ISO 20816 explicado para ingenieros de planta
ISO 20816 es el estándar internacional para evaluar la severidad de vibración en maquinaria rotativa. Publicado por la International Organization for Standardization, es el marco que define cuánta vibración es "normal" y cuánta es "peligrosa" según el tipo de máquina, su tamaño, y su tipo de montaje [1].
Si trabajas en una planta industrial, este estándar determina los umbrales que separan la operación aceptable de la acción inmediata. Este artículo lo explica sin jerga de comité de normas.
¿Qué reemplazó ISO 20816?
ISO 20816-3:2022 reemplazó formalmente a dos normas anteriores [1]:
- ISO 10816-3:2009: vibración medida en carcasa (partes no rotativas)
- ISO 7919-3:2009: vibración medida en el eje (partes rotativas)
La nueva norma unifica ambas mediciones en un solo documento. Estos son los cambios principales:
| Aspecto | ISO 10816-3 (anterior) | ISO 20816-3 (actual) |
|---|---|---|
| Grupos de máquinas | 4 grupos | 2 grupos (simplificado) |
| Velocidad máxima cubierta | 15,000 r/min | 30,000 r/min |
| Qué mide | Solo vibración en carcasa | Carcasa y vibración de eje |
| Bombas | Caso especial separado | Integradas como equipo estándar |
| Operación transitoria | Sin guía específica | Permite hasta Zona C durante arranques y paros |
| Documentos | Dos normas separadas | Un solo documento |
Las partes de ISO 20816
La serie ISO 20816 tiene múltiples partes. Cada una cubre un tipo de maquinaria diferente [1]:
| Parte | Alcance |
|---|---|
| 20816-1 | Guías generales, marco fundacional |
| 20816-2 | Turbinas de gas, turbinas de vapor y generadores >40 MW |
| 20816-3 | Maquinaria industrial >15 kW, 120-30,000 r/min |
| 20816-4 | Conjuntos accionados por turbinas de gas |
| 20816-5 | Máquinas en plantas hidroeléctricas |
| 20816-6 | Máquinas de movimiento alternativo (reciprocantes) >100 kW |
| 20816-7 | Bombas rotodinámicas industriales |
| 20816-8 | Sistemas de compresores reciprocantes |
| 20816-9 | Unidades de engranajes (cajas reductoras) |
| 20816-21 | Turbinas eólicas terrestres ≥100 kW |
Este artículo se enfoca en la Parte 3, la que aplica al 90% de las plantas manufactureras: motores, bombas, compresores, ventiladores, y maquinaria general con potencia mayor a 15 kW.
Los 2 grupos de máquinas
ISO 20816-3 clasifica la maquinaria en dos grupos según su tamaño [1]:
Grupo 1: Máquinas grandes
- Potencia >300 kW o altura de eje >315 mm
- Ejemplos: motores de molino, turbinas industriales, generadores, compresores grandes
- Estas máquinas generan más vibración inherente por su masa y velocidad
Grupo 2: Máquinas medianas
- Potencia de 15 a 300 kW o altura de eje de 160 a 315 mm
- Ejemplos: motores generales, bombas centrífugas, ventiladores, compresores medianos
- El grupo más común en plantas manufactureras
Cada grupo tiene una subclasificación adicional: fundación rígida vs. fundación flexible.
Las 4 zonas de severidad
Este es el corazón de la norma. Cada zona representa un nivel de condición operativa [1]. Los valores están en mm/s RMS (velocidad de vibración), medidos en rango de frecuencia de 10 a 1,000 Hz.
Grupo 1: Máquinas grandes (>300 kW)
| Zona | Fundación rígida | Fundación flexible | Condición |
|---|---|---|---|
| A | < 2.3 mm/s | < 3.5 mm/s | Excelente |
| B | 2.3 – 4.5 mm/s | 3.5 – 7.1 mm/s | Aceptable |
| C | 4.5 – 7.1 mm/s | 7.1 – 11.0 mm/s | Precaución |
| D | > 7.1 mm/s | > 11.0 mm/s | Peligro |
Grupo 2: Máquinas medianas (15–300 kW)
| Zona | Fundación rígida | Fundación flexible | Condición |
|---|---|---|---|
| A | < 1.4 mm/s | < 2.3 mm/s | Excelente |
| B | 1.4 – 2.8 mm/s | 2.3 – 4.5 mm/s | Aceptable |
| C | 2.8 – 4.5 mm/s | 4.5 – 7.1 mm/s | Precaución |
| D | > 4.5 mm/s | > 7.1 mm/s | Peligro |
Ejemplo práctico: tienes un motor de 75 kW (Grupo 2) montado sobre base metálica (fundación flexible). Mides 5.2 mm/s de vibración. Eso lo coloca en Zona C: precaución, debes planificar intervención.
¿Qué hacer en cada zona?
Esta es la parte que la mayoría de las fuentes omite. No basta con saber en qué zona estás. Necesitas saber qué acción tomar.
Zona A: No toques nada
Tu equipo está en condición excelente. Vibración típica de máquinas recién comisionadas, balanceadas y alineadas correctamente.
- Acción: Documenta este valor como baseline (línea base)
- Frecuencia de monitoreo: Rutinaria, según programa (mensual o trimestral)
- Uso: Este valor es tu referencia futura. Cualquier incremento desde aquí es tendencia que hay que vigilar
Zona B: Operación normal, monitorea tendencia
El equipo tiene desgaste normal dentro de parámetros. Puede operar indefinidamente sin intervención.
- Acción: Ninguna inmediata. Registra la tendencia y vigila que no se desplace hacia Zona C
- Frecuencia de monitoreo: Rutinaria
- Clave: La transición de Zona A a Zona B no es alarmante. Pero si la tendencia sigue subiendo, investiga antes de llegar a C
Zona C: Planifica intervención
La máquina tiene una falla en desarrollo. Puede seguir corriendo temporalmente, pero no debe operar así a largo plazo [1].
- Acción inmediata: Incrementar frecuencia de monitoreo (de mensual a semanal, o de semanal a diario)
- Investigar causa raíz: Desbalance, desalineación, rodamientos deteriorados, holgura mecánica
- Planificar reparación: Programar intervención en la próxima parada planificada
- Establecer fecha límite: No dejar la máquina en Zona C indefinidamente
- En sistemas de monitoreo continuo: El límite B/C es donde se configura la alarma (Alert)
Zona D: Acción inmediata
Niveles de vibración suficientes para causar daño a rodamientos, sellos, acoplamientos y estructura de la máquina [1].
- Acción: Considerar paro de emergencia. Evaluar riesgo de daño catastrófico
- No continuar operación sin una evaluación formal de riesgo
- En sistemas de monitoreo continuo: El límite C/D es donde se configura el disparo (Danger/Trip)
- Después del paro: Inspección completa antes de arrancar. No resolver el síntoma, encontrar la causa raíz
Más allá de vibración: temperatura en motores eléctricos
ISO 20816 cubre vibración, pero para motores eléctricos la temperatura del devanado es igual de crítica. NEMA MG-1 define los límites por clase de aislamiento [2]:
| Clase de aislamiento | Temperatura máxima del devanado | Elevación permitida (sobre 40°C ambiente) |
|---|---|---|
| B | 130°C | 80°C |
| F | 155°C | 105°C |
| H | 180°C | 125°C |
La regla más importante que debes recordar: cada 10°C por encima de la temperatura nominal reduce la vida útil del motor a la mitad [2].
Un motor Clase F corriendo a 165°C no "está un poco caliente". Está perdiendo años de vida con cada hora de operación. Si tu motor tiene aislamiento Clase F y mides una temperatura de devanado de 160°C (5°C por encima del límite de 155°C), la degradación ya está en curso.
Bombas centrífugas: API 610
Para bombas en industrias de proceso (petróleo, gas, agua, química), API 610 complementa a ISO 20816 con criterios más específicos [3]:
| Medición | Límite permitido |
|---|---|
| Vibración global en carcasa (bombas horizontales) | < 3.0 mm/s |
| Vibración de frecuencia discreta | < 2.0 mm/s |
| Vibración de eje (proximity probe) | < 50 μm pico-a-pico |
Si tu bomba centrífuga supera 3.0 mm/s de vibración global en la carcasa de rodamientos, las causas más comunes son: cavitación, desalineación bomba-motor, rodamientos deteriorados, o recirculación interna [3].
¿Cómo usar estos valores en tu planta?
Tres pasos para aplicar ISO 20816-3 hoy:
1. Clasifica tus equipos
- ¿Potencia >300 kW? → Grupo 1. ¿15–300 kW? → Grupo 2
- ¿Fundación rígida o flexible?
- Con esos dos datos, ya tienes los umbrales de la tabla
2. Establece baselines
- Mide vibración cuando el equipo está en buena condición conocida
- Ese valor es tu Zona A de referencia
- Toda medición futura se compara contra este baseline
3. Define acciones por zona
- Zona B → monitoreo rutinario
- Zona C → incrementar frecuencia + investigar + planificar reparación
- Zona D → evaluar paro + inspección completa
- Documenta estas acciones como procedimiento formal
Siguiente paso
Estos estándares son la base de cualquier programa de monitoreo de condición serio. Si quieres entender cómo se convierten en una puntuación unificada por equipo, lee sobre el Health Score: una métrica de 0 a 100 que integra vibración, temperatura y otras variables en un solo número verificable.
Referencias
[1] ISO 20816-3:2022. Mechanical vibration. Measurement and evaluation of machine vibration. Part 3: Industrial machinery with a power rating above 15 kW and operating speeds between 120 r/min and 30 000 r/min. International Organization for Standardization.
[2] NEMA MG-1:2021. Motors and Generators. National Electrical Manufacturers Association.
[3] API Standard 610, 12th Edition. Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries. American Petroleum Institute.