El Misterio de la Resonancia de una Bomba que no Rota
Explorar las fuerzas intrincadas en la maquinaria industrial demanda una sólida comprensión de conceptos mecánicos y habilidades creativas de resolución de problemas. Este estudio de caso comparte mi experiencia al identificar y resolver un problema de resonancia en una bomba de pozo profundo de 500 caballos de fuerza en una compañía de generación de energía eléctrica, enfatizando el papel crucial del análisis de vibraciones y el pensamiento innovador en la ingeniería.
En una nueva sección de la planta de energía, se instalaron varias bombas idénticas para la extracción de agua profunda. Una de estas bombas vibraba de manera inusual desde su instalación, lo que provocó una investigación a fondo para encontrar y solucionar la causa raíz, un desafío que asumí.
A mi llegada, me encontré con las discusiones en curso de dos otros analistas, fijados en la presunción de un eje de bomba torcido como el culpable detrás de las vibraciones inusuales. Resuelto en mi enfoque, opté por un análisis comprensivo, una decisión que pronto desentrañaría la verdadera naturaleza del problema en cuestión.
Diagnóstico
Mi viaje para diagnosticar el problema comenzó con una solicitud sorprendente de activar la bomba. Este fue un primer paso crítico para revelar el problema. A pesar de lo que otros antes de mí pensaban —que las vibraciones de la bomba significaban que estaba en funcionamiento— resultó que la bomba no estaba operando en absoluto. Este hallazgo clave sugirió que algo externo estaba causando que la bomba vibrara.
Cuando más tarde puse en funcionamiento la bomba, los niveles de vibración apenas cambiaron, apoyando la idea de que la causa era externa. El punto de inflexión en mi investigación llegó cuando apagué otra bomba cercana, y las vibraciones se detuvieron por completo. Esta evidencia clara me llevó a enfocarme en la resonancia como la probable razón de las vibraciones.
Para confirmar si la resonancia era de hecho el problema, realicé una prueba de impacto. Esto involucró golpear la estructura de la bomba con un objeto metálico pesado de manera controlada, asegurando que el objeto estuviera amortiguado en el momento del impacto para prevenir cualquier daño. Esta técnica fue crucial para mantener la bomba intacta mientras me permitía evaluar precisamente cómo vibraba.
Utilicé aplicaciones especializadas, Wiser Vibe y Digivibe, para examinar a fondo los datos de vibración de tres impactos separados. En un hallazgo impactante, los datos de las tres pruebas se alinearon perfectamente con la frecuencia rotacional de la bomba. Esta pieza clave de evidencia confirmó mi sospecha de resonancia. Mostró que las vibraciones externas estaban sincronizadas con la frecuencia natural propia de la bomba, causando un aumento en la intensidad de la vibración.
Estrategias de Corrección de Resonancia
Corregir la resonancia típicamente involucra una de tres estrategias:
- cambiar la velocidad operativa del equipo,
- alterar la frecuencia natural modificando la rigidez de la estructura,
- o cambiar la masa para ajustar la frecuencia natural.
En este caso, ajustar la velocidad operativa no era factible, y alterar la rigidez del nuevo equipo era indeseable debido a posibles discrepancias visuales con otras bombas similares, lo que podría llevar a insatisfacción del cliente.
La decisión de reemplazar la cubierta del motor de aluminio con una variante idéntica de acero no se tomó a la ligera. Este cambio tenía como objetivo ajustar la masa de la bomba, desplazando así su frecuencia natural lejos de la frecuencia operativa para eliminar la resonancia.
El reemplazo de la cubierta del motor resultó ser una medida decisiva. El aumento de masa bajó efectivamente la frecuencia natural, distanciándola de la frecuencia operativa y, en consecuencia, mitigando la resonancia. Esta solución no solo abordó el problema inmediato sin obstaculizar el rendimiento de la bomba, sino que también ejemplificó la aplicación de principios de ingeniería fundamentales para resolver desafíos del mundo real.
Esta experiencia fue un recordatorio profundo de las complejidades inherentes en la maquinaria industrial y el papel crítico del análisis de vibraciones en mantener la integridad operacional. El proceso desde la observación inicial hasta la implementación de una solución subrayó la importancia de un enfoque metodológico, la utilidad de herramientas analíticas modernas y el valor de la resolución de problemas innovadora.
Mi trabajo de diagnóstico y resolución del problema de resonancia en una bomba de pozo profundo sirve como testimonio de los desafíos y recompensas de la profesión de ingeniería. Destaca la necesidad del análisis empírico, la colaboración entre expertos y la consideración reflexiva de todas las soluciones posibles. A través de este estudio de caso, espero contribuir valiosos conocimientos a mis colegas, reforzando la importancia de aplicar fundamentos de ingeniería con una mentalidad creativa ante problemas mecánicos complejos.
Thierry Erbessd, destacado empresario mexicano y egresado del Instituto Politécnico Nacional, ha revolucionado el campo del Análisis de Vibraciones, Balanceo Dinámico y el Monitoreo de Condición. A través de sus innovadores softwares DigivibeMX®, Dragon Vision®, y Wiser Vibe®, ha establecido un antes y un después en la industria. Como presidente de Erbessd Instruments®, no solo ha dirigido la empresa hacia la cima de la industria global de mantenimiento industrial sino que también ha expandido su influencia con oficinas estratégicamente en América, Europa y Asia, consolidándose como referencia indiscutible en soluciones para mantenimiento industrial a nivel mundial.
ERBESSD INSTRUMENTS® fabricante líder de Equipos de Análisis de Vibraciones, Máquinas de Balanceo Dinámico y Monitoreo de Condición con oficinas en México, EE.UU., Inglaterra e India.
