.

Amortiguadores:Los amortiguadores se utilizan para limitar los movimientos de los sistemassoportados elsticamente cuando estn sometidos a resonancias, en el caso deexcitaciones peridicas, de choques o de excitaciones aleatorias. Se montan enparalelo con los muelles y transforman la energa mecnica en calor.

Se dividen en amortiguadores que utilizan el amortiguamiento entre los cuerposrgidos (amortiguadores por friccin) y amortiguadores que utilizan el intercambio

energtico en medio lquido (amortiguadores lquidos) o gaseoso. Lascaractersticas de fuerza-velocidad pueden hacerse independientes de la velocidad,ascendentes, lineales o descendentes. Cuando se utilizan amortiguadores porfriccin, debe prestarse atencin al riesgo de problemas de ruido transmitido por laestructura.

Los amortiguadores de lquido viscoso son los principales tipos de amortiguadoresutilizados en combinacin con los muelles para el aislamiento de las vibraciones delas mquinas. Los amortiguadores viscosos son particularmente adecuados paragrandes amplitudes de vibracin de bajas a medias frecuencias. Se componen deuna envoltura, un medio amortiguador y un pistn. El pistn inmerso en el medioamortiguador puede moverse en todas las direcciones (vertical y horizontal) hasta

un lmite impuesto por la envoltura del amortiguador. Por tanto, el amortiguador escapaz de reducir las vibraciones en los seis grados de libertad.

Combinacin de muelles y amortiguadores:Es necesario que el amortiguamiento juegue un papel importante en el sistema deaislamiento vibratorio, bien en forma de material de amortiguamiento o bien comoamortiguadores integrados:


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En todos los casos donde es necesario evitar un aumento de la amplitud de lavibracin cuando se pasa por las frecuencias de resonancia.

Para la mayora de las mquinas rotativas cuyas condiciones defuncionamiento son susceptibles de generar fuerzas de desequilibrado.

Para el amortiguamiento de momentos de torsin transitorios inducidos porcortocircuito en las mquinas elctricas.

Para la estabilizacin de mquinas y de sistemas que, por razones tcnicas oeconmicas, tienen que montarse de forma resiliente sobre cimentaciones demasa inadecuada.

Para asegurar una disminucin rpida de las vibraciones inducidas porchoques.

Aisladores activos de vibracin:Esta norma trata slo sistemas pasivos de aislamiento vibratorio (muelles yamortiguadores). En casos especiales, puede ser posible reducir la vibracinmediante absorbedores dinmicos o amortiguadores activos de masas sintonizadas.

En cuanto al ANEXO deBIBLIOGRAFA, dos son las referencias:

prEN 1032 - Vibraciones mecnicas. Ensayo de maquinara mvil con el objeto dedeterminar la intensidad vibratoria transmitida al conjunto del cuerpo.Generalidades.

ISO 2017:1982 - Vibraciones y choques. Aisladores. Disposiciones para laespecificacin de las caractersticas.

UNECR 1030-1

Constituye la versin espaola del Informe CR 1030-1 preparado por el CEN/TC 231Vibraciones y choques mecnicos, Grupo de Trabajo 2 Vibraciones mano-brazo yaprobado el 05-04-1995 y que lleva por ttulo: Vibraciones mano-brazo. Directrices para

la reduccin de los riesgos por vibraciones. Parte 1: Mtodos de ingeniera para eldiseo de mquinas.En la INTRODUCCIN a la norma, se comienza recordando el hecho de como el usohabitual y prolongado de las mquinas que transmiten vibraciones a la mano puede causartrastornos de los miembros superiores. Los efectos de la vibracin dependen de:

Su frecuencia, direccin, intensidad, magnitud y del tiempo de exposicin yacoplamiento del sistema mano-brazo a la mquina.


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La posicin mano-brazo causada por el diseo de la empuadura y de la tarea detrabajo.

Las fuerzas ejercidas por el operador, tales como las fuerzas de agarre, empuje ysujecin, y por las habilidades y experiencia prctica del operador.

La exposicin al fro, que puede influir sobre los sntomas vasculares causados porla vibracin transmitida a la mano.

La limitacin de la vibracin en el diseo es una de las medidas que la norma EN 292-2sugiere que deberan considerar los diseadores y fabricantes de mquinas como parte de

una estrategia para conseguir la seguridad en el diseo de mquinas de conformidad conla legislacin europea. Dicha reduccin de la vibracin en el diseo de las mquinas puedecontribuir de una manera importante a la proteccin efectiva de las personas en el trabajocontra los efectos adversos de la vibracin. Sin embargo, en situaciones prcticas, puedeser necesaria una combinacin de medidas de ingeniera, de gestin, de proteccinindividual e higinicas (leyes, directivas, etc.).

Las directrices recogidas en esta norma slo tratan los mtodos de ingeniera y estndirigidas, en particular, a los diseadores y fabricantes de mquinas que transmitenvibraciones a las manos dejando a otros la tarea de definir las directrices especificas sobregestin, proteccin individual o higinicas (vase CR 1030-2 en el subapartado siguiente).

Por lo que a las medidas a tomar en ingeniera de cara a reducir la vibracin en el propiodiseo de las mquinas, cabe sealar que el origen de la vibracin en las mismas puedeencontrarse en:

Las fuerzas de naturaleza variable generadas por la forma intermitente, impulsiva occlica en que son diseadas las mquinas para trabajar, as como pordesequilibrios y/o por impactos en engranajes, rodamientos y otros mecanismos.

La falta de equilibrio en una herramienta incorporada: el desequilibrio de la muela esun factor que determina los valores de vibracin de una amoladora porttil.

La interaccin entre el operador, mquina y material a trabajar: los choques oimpulsos de un cincel neumtico, cuando golpea la superficie que est siendocincelada se transmiten al cuerpo de la herramienta.

La interaccin entre la pieza y la mquina. En el caso de mquinas, comoamoladoras de columna o pulidoras, en las que la pieza de trabajo se sujeta o guamanualmente durante el trabajo, dicha interaccin es susceptible de llegar a ser laprincipal fuente de vibracin. La transmisin a travs de la pieza es el principalcamino por el que la vibracin llega a las manos del operador.

Los parmetros anteriores deberan tenerse en cuenta por los diseadores, fabricantes ysuministradores de equipos de trabajo, quienes estn obligados a asegurar que sus


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diseos y productos satisfacen los requisitos de seguridad; en particular, para disearmaquinaria de modo que los riesgos derivados de las vibraciones producidas por lasmquinas se reduzcan al nivel ms bajo posible, teniendo en cuenta el progreso tcnico yla disponibilidad de medios para reducir las vibraciones, en particular en la fuente.

Para reducir la transmisin de la vibracin al usuario, es esencial prestar atencin no slo ala magnitud de la vibracin, sino tambin al acoplamiento de la mquina al sistema mano-brazo y al tiempo de exposicin, ya que los tres parmetros pueden estar influenciados pormedidas tcnicas: el acoplamiento puede estar influenciado por un diseo ergonmico, eltiempo de exposicin puede reducirse incrementando el rendimiento de la mquina.

En cuanto al OBJETO Y CAMPO DE APLICACIN, las directrices de esta normapresentan los posibles medios para reducir en el diseo de la mquina el riesgo porvibraciones mano-brazo asociado a herramientas porttiles, guiadas manualmente, y otrasmquinas, a fin de proporcionar ayuda profesional tcnica a los diseadores y fabricantesde mquinas. El documento cubre cuatro aspectos principales de la reduccin de losefectos de la exposicin a los riesgos derivados de la vibracin de las mquinas:

Reduccin de la magnitud de la vibracin en la fuente. Reduccin de la transmisin de la vibracin desde la fuente a las empuaduras de

la mquina y otras superficies en contacto con las manos.

Reduccin de la transmisin de la vibracin desde los agarres o empuaduras de lamquina al sistema mano-brazo del operador por medidas de diseo ergonmico.

Diseo trmico para optimizar la temperatura de la mano.En cualquier caso, estas directrices no pretenden dar soluciones universales o detalladas,sino medios tcnicos que puedan usarse para resolver problemas.

El informe incorpora tambin disposiciones de OTRAS REGLAMENTACIONES:

EN 563 - Seguridad de las mquinas. Temperatura de superficies accesibles. Datosergonmicos para establecer los valores de las temperaturas lmites de lassuperficies calientes.

prEN 894-3 - Seguridad de las mquinas. Requisitos ergonmicos para el diseo devisualizadores y rganos de accionamiento. Parte 3: rganos de accionamiento.

Como se ha sealado anteriormente al hacer referencia al objeto y campo de aplicacin dela norma, el primero de los aspectos considerados en la misma es la REDUCCIN DE LAMAGNITUD DE LA VIBRACIN EN LA FUENTE. En este sentido, las mquinas que nonecesitan la emisin de vibracin para el desarrollo de las tareas, deberan disearse de talmanera que se eliminen o reduzcan las fuerzas variables que generan las vibraciones,para prevenir la amplificacin de la vibracin y amortiguar o reducir la vibracin residual.


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No obstante, siempre se deber tener cuidado con las medidas adoptadas para que noincrementen significativamente el peso de las maquinas porttiles, de tal manera que estoconduzca a otros resultados negativos:

Un mayor peso de la mquina conduce a mayores fuerzas de agarre y transportecausando una mayor intensidad de transmisin de la vibracin y provocando unamayor carga vibratoria.

Un mayor peso de la mquina conduce a una mayor carga muscular. No debera verse afectada la facilidad con que la mquina pueda controlarse y

guiarse.Desde esta perspectiva, varias son las posibles alternativas que a la hora de reducir lamagnitud de vibracin pueden plantearse:

Reduccin de la vibracin por modificacin de los principios tcnicos defuncionamiento:

En algunos casos, puede conseguirse una reduccin de la vibracin, tiempo deexposicin y fuerzas de operacin mediante la modificacin del principio tcnico defuncionamiento de la mquina.

Un ejemplo tpico es el caso de un martillo rotativo pequeo. Tiene un mecanismode martillo neumtico y perfora el hormign ms rpidamente, produce menoresvibraciones y requiere menores fuerzas de avance y agarre que una taladradora depercusin con un mecanismo percutor tipo leva.

Reduccin de la vibracin por un mejor equilibrado:Una fuente comn de fuerzas variables es el desequilibrado que puede deberse a:

El principio de funcionamiento utilizado (por ejemplo las fuerzas generadas enmotores alternativos como resultado del movimiento del cigeal y de la biela).

Las tolerancias de fabricacin y/o errores residuales en la fabricacin de piezasrotativas (por ejemplo excentricidad en el montaje de un volante sobre un ejey/o no uniformidad en la forma, composicin o estructura).

Cuando las fuerzas son inherentes al diseo pueden reducirse a veces por el usode diseos intrnsecamente mejor equilibrados (por ejemplo, en el caso de motoresde combustin interna por el uso de diseos multicilindros mejor que por el diseode un nico cilindro, o por el uso de motores rotativos mejor que alternativos).

Tambin, puede ser posible minimizar las fuerzas variables modificando la masa y/ovelocidad o aceleracin de los componentes que generan el desequilibrado;siempre que una reduccin de la velocidad o de la aceleracin no reduzca el


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rendimiento de la mquina de tal manera que el incremento del tiempo deexposicin anule la reduccin de la intensidad de la vibracin. Puede tambin servlida la incorporacin de contrapesos.

Cuando las fuerzas son el resultado de tolerancias de fabricacin o erroresresiduales en la fabricacin (tolerancias de desequilibrados residuales, de forma ode dimensiones del orificio de montaje), puede ser posible reducirlas especificandomenores tolerancias de fabricacin (es decir, un producto de mejor calidad).

Reduccin de la vibracin por la introduccin de fuerzas reactivas:Cuando se utilizan fuerzas de trabajo variables de baja frecuencia en mquinasguiadas con la mano, sus efectos sobre los usuarios pueden a veces reducirsesignificativamente por masas de contramovimiento. El diseo podra tambinincorporar un sistema de resorte para absorber las ondas de choque reflejadasproducidas por cada impacto.

Reduccin de la vibracin por el uso de mecanismos o materiales alternativos:Muchos de los mecanismos utilizados en las mquinas generan fuerzas variables yen consecuencia vibraciones (por ejemplo, imprecisin en engranajes yrodamientos). A menudo estas fuerzas pueden eliminarse o reducirse mediante:

El uso de mecanismos alternativos (por ejemplo, transmisin por correas enlugar de por engranajes o cadenas).

Mejores versiones de un mecanismo particular (por ejemplo, engranajeshelicoidales en lugar de rectos).

La especificacin de componentes de mayor precisin (es decir, componentesde alta calidad con una tolerancia ms estrecha).

En algunas aplicaciones, puede ser posible reducir las fuerzas de choque y deimpacto mediante la incorporacin de elementos de caucho, o plstico resistente, omateriales similares (por ejemplo engranajes de resina aglomerada).

Reduccin de la vibracin por la eliminacin de los efectos de resonancia:Diversos elementos de una mquina pueden entrar en resonancia si la frecuencia ofrecuencias de las fuerzas variables generadas por el uso de la misma est prximaa una frecuencia natural de vibracin de la mquina o de sus elementos. Enausencia de cualquier medio de absorcin de la energa vibratoria, ello puedeproducir una amplificacin considerable de la vibracin si tiene lugar la resonancia.

Cuando sea posible, los diseadores deberan evitar la resonancia dentro del rangonormal de velocidad de la mquina mediante una adecuada eleccin e instalacin


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de elementos y masas resilientes, una apropiada seleccin de rodamientos, unacuidadosa seleccin de frecuencias de engrane y otras medidas.

Si los efectos de la resonancia no pueden evitarse, puede ser necesario incorporardispositivos de amortiguamiento viscoelsticos, hidrulicos, por aire, friccin oalguna otra forma de absorcin de la energa de la vibracin y as limitar laintensidad de la vibracin resonante. Los absorbedores de vibracin sintonizados ono pueden tambin usarse para reducir el efecto de resonancia.

El segundo de los aspectos considerados al hacer referencia al objeto y campo de

aplicacin de la norma, es la REDUCCIN DE LA TRANSMISIN DE LA VIBRACIN. Deforma genrica, puede afirmarse que la vibracin puede reducirse mediante la introduccinde tcnicas aislantes de las vibraciones (masas, resortes y otros elementos resilientes) enlos trayectos entre las fuentes de vibracin y las empuaduras u otras superficies encontacto con las manos. En este sentido, debe prestarse una atencin especial cuandohaya que asegurar un aislamiento efectivo sobre el intervalo completo de frecuencias deinters.

Reduccin de la vibracin por el uso de empuaduras suspendidas:Para conseguir una sustancial reduccin en la vibracin por el uso de empuadurassuspendidas, se necesita elegir cuidadosamente las caractersticas dinmicas delas empuaduras en funcin de las ca

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