Capitulo 1 INGENIERIA DE MANTENIMIENTO

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MANTENIMIENTO PREDICTIVO: 
 CONCEPTOS 
 CAPITULO I 
SEMAPI ARGENTINA S.A. Servicios y Equipamiento para mantenimiento predictivo 
 
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INGENIERIA DE MANTENIMIENTO 
 
Las necesidades desde el punto de vista de la producción y los costos, han obligado 
al personal afectado a Mantenimiento, de utilizar todas las herramientas disponibles 
para mejorar el funcionamiento y la reparación de las máquinas de una planta 
industrial. 
En esta tarea, la implementación de técnicas de Mantenimiento Predictivo, es de 
vital importancia, pero no se agota en si misma. 
Además de la detección de los problemas, hacen falta de medidas para poner en 
funcionamiento la Ingeniería de Mantenimiento, que es la herramienta necesaria 
para optimizar todos los procesos, por ejemplo: 
a) Previo a la reparación, tener especificaciones de repuestos, tolerancias, etc. 
b) Programar la reparación generando registros de tareas, medidas y ajustes 
finales. 
c) Lograr un adecuado montaje, en especial el balanceo del rotor y la alineación de 
los equipos acoplados. 
d) Verificar el estado vibratorio y asegurarse que los niveles estén dentro de norma. 
e) Seguimiento de la evolución de las vibraciones y en especial la eficiencia de la 
película lubricante. 
 De presentarse fallas se deberá evaluar la frecuencia de lubricación, tipo de 
lubricante, etc. 
f) Estudio de los problemas repetitivos y revisión del diseño. 
 
Este es el camino seguro para lograr máxima eficiencia en la gestión de 
Mantenimiento. Esto se reflejará en menores costos operativos, mayor disponibilidad 
de máquinas, mayor vida útil y menores costos en la operación del Mantenimiento 
Por donde se empieza? Por el Mantenimiento Predictivo. Esa es la base de todo pero 
no lo único que hay que hacer. 
Se ha intentado identificar las tareas complementarias al Mantenimiento Predictivo, 
tales como “Proactivo”, pero todo esto queda encerrado dentro de lo que es la 
Ingeniería de Mantenimiento que llega, inclusive a la verificación del diseño. 
Es indudable que el mantenimiento predictivo, por si solo no resuelve nada. En la 
Fig. 1-1 se muestra cuál debería ser el funcionamiento integral de Ingeniería de 
Mantenimiento, donde el Predictivo es la base del funcionamiento. 
Esta modalidad de funcionamiento fue aplicado con éxito en una planta petroquímica 
de Argentina en la década del 70, casi al mismo tiempo que se estaba aplicando el 
Mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM) en una compañía aérea de USA, 
que luego fue divulgada y aplicada en todo el mundo. 
 
 
 
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Fig. 1-1 
 
MANTENIMIENTO PREDICTIVO 
 
En la primera etapa de su utilización, el objetivo fue conocer el estado de las 
máquinas en cuanto a su montaje y desgaste. 
De esta forma fue posible ir eliminando progresivamente tareas de Mantenimiento 
Preventivo. 
Paralelamente se consiguieron bajar notablemente las paradas imprevistas y 
aumentar la vida útil de los equipos. 
Los resultados obtenidos en todo el mundo afianzaron la técnica, de tal modo que se 
produce una gran inversión en desarrollo que permitió un notable avance tanto en 
sensores, equipos de medición y software. 
Toda variable que informe sobre el funcionamiento de una máquina y de su estado, es 
utilizable dentro de las técnicas de Mantenimiento Predictivo. 
Así nos encontramos, además de las vibraciones, temperatura, carga, mediciones 
eléctricas, etc. Cada una de ellas da una información que puede llegar a ser útil según 
sea cada caso. 
Las más frecuentemente utilizadas son las vibraciones, mediciones de corriente y la 
temperatura (mediciones infrarrojas) que en muchos casos son complementarias. 
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Enfocaremos a analizar el aporte que las vibraciones mecánicas han hecho a esta 
técnica. 
 
VIBRACIONES MECANICAS EN MANTENIMIENTO PREDICTIVO 
 
El análisis de vibraciones es de por si, el pilar de esta técnica. Hay varias razones: 
a) La mayoría de los problemas de una maquina rotante se manifiestan con un 
aumento de las vibraciones, y su amplitud, nos informa de los esfuerzos 
dinámicos a que esta sometida. 
b) Con el procesamiento de la señal dinámica de la vibración se logra identificar la 
frecuencia de la misma. Como cada uno de los problemas esta asociado a una 
frecuencia en particular es posible diagnosticar cual es el origen de la 
anormalidad. 
c) Es posible la evaluación de la eficiencia de la película de lubricante sobre 
rodamientos, lo que permite aumentar significativamente la vida de éstos. 
 
 
En las mediciones rutinarias es aconsejable medir dos variables de la vibración: 
aceleración y velocidad. 
Aceleración: 
Al medir esta variable, estamos evaluando la señal pura, tal como lo esta leyendo el 
acelerómetro y nos permite conocer los problemas de desgaste que se han originado 
dentro de la máquina: lubricación, estado de rodamientos y engranajes. 
Esto significa que con esta variable evaluaremos los desgastes y normalmente, será 
quien defina la parada del equipo. 
Los criterios de evaluación de los distintos problemas dentro de un espectro hasta 10 
Khz., son los siguientes: 
 
A: Lubricación frecuencia > 5Khz 
B: falla incipiente de rodamiento 2Khz < frecuencia < 5Khz 
C: falla severa en rodadura frecuencia < 2Khz 
 
 
A) Lubricación: La posibilidad de evaluar en todo momento en las condiciones reales 
en que se encuentra funcionando la película lubricante, por ejemplo en un 
rodamiento, nos permite actuar antes que se produzca el deterioro de las pistas, 
logrando la máxima vida útil del equipo. 
El dominio de algo tan importante como es la lubricación de una máquina, permite 
aumentar significativamente la vida útil de los rodamientos, con el lógico beneficio 
económico y operativo que esto significa. 
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B) Falla incipiente de rodamiento: Los pequeños golpes producidos por irregularidades 
de la superficie de rodadura, excitan a las distintas partes del rodamiento en sus 
respectivas frecuencias naturales, estas son de por sí altas y están dentro del 
rango señalado. 
Con la función envolvente, es posible identificar que parte del rodamiento esta 
dañada: pista externa, interna, elementos rotantes o jaula. Esto es muy importante 
desde el punto de vista de confirmar que el origen del problema es del rodamiento. 
C) Falla severa de rodamiento: Cuando los golpes son importantes por marcas 
visibles en la rodadura, baja la frecuencia de 2 KHz y es el momento de 
programar su cambio, pero siempre con un margen de tiempo que oscila en 
semanas o meses, según sea el caso. 
Velocidad: 
Esta variable surge de integrar la señal captada por el acelerómetro. En la práctica 
esta operación matemática, atenúa las componentes de alta frecuencia, o dicho de 
otro modo, amplifica las bajas. 
Como los fenómenos de montaje son familias de componentes marcadas por la 
frecuencia de giro del eje (primera armónica o fundamental), y estas componentes 
son de baja frecuencia, habitualmente inferiores a 500 Hz, estavariable resulta muy 
apropiada. 
Los límites que definen el grado de calidad del montaje están normalizados bajo ISO 
10816-3 según el valor de esta variable. 
Desplazamiento: 
Surge de realizar la integración de la onda de velocidad. 
En los controles rutinarios no se recomienda la medición de esta variable, ya que 
como veremos más adelante, no refleja el esfuerzo a que esta sometida la máquina. 
 
 
Logros: Esta técnica ha revertido la idea de que sólo da información de alguna 
anormalidad (de montaje o desgaste) para evitar la emergencia. 
Ahora se puede evitar la falla, prolongando la vida útil del equipo supervisando el 
funcionamiento de la lubricación. 
Tener la posibilidad de evaluar en forma instantánea el comportamiento de la 
lubricación, permite anticiparnos a la falla, logrando un aumento muy importante en 
la vida útil de los equipos. 
En caso de una falla irreversible los tiempos para programar una reparación han 
aumentado, logrando optimizar la tarea operativa de mantenimiento. 
Limitaciones: Fuerzas estáticas 
a) Fenómenos térmicos: Se pueden dar dos casos: 
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• Esfuerzo axial de un eje: Cuando a ambos apoyos de un eje se les restringe la 
posibilidad de moverse en el sentido que dilata el mismo, y si este fenómeno 
llega a ser de importancia, producirá una fuerza estática que tratará de separar 
los rodamientos. Fig. 1-2 
 
 
 
Fig. 1-2 
 
 
Esa fuerza, precisamente, por su carácter de estática, no genera vibración por lo 
tanto, sólo se podrá detectar la rotura de la película lubricante, cuando la carga 
supere la resistencia de la misma. 
• Esfuerzo radial en rodamiento: Es bastante frecuente apretar demasiado el 
manguito cónico, con lo que la luz interna final luego del montaje resulta 
insuficiente. 
Cuando el equipo gira, se genera temperatura que hace dilatar los elementos 
rodantes, siendo la carcasa refrigerada exteriormente por la temperatura ambiente. 
Esta mayor carga sobre el rodamiento no producirá vibraciones, pero sí un aumento 
inusual de temperatura, que se mantendrá aún alta luego del reacomodamiento de la 
grasa (en caso de este lubricante) 
Si la carga superara la resistencia del lubricante se detectará la falla de la película. 
Para ambos casos (a y b) el tiempo desde la rotura de película hasta la avería del 
rodamiento suele ser muy corto. 
Recomendaciones: 
1) Verificar en montaje de ejes, que éste quede fijo en un punto y libre en el otro. 
Como se indica en Fig.1-2. 
 
2) Para montaje con manguito controlar la luz final luego del montaje (este dato esta 
en la especificación del rodamiento), y durante el arranque temperatura y 
vibraciones (aceleración). 
 
“Cuando tenemos una máquina parada y estamos haciendo una reparación, 
tenemos una gran oportunidad de dejarla en óptimas condiciones, hagámoslo. 
Pocos minutos de dedicación representa mucho tiempo de aumento de vida 
útil” 
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IMPLEMENTACION DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO 
 
 
Las principales necesidades de este método son: 
a) La condición real de la máquina se debe conocer en todo instante que sea 
necesario. 
b) Cualquier cambio en la condición, o desarrollo de una falla, debe detectarse con 
suficiente tiempo. Esto es necesario para: 
• Establecer un programa de parada que no perturbe significativamente a la 
producción. 
• Informar y preparar al personal de mantenimiento. 
• Preparar o almacenar los repuestos y herramientas necesarias. 
 
El término mantenimiento predictivo se utiliza de dos maneras distintas: para 
“monitoreo de máquinas con frecuencia de control predeterminadas”, y para 
“monitoreo permanente” 
Ambos métodos se diferencian solo en la dedicación al equipo controlado. El 
permanente brinda un control continuo de las vibraciones y es capaz de accionar 
alarmas o paradas de máquinas automáticamente. Ambos métodos utilizan el mismo 
procesamiento de las señales. 
El monitoreo permanente previene contra fallas catastróficas. Tan pronto como el 
parámetro elegido como representativo de la condición de la máquina exceda un 
cierto nivel, una alarma informa al personal relacionado a la misma y puede además 
estar en condiciones de parar la máquina. Los niveles de alarma y peligro se basan 
en la experiencia del usuario. 
En el caso de monitoreo periódico, ha habido una gran evolución de los colectores de 
datos, en dos aspectos: precisión y velocidad. 
Esto se traduce en que prácticamente no es necesario dejar fuera del control equipos 
chicos o de poca incidencia en el proceso ya que el tiempo que demanda su control 
es mínimo. 
Esto se consigue haciendo un relevamiento previo con la mayor cantidad de datos 
posibles cuando se le da de alta a una planta. 
Con esos datos se configuran las mediciones que se harán en campo en forma 
automática, sin ser modificadas por el operador. 
La planta, equipos y mediciones van apareciendo en una ruta previamente fijada y en 
función de la ubicación de los mismos. 
 
A diferencia del monitoreo, que generalmente se realiza con valores globales, el 
control periódico se hace con un 100 % de espectros, lo que asegura disponer en la 
base de datos toda la información necesaria para completar el diagnóstico. 
 
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Personal de Mantenimiento: Unos de los elementos más importantes para obtener un 
desarrollo exitoso en un programa de mantenimiento, es la formación del personal. No 
es suficiente leer una medición e interpretar la misma de acuerdo con instrucciones 
prescritas porque esto puede conducirnos a falsas interpretaciones. Es importante 
que el operador comprenda cómo están construidos los equipos de la planta, cual es 
su historia pasada, cuales son sus problemas más recurrentes, cómo aparecen y 
cómo se remedian. 
Cuando las vibraciones se agregan en un programa de mantenimiento es usual 
emplear dos tipos de personal, uno de ellos es el operador quien realiza todas las 
mediciones siguiendo un procedimiento fijo. En un programa totalmente desarrollado 
el sólo debe registrar las señales de vibración con instrumentación predeterminada y 
volcar los datos del colector en una base de datos. El ingeniero de mantenimiento es 
el responsable de preparar el procedimiento de medición y en general realizar el 
análisis y efectuar la evaluación, particularmente durante el período de desarrollo de 
una falla. 
 
HISTORIA Y FUTURO DEL CONTROL DE VIBRACIONES 
 
• 1970-1980: Sensores de bobina móvil, filtros manuales, 
 osciloscopios, análisis orbital. 
 
En los inicios de la aplicación de esta técnica, se podían ver razonablemente bien los 
fenómenos de baja frecuencia: problemas de montaje, en especial el desbalanceo, 
con corrección utilizando lámpara estroboscópica. 
Los fenómenos de alta frecuencia, no se visualizaban, ya que el sensor apenas 
superaba los 500 Hz de frecuencia máxima. 
Esta dificultad hacia que fuera muy poco confiable a anticipase a la falla de un 
rodamiento, por ejemplo. Las averías se sucedían frecuentemente sin que el sistema 
lo detectase. 
 
• 1980-1990: Acelerómetros, dominio de las altas frecuencias. 
 
Aparecen enel mercado micro acelerómetros de respuesta hasta 10 Khz., 
representando un gran avance ya que se aumento notablemente en confiabilidad en 
la detección de la falla temprana de rodamiento. 
Para el análisis, se utilizaban equipos analógicos que procesaban la onda con la FFT, 
con la presentación grafica del espectro de vibraciones. 
La dificultad que tenían estos equipos era su peso y además no eran portátiles. De tal 
modo que la metodología del control era en aquellos tiempos, medir valores globales 
y cuando estos excedían lo normal, se hacia un espectro para determinar el; origen de 
la variación. 
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• 1990-2000: Colectores de datos/analizadores digitales. 
 
La practicidad de los colectores/analizadores digitales y el software de administración 
y análisis han permitido un rápido crecimiento de los equipos controlados, debido a su 
portabilidad, velocidad de procesamiento y capacidad de almacenamiento. 
También han permitido optimizar las mediciones con 100 % espectros con mascaras 
de alarmas, capaces de hacer un seguimiento individual para cada problema 
(frecuencia). 
 
 
• 2000-2010: Normas ISO 9001-2000, optimización de técnicas y 
 procedimientos. 
 
Con la aplicación de normas de aseguramiento de la calidad, se van optimizando los 
procedimientos de diagnóstico. Estos se crean para cada tipo de máquina, con la 
finalidad de ir disminuyendo el error humano. 
El trabajo sobre estos procedimientos ira paulatinamente abriendo el camino hacia el 
diagnostico inteligente. 
Las herramientas claves para lograr este objetivo son: 
. 
- Datos de la maquina: rpm, rodamiento, lubricante, etc. 
- Espectro de vibraciones: aceleración y velocidad. 
- Máscaras de alarmas. 
- Envolvente. 
- Medición de la fase de la vibración. 
 
CONOCIMIENTO BASICO DE EQUIPOS 
 
Motores eléctricos: 
Motores de corriente alterna 
En algunos casos, tales como barcos, donde la fuente principal de energía es de 
corriente continua, o donde se desea un gran margen, pueden emplearse motores de 
c-c. Sin embargo, la mayoría de los motores modernos trabajan con fuentes de 
corriente alterna. Existe una gran variedad de motores de c-a, entre ellos tres tipos 
básicos: el universal, el síncrono y el de jaula de ardilla. ;... 
Motores universales 
Los motores universales trabajan con voltajes de corriente continua o corriente 
alterna. Tal motor, llamado universal, se utiliza en sierra eléctrica, taladro, utensilios 
de cocina, ventiladores, sopladores, batidoras y otras aplicaciones donde se requiere 
gran velocidad con cargas débiles o pequeñas fuerzas. Estos motores para corriente 
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alterna y directa, incluyendo los universales se distinguen por su conmutador 
devanado y las escobillas. Los componentes de este motor son: Los campos (estator), 
la masa (rotor), las escobillas (los excitadores) y las tapas (las cubiertas laterales del 
motor). El circuito eléctrico es muy simple, tiene solamente una vía para el paso de la 
corriente, porque el circuito está conectado en serie. Su potencial es mayor por tener 
mayor flexibilidad en vencer la inercia cuando está en reposo, o sea, tiene un par de 
arranque excelente, pero tiene una dificultad, y es que no está construido para uso 
continuo o permanente.. 
Motores sincrónicos 
Implicando, se puede utilizar un alternador como motor en determinadas 
circunstancias. Si se excita el campo con c-c y se alimenta por los anillos colectores a 
la bobina del rotor con c-a, la máquina no arrancará. El campo alrededor de la bobina 
del rotor es alterno en polaridad magnética pero durante un semiperiodo del ciclo 
completo, intentará moverse en una dirección y durante el siguiente semiperiodo en la 
dirección opuesta. El resultado es que la máquina permanece parada. La máquina 
solamente se calentará y posiblemente se quemará. 
Para generar el campo magnético del rotor, se suministra una CC al devanado del 
campo; esto se realiza frecuentemente por medio de una excitatriz, la cual consta de 
un pequeño generador de CC impulsado por el motor, conectado mecánicamente a él. 
Se mencionó anteriormente que para obtener un par constante en un motor eléctrico, 
es necesario mantener los campos magnéticos del rotor y del estator constantes el 
uno con relación al otro. Esto significa que el campo que rota electromagnéticamente 
en el estator y el campo que rota mecánicamente en el rotor se deben alinear todo el 
tiempo. 
La única condición para que esto ocurra consiste en que ambos campos roten a la 
velocidad sincrónica: 
 
Es decir, son motores de velocidad constante. Su velocidad de sincronismo es 3.600 
rpm. Si funciona con una c-a de 50 Hz, su velocidad de sincronismo será de 3.000 
rpm. Mientras la carga no sea demasiado pesada, un motor síncrono gira a su 
velocidad de sincronismo y solo a esta velocidad. Si la carga llega a ser demasiado 
grande, el motor va disminuyendo velocidad, pierde su sincronismo y se para. Los 
motores sincrónicos de este tipo requieren todos una excitación de c-c para el campo 
(o rotor), así como una excitación de c-a para el estator. 
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Motores de jaula de ardilla 
 
Fig. 1-3 
La mayor parte de los motores que funcionan con c-a de una sola fase tienen el rotor 
de tipo jaula de ardilla. Los rotores de jaula de ardilla reales son mucho más 
compactos y tienen un núcleo de hierro laminado. Fig. 1-3 
Los conductores longitudinales de la jaula de ardilla son de cobre y van soldados a las 
piezas terminales de metal. Cada conductor forma una espira con el conductor 
opuesto conectado por las dos piezas circulares de los extremos. Cuando este rotor 
está entre dos polos de campos electromagnéticos que han sido magnetizados por 
una corriente alterna, se induce una fem en las espiras de la jaula de ardilla, una 
corriente muy grande las recorre y se produce un fuerte campo que contrarresta al 
que ha producido la corriente (ley de Lenz). Aunque el rotor pueda contrarrestar el 
campo de los polos estacionarios, no hay razón para que se mueva en una dirección 
u otra y así permanece parado. Es similar al motor síncrono el cual tampoco se 
arranca solo. Lo que se necesita es un campo rotatorio en lugar de un campo alterno. 
Desplazamiento real del máximo de intensidad del campo magnético desde un polo al 
siguiente, atrae al rotor de jaula de ardilla con sus corrientes y campos inducidos, 
haciéndole girar. Esto hace que el motor se arranque por sí mismo. 
El devanado de fase partida puede quedar en el circuito o puede ser desconectado 
por medio de un conmutador centrífugo que le desconecta cuando el motor alcanza 
una velocidad predeterminada. Una vez que el motor arranca, funciona mejor sin el 
devanado de fase partida. De hecho, el rotor de un motor de inducción de fase partida 
siempre se desliza produciendo un pequeño porcentaje de reducción de la que sería 
la velocidad de sincronismo. 
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Bomba centrífuga 
 
Corte esquemático de una bomba 
 centrífuga. 
 
1a carcasa, 1b cuerpo de bomba, 2 
rodete, 3 tapa de impulsión, 4 cierre 
del eje, 5 soporte de cojinetes, 6 eje. 
 
 
Fig. 1-4 
 
 
Fig. 1-5 
 
 
La Fig. 5 muestra las curvas características de una bomba centrífuga. 
Una bomba centrífuga es un tipo de bomba hidráulica que transforma la energía 
mecánica de un impulsor rotatorio llamado rodete en energía cinética y potencial 
requeridas. El fluido entra por el centro del rodete, que dispone de unos álabes para 
conducir el fluido, y por efecto de la fuerza centrífuga es impulsado hacia el exterior, 
donde es recogido por la carcasa o cuerpo de la bomba, que por el contorno su forma 
lo conduce hacia las tubuladuras de salida o hacia el siguiente rodete (siguiente 
etapa). 
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Aunque la fuerza centrífuga producida depende tanto de la velocidad en la periferia 
del impulsor como de la densidad del líquido, la energía que se aplica por unidad de 
masa del líquido es independiente de la densidad del líquido. Por tanto, en una bomba 
dada que funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen definido de líquido, la 
energía que se aplica y transfiere al líquido, (en pascales, Pa, metros de columna de 
agua m.c.a. o o pie-lb/lb de líquido) es la misma para cualquier líquido sin que importe 
su densidad. Tradicionalmente la presión proporcionada por la bomba en metros de 
columna de agua o pie-lb/lb se expresa en metros o en pies y por ello que se 
denomina genéricamente como "altura", y aun más, porque las primeras bombas se 
dedicaban a subir agua de los pozos desde una cierta profundidad (o altura). 
Las bombas centrífugas tienen un uso muy extendido en la industria ya que son 
adecuadas casi para cualquier uso. Las más comunes son las que están construidas 
bajo normativa DIN 24255 (en formas e hidráulica) con un único rodete, que abarcan 
capacidades hasta los 500 m³/h y alturas manométricas hasta los 100 metros con 
motores eléctricos de velocidad normalizada. Estas bombas se suelen montar 
horizontales, pero también pueden estar verticales y para alcanzar mayores alturas se 
fabrican disponiendo varios rodetes sucesivos en un mismo cuerpo de bomba. De 
esta forma se acumulan las presiones parciales que ofrecen cada uno de ellos. En 
este caso se habla de bomba multifásica o multietapa, pudiéndose lograr de este 
modo alturas del orden de los 1200 metros para sistemas de alimentación de 
calderas. 
Constituyen no menos del 80% de la producción mundial de bombas, porque es la 
más adecuada para mover más cantidad de líquido que la bomba de desplazamiento 
positivo. 
No hay válvulas en las bombas de tipo centrífugo; el flujo es uniforme y libre de 
impulsos de baja frecuencia. 
 
Fig.1-6 
 
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En la Fig. 1-6, se aprecia el flujo del fluido en una bomba con sello mecánico. 
 
ANPA 
 
NPSH es un acrónimo de Net Positive Suction Head, también conocido como ANPA 
(Altura Neta Positiva en la Aspiración) y CNPA (Carga Neta Positiva en Aspiración). 
Es la diferencia, en cualquier punto de un circuito hidráulico, entre la presión en ese 
punto y la presión de vapor del líquido en ese punto. 
La NPSH es un parámetro importante en el diseño de un circuito: si la presión en el 
circuito es menor que la presión de vapor del líquido, éste entrará en algo parecido a 
la ebullición: se vaporiza, produciéndose el fenómeno de cavitación, que puede 
dificultar o impedir la circulación de líquido, y causar daños en los elementos del 
circuito. 
En las instalaciones de bombeo se debe tener en cuenta la NPSH referida a la 
aspiración de la bomba, distinguiéndose dos tipos de NPSH: 
 
NPSH requerida: es la NPSH mínima que se necesita para evitar la cavitación. 
Depende de las características de la bomba, por lo que es un dato que debe 
proporcionar el fabricante en sus curvas de operación. 
 
donde 
Hz es la presión mínima necesaria a la entrada del rodete, en m.c.a.. 
 es la presión cinética correspondiente a la velocidad de entrada del 
líquido en la boca de aspiración, en m.c.a. (para Va en m/s). 
 
NPSH disponible: depende de las características de la instalación y del líquido a 
bombear. 
 
 
donde 
γ es la gravedad específica del líquido (adimensional). 
Pa es la presión en el nivel de aspiración, en m.c.a. 
Ha es la altura geométrica de aspiración en metros. 
Pca es la pérdida de carga en la línea de aspiración, en metros. 
Pv es la presión de vapor del líquido a la temperatura de bombeo, en m.c.a. 
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La NPSH disponible debe ser mayor que la NPSH requerida para evitar la cavitación. 
Las causas más frecuentes de que esta condición no se cumpla son dos: 
• Aumento de la pérdida de carga en la línea de aspiración, bien por obstrucción 
de la tubería o filtro de aspiración, bien por funcionamiento de la bomba con la 
válvula de aspiración semicerrada. 
• Aumento de la presión de vapor del líquido al aumentar su temperatura, por 
ejemplo si el líquido a bombear se refrigera previamente, y esta refrigeración 
falla. 
 
 
Cavitación 
 
Fig. 1-7 
En la Fig. 1-7 se muestra un modelo de propulsor cavitando en un túnel de agua. 
La cavitación o aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce 
cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una 
arista afilada, produciendo una descompresión del fluido debido a la conservación de 
la constante de Bernoulli (Principio de Bernoulli). Puede ocurrir que se alcance la 
presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian 
inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o, más correctamente, 
cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión e implotan (el 
vapor regresa al estado líquido de manera súbita, «aplastándose» bruscamente las 
burbujas) produciendo una estela de gas y un arranque de metal de la superficie en la 
que origina este fenómeno. Fig. 1-7 
La implosión causa ondas de presión que viajan en el líquido. Estas pueden disiparse 
en la corriente del líquido o pueden chocar con una superficie. Si la zona donde 
chocan las ondas de presión es la misma, el material tiende a debilitarse 
metalúrgicamente y se inicia una erosión que, además de dañar la superficie, provoca 
que ésta se convierta en una zona de mayor pérdida de presión y por ende de mayor 
foco de formación de burbujas de vapor. Si las burbujas de vapor se encuentran cerca 
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o en contacto con una pared sólida cuando implosionan, las fuerzas ejercidas por el 
líquido al aplastar la cavidad dejada por el vapor dan lugar a presiones localizadas 
muy altas, ocasionando picaduras sobre la superficie sólida. 
El fenómeno generalmente va acompañado de ruidoy vibraciones, dando la impresión 
de que se tratara de grava que golpea en las diferentes partes de la máquina. 
Se puede presentar también cavitación en otros procesos como, por ejemplo, en 
hélices de barcos y aviones, bombas y tejidos vascularizados de algunas plantas. 
Se suele llamar corrosión por cavitación al fenómeno por el que la cavitación 
arranca la capa de óxido (pasivación) que cubre el metal y lo protege, de tal forma 
que entre esta zona (ánodo) y la que permanece pasivada (cubierta por óxido) se 
forma un par galvánico en el que el ánodo (el que se corroe) que es la zona que ha 
perdido su capa de óxido y la que lo mantiene (cátodo). 
En la Fig. 1-8 se puede apreciar el daño producido por este fenómeno en un rotor. 
 
 
 
Fig.1-8 
 
Cavitación de succión 
La cavitación de succión ocurre cuando la succión de la bomba se encuentra en unas 
condiciones de baja presión/alto vacío que hace que el líquido se transforme en vapor 
a la entrada del rodete. Este vapor es transportado hasta la zona de descarga de la 
bomba donde el vacío desaparece y el vapor del líquido es nuevamente comprimido 
debido a la presión de descarga. Se produce en ese momento una violenta implosión 
sobre la superficie del rodete. Un rodete que ha trabajado bajo condiciones de 
cavitación de succión presenta grandes cavidades producidas por los trozos de 
material arrancados por el fenómeno. Esto origina el fallo prematuro de la bomba. 
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Cavitación de descarga 
La cavitación de descarga sucede cuando la descarga de la bomba está muy alta. 
Esto ocurre normalmente en una bomba que está funcionando a menos del 10% de 
su punto de eficiencia óptima. La elevada presión de descarga provoca que la mayor 
parte del fluido circule por dentro de la bomba en vez de salir por la zona de descarga. 
A este fenómeno se le conoce como "slippage". A medida que el líquido fluye 
alrededor del rodete debe de pasar a una velocidad muy elevada a través de una 
pequeña apertura entre el rodete y el tajamar de la bomba. Esta velocidad provoca el 
vacío en el tajamar (fenómeno similar al que ocurre en un venturi) lo que provoca que 
el líquido se transforme en vapor. Una bomba funcionando bajo estas condiciones 
muestra un desgaste prematuro del rodete, tajamar y álabes. Además y debido a la 
alta presión de funcionamiento es de esperar un fallo prematuro de las juntas de 
estanqueidad y rodamientos de la bomba. Bajo condiciones extremas puede llegar a 
romperse el eje del rodete. 
 
 
 
 
VENTILADORES 
 
 
Los ventiladores se dividen en dos grandes grupos: 
 
VENTILADORES AXIALES: 
Son aquellos en los cuales el flujo de aire sigue la dirección del eje del mismo. Se 
suelen llamar helicoidales, pues el flujo a la salida tiene una trayectoria con esa forma. 
En líneas generales son aptos para mover grandes caudales a bajas presiones. Con 
velocidades periféricas medianamente altas son en general ruidosos. Suelen sub-
clasificarse, por la forma de su envolvente, de la siguiente manera: 
VENTILADOR DESCRIPCION APLICACION 
 
HELICOIDAL 
Ventiladores aptos para 
mover grandes caudales 
de aire con bajas 
presiones. Son de bajo 
rendimiento. La 
transferencia de energía 
se produce 
mayoritariamente en 
forma de presión 
dinámica. 
Se aplica en circulación 
y extracción de aire en 
naves industriales. Se 
instalan en pared sin 
ningún conducto. 
Utilizados con objetivo 
de renovación de aire. 
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TUBE AXIAL 
Tienen rendimiento algo 
superior al anterior y es 
capaz de desarrollar 
una presión estática 
mayor. Por su 
construcción es apto 
para intercalar en 
conductos. 
Se utiliza en 
instalaciones de 
ventilación, calefacción 
y aire acondicionado 
que requieran altos 
caudales con presión 
media a baja. También 
se utiliza en algunos 
sistemas industriales 
como cabinas de pintura 
y extracciones 
localizadas de humos. 
 
VANE AXIAL 
Con diseños de palas 
AIRFOIL, permiten 
obtener presiones 
medias y altas con 
buenos rendimientos. 
Las palas pueden ser 
fijas o de ángulo 
ajustable 
Tiene aplicaciones 
similares a los 
TUBEAXIAL, pero con 
la ventaja de tener un 
flujo más uniforme y la 
posibilidad de obtener 
presiones mayores. 
Para una determinada 
prestación es 
relativamente más 
pequeño que el 
ventilador centrifugo 
equiparable. 
 
CENTRIFOIL 
Se trata de un ventilador 
con rotor centrifugo pero 
de flujo axial. Es decir 
reúne las ventajas del 
ventilador centrifugo y la 
facilidad de montaje de 
un axial con el 
consiguiente ahorro de 
espacio. 
Las mismas 
aplicaciones que el 
ventilador VANEAXIAL. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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VENTILADORES CENTRIFUGOS 
 
 
Fig. 1-8 
 
En la Fig. 1-8 se muestran las configuraciones mas comunes de los ventiladores 
centrífugos. Estos son aquellos en los cuales el flujo de aire cambia su dirección, en 
un ángulo de 90°, entre la entrada y salida. Se suelen sub-clasificar, según la forma 
de las palas o álabes del rotor, de la manera que se ilustra en la tabla siguiente: 
 
 
VENTILADOR DESCRIPCION APLICACION 
 
CURVADAS 
HACIA ADELANTE 
Rotor con palas curvadas 
hacia adelante, apto para 
caudales altos y bajas 
presiones. No es 
autolimitante de potencia. 
Para un mismo caudal y 
un mismo diámetro de 
rotor gira a menos vueltas 
con menor nivel sonoro. 
Se utiliza en instalaciones 
de ventilación, 
calefacción y aire 
acondicionado de baja 
presión. 
 
PALAS RADIALES 
Rotor de palas radiales. 
Es el diseño más sencillo 
y de menor rendimiento. 
Es muy resistente 
mecánicamente, y el 
rodete puede ser 
reparado con facilidad. El 
diseño le permite ser 
autolimpiante. La 
potencia aumenta de 
forma continua al 
aumentar el caudal. 
Empleado básicamente 
para instalaciones 
industriales de 
manipulación de 
materiales. Se le puede 
aplicar recubrimientos 
especiales anti-desgaste. 
También se emplea en 
aplicaciones industriales 
de alta presión. 
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INCLINADAS 
HACIA ATRAS 
Rotor de palas planas o 
curvadas inclinadas hacia 
atrás. Es de alto 
rendimiento y 
autolimitador de potencia. 
Puede girar a velocidades 
altas. 
Se emplea para 
ventilación, calefacción y 
aire acondicionado. 
También puede ser usado 
en aplicaciones 
industriales, con 
ambientes corrosivos y/o 
bajos contenidos de 
polvo. 
 
AIRFOIL 
Similar al anterior pero 
con palas de perfil 
aerodinámico. Es el de 
mayor rendimiento dentro 
de los ventiladores 
centrífugos. Es 
autolimitante de potencia. 
Es utilizado generalmente 
para aplicaciones en 
sistemas de HVAC y 
aplicaciones industriales 
con aire limpio. Con 
construcciones 
especiales puede ser 
utilizado en aplicaciones 
con aire sucio. 
 
RADIAL TIP 
Rotores de palas 
curvadas hacia delante 
con salida radial. Son una 
variación de los 
ventiladores radiales pero 
con mayor rendimiento. 
Aptos para trabajar conpalas antidesgaste. Son 
autolimpiantes. La 
potencia aumenta de 
forma continua al 
aumento del caudal. 
Como los radiales estos 
ventiladores son aptos 
para trabajar en 
aplicaciones industriales 
con movimiento de 
materiales abrasivos, 
pero con un mayor 
rendimiento.