Equilibrado de piezas rotativas: normativa y procesos

El desequilibrio ocurre cuando el eje de masas de una pieza no coincide con su eje de giro. En un taller de mecanizado, piezas como ejes, ventiladores, turbinas, volantes de inercia o husillos requieren un control estricto para evitar vibraciones. Según datos técnicos, un desequilibrio residual mal gestionado puede incrementar drásticamente la carga de fatiga sobre los cojinetes, provocando paradas de producción no programadas.

El proceso de equilibrado se divide generalmente en dos tipologías:

• Equilibrado estático: Se realiza cuando la pieza es relativamente corta (tipo disco) y el desequilibrio se corrige en un solo plano.
• Equilibrado dinámico: Necesario para piezas largas o cuando el desequilibrio varía a lo largo del eje, requiriendo corrección en al menos dos planos de masa.

La referencia mundial para este proceso es la serie de normas ISO 21940 (que sustituyó a la clásica ISO 1940). Esta normativa establece los procedimientos y las tolerancias de desequilibrio para rotores de comportamiento rígido.

La calidad del equilibrado se clasifica mediante los grados G, que definen la velocidad de vibración máxima admisible (en mm/s) de la pieza. Un número de grado menor implica una tolerancia más estricta. Por ejemplo, un grado G 0.4 se reserva para husillos de rectificadoras de alta precisión, mientras que un G 6.3 es el estándar habitual para maquinaria industrial general, como ventiladores o motores de uso común.

Tabla de referencia: grados de calidad G (ISO 21940-11)

Nota: Los valores de desequilibrio residual admisible se calculan en función de la masa del rotor y su velocidad de servicio (RPM), según la fórmula técnica definida en la norma.

Para alcanzar la tolerancia exigida, las empresas especializadas, como por ejemplo Izadi Mecanizados, aplican técnicas de corrección de masa. Este proceso puede realizarse mediante dos métodos principales:

1. Eliminación de material: Se retira masa mediante operaciones de mecanizado como el taladrado, fresado o rectificado en puntos específicos calculados por la equilibradora.
2. Aportación de material: Se añade masa mediante soldadura, arandelas de equilibrado o contrapesos atornillados.

El control de calidad final se realiza habitualmente en máquinas equilibradoras que miden la amplitud de vibración y el ángulo de fase. En casos de piezas de gran tamaño o complejidad, se opta por el equilibrado in situ, que permite ajustar el conjunto montado en su posición de trabajo real, evitando los costes y tiempos de desmontaje.

El sector del mecanizado de metales en España, clasificado bajo el código CNAE 2553, debe garantizar que sus procesos cumplan con los estándares de seguridad industrial. Aunque no existe una "autorización" específica para equilibrar, la responsabilidad civil y la normativa de prevención de riesgos laborales obligan a que los equipos rotativos cumplan con las especificaciones técnicas de diseño.

Las empresas del sector deben cumplir con:

• Normativa técnica: Aplicación de la serie ISO 21940 para garantizar la seguridad del usuario final.
• Certificación: Es habitual que los clientes exijan un certificado de equilibrado que avale que la pieza ha sido verificada conforme a un grado G específico.
• Seguridad: El incumplimiento de las tolerancias puede derivar en fallos catastróficos, siendo responsabilidad del fabricante asegurar que el componente no suponga un riesgo por desprendimiento o vibración excesiva.

Para profundizar en la gestión de la calidad, es recomendable consultar los organismos oficiales de normalización.

• ISO (Organización Internacional de Normalización)^[1]
• UNE (Asociación Española de Normalización)^[2]
• Vibromera: Guía técnica de grados de equilibrado ISO 21940-11^[3]
• Cimat: Requisitos de calidad de equilibrio para rotores^[4]