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El proceso de recolección de datos y registro de vibraciones en máquinas rotativas

 28 de enero de 2026
Román Ventura
Autor: Román VenturaIngeniero de Mantenimiento Industrial, Especialista Jr. en Ingeniería de Confiabilidad y Gestión de Activos.
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El proceso de recolección de datos y registro de vibraciones industriales, consiste fundamentalmente en la captura sistemática de las señales mecánicas emitidas por los componentes internos de una máquina mientras se encuentra en operación, pero este registro no es solo una lectura aislada de unos cuantos valores globales, sino que se trata de la obtención de información dinámica que permite evaluar la integridad de rodamientos, engranajes y estructuras de soporte, además de otros componentes presentes en diferentes activos.

Imagen 1. El proceso de recolección y registro del dato
Imagen 1. El proceso de recolección y registro del dato

La importancia de esta etapa es absoluta para la confiabilidad, ya que constituye la base sobre la cual se asienta el monitoreo basado en condiciones (CBM) y los análisis para el mantenimiento predictivo; es decir, si la información primaria obtenida en la planta es deficiente, carece de contexto o presenta errores de montaje, cualquier diagnóstico posterior resultará inexacto y pondrá en riesgo la rentabilidad y la seguridad operativa de los activos.

La ejecución de este proceso se realiza mediante una secuencia lógica que inicia con la configuración estratégica de los activos en un software especializado, sigue con la aplicación de metodologías de adquisición (manuales o automatizadas) y finaliza con la transferencia de la información para su procesamiento y análisis.

Imagen 2. Secuencia general del análisis de vibraciones
Imagen 2. Secuencia general del análisis de vibraciones

El objetivo fundamental, es convertir los datos en información procesable que permita identificar fallas incipientes antes de que estas escalen a un fallo funcional. En las siguientes secciones, analizaremos la estructura técnica general de una base de datos de maquinaria, los roles de los analistas según su certificación y la evolución tecnológica desde los sistemas portátiles manuales hasta el monitoreo inalámbrico a demanda, proporcionando una guía profesional para la gestión del dato vibratorio.

1. Roles técnicos y responsabilidades en el ciclo del dato

En la industria moderna, existe una división de funciones estrictamente definida para asegurar la objetividad y la calidad del programa de monitoreo de condición (CBM). La gestión del dato se divide fundamentalmente entre el personal encargado de la captura física y el personal responsable del diseño estratégico y diagnóstico profundo. Esta compartimentación de tareas garantiza que el proceso sea eficiente y que el análisis se base en datos de alta integridad.

El analista de nivel I como responsable de captura

Imagen 2. Recolección de la señal de vibración CAT I
Imagen 3. Recolección de la señal de vibración CAT I

El analista de vibraciones de Nivel I tiene como responsabilidad principal la ejecución de la recolección de datos en campo. Su función no es realizar diagnósticos complejos, sino garantizar que la señal capturada represente fielmente la condición de la máquina. Para esto, debe poseer conocimientos sólidos sobre el funcionamiento de equipos comunes tales como; motores eléctricos, bombas centrífugas y ventiladores, comprendiendo conceptos como la línea central de rotación y la zona de carga del rodamiento. Su labor incluye la identificación de datos erróneos durante la ruta (como señales saturadas o ruido por mal montaje) y el reporte inmediato de desviaciones globales que superen los niveles de alarma preestablecidos.

Los niveles II y III como configuradores y analistas senior

Más allá de la captura física de datos, los analistas desempeñan un conjunto de actividades técnicas proporcionales a su grado de especialización.

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Imagen 4. Funciones principales de CAT II y III

Los analistas del nivel dos, se encargan de adaptar las rutas de inspección y configurar tanto los instrumentos como las bases de datos en el software especializado. Ellos definen los parámetros adecuados para cada medición y sirven como apoyo técnico al recolector si se registra alguna señal fuera de rango. Además poseen la autoridad para realizar evaluaciones y emitir diagnósticos ante fallas comunes de baja complejidad.

Imagen 4. CAT III mostrando la ruta a CAT II y CAT I
Imagen 5. CAT III mostrando la ruta a CAT II y CAT I

En cambio, los especialistas del nivel tres, asumen una responsabilidad estratégica que suele iniciar en las oficinas técnicas. Su labor consiste en diseñar el plan de evaluación, establecer las rutas de inspección y definir los niveles de alarma bajo normas internacionales o historiales propios de la planta. Ellos ejecutan el análisis profundo de espectros, formas de onda y órbitas para emitir recomendaciones de mantenimiento correctivo o proactivo. Lo habitual en este nivel es transitar del área administrativa a la operación para brindar soporte cuando los diagnósticos presentan una alta complejidad técnica. Finalmente el nivel cuatro (el máximo), solo por incluirlo, no suele intervenir en la recolección de datos, sus tareas normalmente son muy diferentes, involucrándose en un nivel mayor de dirección y de especialización de actividades utilizando herramientas avanzadas de análisis como los software de elementos finitos con los cuales poseen la capacidad de solicitar, modelar y llevar a cabo modificaciones a medida en el diseño de los componentes mismos, claro si representan un problema originalmente o dado su contexto operativo.

2. Fundamentos físicos en la adquisición de la señal

Para que el registro sea técnicamente correcto, el proceso de recolección debe respetar las leyes de la dinámica que gobiernan a los equipos rotativos. Recordemos que la vibración mecánica es la respuesta de un sistema ante fuerzas de excitación internas que intentan desplazar los componentes de su posición de equilibrio.

La influencia de la fuerza centrífuga

La fuerza más común en equipos rotativos es la fuerza centrífuga derivada del desbalanceo residual. Esta fuerza (Fc) depende de la masa (m), el radio (r) y, de forma crítica, posee una influencia cuadrática respecto a la velocidad de giro (w₂). La ecuación fundamental que rige este comportamiento es:

Fc = m * r * w₂

Esta relación matemática justifica porque las mediciones deben realizarse con la maquinaria operando a plena carga y dentro de sus condiciones normales de diseño y operación. Si la máquina se mide a baja carga o en vacío, las fuerzas internas no serán representativas de la salud real de los componentes bajo estrés, lo que generará un historial de datos inconsistente que impedirá un análisis de tendencias fiable. Medir una máquina en condiciones fuera de diseño es equivalente a realizar un diagnóstico incompleto que no revela los patrones de falla reales.

La relación vectorial entre fuerza y rigidez

La amplitud de vibración medida (A) no solo depende de la fuerza de excitación (F), sino de la rigidez del sistema (R), la cual se opone al movimiento. La amplitud es el resultado de la interacción de estos vectores:

Imagen 1. Relación Vectorial de la Fuerza y Rigidez

Durante la recolección, el analista debe considerar que la rigidez es direccional (no es la misma en el plano horizontal que en el vertical). Por ello, es imperativo tomar datos en tres ejes (Horizontal, Vertical y Axial) para obtener una visión tridimensional completa del comportamiento dinámico del rodamiento o soporte. Un sensor colocado en una dirección con excesiva flexibilidad mostrará amplitudes elevadas que podrían confundirse con fallas mecánicas graves, cuando en realidad reflejan una debilidad estructural.

3. Estructuración de la base de datos de maquinaria

Una base de datos de maquinaria es un mapa digital detallado que permite organizar miles de puntos de medición de forma lógica y rastreable. La estructuración sigue una taxonomía jerárquica indispensable para la gestión masiva de activos y la generación de reportes que aporten valor a la planificación de mantenimiento:

Imagen 2. Estructura Taxonómica del Monitoreo de Vibraciones
Imagen 6. Estructura Taxonómica del Monitoreo de Vibraciones
  1. Planta Industrial: La unidad organizacional de nivel superior donde se ubican todos los activos.

  2. Área o Sección: División funcional que agrupa equipos por procesos específicos (ej. Generación, Compresión, Tratamiento).

  3. Tren de Máquinas: El conjunto funcional de activos acoplados, como un motor acoplado a una caja de engranajes y una bomba.

  4. Máquina: El activo individual identificado de forma única mediante un TAG o ID único.

  5. Punto de Inspección: La ubicación física exacta (por ej: sobre un rodamiento) donde el sensor captará la información.

Cada punto de inspección debe estar claramente definido y marcado físicamente si es posible. Cambiar la posición del sensor incluso unos pocos milímetros entre inspecciones introduce variaciones artificiales en el dato (por cambios en la rigidez local) que invalidan el análisis de tendencias históricas.

4. Evolución de las tecnologías de recolección

Imagen 6. Tecnologías de Monitoreo de Vibraciones
Imagen 7. Tecnologías de Monitoreo de Vibraciones

El desarrollo de la electrónica digital ha permitido pasar de una recolección manual intensiva a sistemas automatizados que optimizan los recursos de la planta. Actualmente coexisten tres paradigmas principales en la obtención de datos dinámicos, cada uno adaptado a un nivel de criticidad específico.

Monitoreo portátil y rutas de inspección

Imagen 7. El monitoreo portátil y las rutas de inspección
Imagen 8. El monitoreo portátil y las rutas de inspección

Es el método tradicional donde el personal recorre la planta con un colector de datos portátil siguiendo una ruta preconfigurada. Aunque permite una inspección visual y auditiva directa de la máquina, su gran debilidad es la ineficiencia operativa (no es que sea un aspecto negativo, es que debe se debe aplicar cuando sea de mayor provecho en una medida de tiempo optima dependiendo el contexto operativo por supuesto).

Imagen 8. Ejemplo de Ruta de Recolección de Datos
Imagen 9. Ejemplo de Ruta de Recolección de Datos

El personal de una organización suele invertir hasta un 80% de su jornada en la recolección física y solo un 20% en el análisis de los datos. Además, la frecuencia de toma de datos puede ser variante, pero depende varios factores, que con una gestión proactiva de confiabilidad tienen el potencial de ser estudiados y encontrar la clasificación de modos de falla y sus patrones diagnosticables y predecibles en el rango de la técnica. Ahora, sobre el personal cualificado;

  • Si la empresa cuenta con el personal capacitado de forma interna, se tiene mucho más facilidad para realizar estos análisis. La ruta inspección en cuanto a frecuencias, suele ser baja (semanal, quincenal, mensual o superior) en una planta grande esto inclusive puede dejar ventanas de tiempo desprotegidas ante fallas de desarrollo rápido que pueden ocurrir entre una inspección y otra.

  • Sino es suficiente para sus necesidades de monitoreo, se puede considerar la evaluación de la implementación de un programa de monitoreo continuo dependiendo de las facilidades de actualización, criticidad y necesidad del control sobre los activos mismos.

  • Si no cuenta con el personal capacitado, una opción viable es que, puede ser contratado por medio servicios desde organizaciones y/o profesionales certificados externos.

Monitoreo permanente y protección activa

Imagen 9. Sistema de Monitoreo Permanente
Imagen 10. Sistema de Monitoreo Permanente

Este sistema se reserva para maquinaria ultra-crítica, como grandes turbinas o compresores de alta velocidad, donde una falla representa un riesgo inasumible para la seguridad o la producción. Utiliza sensores cableados permanentemente que envían señales en tiempo real 24/7 a un sistema central (racks de protección). 3

Su función es doble: realizar el monitoreo de condición continuo y actuar como sistema de protección (disparo o trip), deteniendo la máquina automáticamente si se superan límites de riesgo inminente. Su principal limitante es el elevado costo de infraestructura, cableado y mantenimiento del sistema.

Monitoreo inalámbrico a demanda

Imagen 11. Sistemas de Monitoreo de Vibraciones Inalámbricos
Imagen 11. Sistemas de Monitoreo de Vibraciones Inalámbricos

Representa la tendencia actual y el nuevo estándar para maquinaria de criticidad media. Utiliza sensores triaxiales inalámbricos alimentados por baterías de larga duración. Estos sistemas no transmiten datos de forma continua para preservar la energía, sino que se configuran para despertar a intervalos programados (ej. cada hora o cada día) y enviar ráfagas de información a la nube. Este método elimina los costos de cableado, automatiza la recolección y libera al personal experto de la tarea manual para que se dedique exclusivamente al análisis estratégico y a la toma de decisiones basada en el dato.

5. Parámetros de configuración del registro

Antes de descargar la ruta al colector o activar los sensores inalámbricos, el analista senior debe definir las variables de inspección adecuadas con el objetivo de capturar la energía en el rango de frecuencia donde se manifiestan los modos de falla esperados según el diseño del equipo.

Diferencias entre velocidad y aceleración

La selección de la variable depende de la frecuencia del fenómeno que se desea observar:

Imagen 12. Variables de Medición
Imagen 12. Variables de Medición
  • Velocidad (Velocity): Se utiliza para monitorear rangos de frecuencia media. Es la variable ideal para detectar fallas estructurales y mecánicas comunes como el desbalanceo, la desalineación, la soltura mecánica y la resonancia. La mayoría de las normas de severidad (como la ISO 20816) se basan en valores de velocidad.

  • Aceleración (Acceleration): Se orienta a vigilar la salud de rodamientos de elementos rodantes y engranajes. Estas variables se especializan en detectar fricción y energía de muy alta frecuencia (típicamente por encima de los 60,000 ciclos por minuto) asociadas a etapas tempranas de falla, falta de lubricación o cavitación en bombas.

Configuración del espectro

Imagen 13. Dibujo sobre la Transformada Rápida de Fourier FFT
Imagen 13. Dibujo sobre la Transformada Rápida de Fourier FFT

Un registro de calidad requiere definir correctamente la Frecuencia Máxima (Fmax) y la Resolución (Líneas de resolución). Si el Fmax es insuficiente, las frecuencias de falla de los rodamientos quedarán fuera del espectro. Si la resolución es baja, picos de frecuencia cercanos aparecerán como uno solo, imposibilitando distinguir entre una falla mecánica y un problema de origen eléctrico.

6. La calidad del dato y el protocolo de campo

Imagen 14. Muestra de Recolección de datos en una bomba centrifuga
Imagen 14. Muestra de Recolección de datos en una bomba centrifuga

Independientemente de la tecnología empleada, existen requisitos técnicos innegociables para garantizar un registro confiable. Un dato de mala calidad contaminará todo el análisis posterior y generará falsos diagnósticos.

  • Ubicación y Montaje: El sensor (acelerómetro) debe colocarse lo más cerca posible del punto donde se genera la fuerza, generalmente sobre el alojamiento del rodamiento y en la zona de carga. El acoplamiento debe ser firme; mientras que las bases magnéticas son comunes, los pernos de montaje (stud mount) proporcionan la mejor respuesta para altas frecuencias al evitar resonancias del propio sensor.

  • Filtros Mecánicos: Se deben evitar superficies delgadas, cubiertas de ventiladores o láminas protectoras. Estas estructuras actúan como filtros mecánicos que distorsionan o atenúan la energía vibratoria proveniente del eje.

  • Consistencia Operativa: Como regla fundamental, los datos solo deben recolectarse bajo carga plena y en condiciones estables. Las mediciones en vacío no son comparables con el historial y pueden ocultar problemas que solo se manifiestan bajo el estrés de la operación normal.

7. Gestión de la información en la nube y Smart Data

La fase final del proceso de recolección y registro es la transferencia de los datos hacia el software de administración. Las industrias en su gestión proactiva para los activos están muy concentradas a migrar del concepto de Big Data (acumulación masiva de datos sin procesar) hacia el Smart Data (datos inteligentes y accionables) para el análisis de datos y toma de decisiones. Facilitando lo anterior encontramos el uso de la computación en la nube (Cloud Computing) cual permite que la información esté disponible de forma global, remota e inmediata.

Imagen 15. Sincronía de la evolución tecnológica
Imagen 15. Sincronía de la evolución tecnológica

El software moderno integra herramientas de inteligencia artificial y aprendizaje automático (Machine Learning) para comparar espectros actuales con historiales globales de máquinas similares. Esto permite detectar desviaciones mínimas que el ojo humano podría pasar por alto en una gráfica de tendencia. Esta tecnología no busca sustituir al analista, sino potenciar su capacidad diagnóstica, transformándolo de un recolector de datos en un gestor estratégico centrado en la rentabilidad, la disponibilidad y la extensión de la vida útil de los activos.

8. Criterios para la selección de la tecnología de monitoreo

Imagen 16. Selección de Tecnologías Automatizadas vs Manuales
Imagen 16. Selección de Tecnologías Automatizadas vs Manuales

La decisión de qué tecnología aplicar a cada activo no debe ser aleatoria, sino el resultado de un análisis de riesgos y necesidades operativas. Para optimizar los recursos, el analista debe evaluar tres variables críticas:

  • Criticidad del Activo: Se refiere a la importancia del equipo desde varios puntos de vista en términos de producción, seguridad, impacto ambiental y económico, entre otros. Por los cuales, se necesita hacer uso de justificaciones costo-beneficio, por ejem; para la inversión en sistemas continuos de monitoreo 24/7.

  • Velocidad de progresión de la falla: Si un rodamiento puede degradarse de una falla incipiente a una catastrófica en cuestión de horas (como en máquinas de muy alta velocidad), el monitoreo portátil quincenal es insuficiente.

  • Accesibilidad y Riesgo: En máquinas situadas en zonas calientes, ruidosas o de difícil acceso físico, la tecnología inalámbrica a demanda es la solución técnica superior, ya que elimina la exposición del personal a peligros innecesarios y garantiza la toma periódica del dato.

Conclusión

El proceso de recolección de datos y registro de vibraciones ha evolucionado constantemente desde ser una tarea manual y rutinaria a una operación con alta precisión tecnológica automatizada que sustenta la confiabilidad industrial. El cambio de los colectores portátiles hacia sistemas inalámbricos a demanda está permitiendo que las organizaciones optimicen su recurso más valioso que es el tiempo de los analistas expertos.

Dominar la configuración de las bases de datos, respetar la física de la medición a plena carga y asegurar la calidad del montaje de los sensores son los pilares para que el dato bruto y crudo se transforme en conocimiento accionable. Al identificar el límite exacto entre el ruido operativo y la señal de falla, el mantenimiento deja de ser reactivo para convertirse en una herramienta de rentabilidad real.

En un entorno industrial donde las máquinas hablan a través de sus frecuencias, quienes posean las competencias técnicas para registrar e interpretar correctamente su lenguaje serán los líderes de la excelencia operativa en el futuro.

🎓 Especialización en el Monitoreo de Condición

El proceso de recolección es la fase más crítica del análisis de vibraciones.

Un error en esta etapa invalida cualquier diagnóstico posterior. Comprender cómo configurar bases de datos, planificar rutas eficientes y seleccionar la tecnología de captura adecuada es fundamental para cualquier profesional que aspire a liderar departamentos de mantenimiento de clase mundial.

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