Como medir a vibração corretamente: ponto, fixação, regime

O ventilador começou a zumbir depois de uma limpeza, encosta o vibrómetro à proteção e vê 14 mm/s. Uma hora depois, outra pessoa mede no apoio de rolamento e obtém 2,8 mm/s. As duas medições são «verdadeiras», e as duas são inúteis, porque ninguém registou o ponto, a direção, o regime nem a velocidade. Vamos ver do que se compõe uma medição de confiança, e onde ela mais falha.

Atualizado em 27 de agosto de 2026 · por AXILINE · Vila Nova de Gaia

O que está a medir: velocidade, aceleração ou deslocamento

O mesmo movimento do apoio pode ser descrito pelo aparelho através de três parâmetros. Deslocamento de vibração em µm, velocidade de vibração em mm/s, aceleração de vibração em m/s² ou g. A relação é simples: v = ω·d, a = ω²·d, em que ω = 2π·f. As fórmulas mostram o essencial. O deslocamento realça as baixas frequências, a aceleração realça as altas, a velocidade mantém-se exatamente no meio.

Por isso, para avaliar o estado geral da máquina, usa-se a velocidade de vibração. Um único número em mm/s RMS (valor eficaz) na banda de 10–1000 Hz pondera de forma mais ou menos uniforme a componente na frequência de rotação (a vibração na frequência de rotação do rotor, designada 1×), os seus primeiros harmónicos e uma energia moderada de alta frequência. É neste parâmetro que assentam as zonas A, B, C, D da ISO 20816, é ele que se compara com o limiar de alarme (o valor que, uma vez ultrapassado, obriga a agir), e é normalmente nele que se baseia a tolerância registada no contrato.

Use a aceleração quando procurar impactos e altas frequências: defeitos em rolamentos, engrenamento de rodas dentadas, roçamentos. Uma fase inicial de defeito tem este aspeto: o RMS da velocidade de vibração ainda se mantém dentro da norma, mas o pico da aceleração de vibração duplicou num mês. A velocidade tende a suavizar e a esconder esses impulsos curtos; a aceleração mostra-os.

Reserve o deslocamento de vibração para máquinas lentas e para eixos: batimento do fuso, folgas, posição do eixo numa chumaceira de escorregamento medida por sensores de proximidade. A 3000 RPM, um micrómetro de deslocamento dá uma velocidade insignificante, por isso avaliar uma máquina rápida pelo deslocamento não faz sentido.

RMS, peak e peak-to-peak são três números diferentes para o mesmo sinal. Para uma sinusoide pura, peak = 1,41·RMS, e peak-to-peak = 2·peak: 4,5 mm/s RMS equivale a 6,4 mm/s peak e 12,8 mm/s p-p. Comparou o peak de uma medição nova com o RMS do histórico, e obteve um «aumento de 40%» onde nada tinha mudado. Verifique também a banda do seu aparelho. O Balanset-1A calcula o valor eficaz da velocidade de vibração na gama de 5–200 Hz: isto chega para a componente na frequência de rotação e os primeiros harmónicos da maioria das máquinas industriais, mas não é a banda completa de 10–1000 Hz. Se a aceitação contratual exigir exatamente 10–1000 Hz, confirme o requisito e o aparelho com antecedência, não no dia da entrega.

Fontes: ISO 20816-1:2016 · Manual de operação Balanset-1A

Onde colocar o sensor: o apoio de rolamento, não a cobertura

A força centrífuga do desequilíbrio passa pelo rolamento até ao apoio, do apoio para a estrutura e depois para a fundação. Por isso a medição tem de ser feita onde essa força passa: no apoio de rolamento, o mais próximo possível do rolamento, numa zona carregada da peça fundida. Tudo o que fica mais além no percurso já não mostra a máquina, mas sim como a estrutura deixou passar e transformou a sua vibração.

A cobertura, a rede de proteção, uma tampa fina, uma chapa de revestimento, uma tubagem são sistemas oscilantes distintos, com as suas próprias frequências. Ao encostar o sensor à cobertura do ventilador, obtém facilmente 12 mm/s onde o apoio dá 2,5 mm/s. O nível não subiu porque a máquina piorou, mas porque o painel entrou em ressonância na frequência de rotação. O inverso também acontece: um revestimento mole abafa o sinal, vê um número aceitável e deixa passar um defeito real.

Num conjunto «motor mais máquina acionada», há normalmente quatro apoios, e não podem ser trocados. Combine uma vez as designações e mantenha sempre a mesma ordem de ronda: apoio do motor do lado da ventoinha de arrefecimento, apoio do motor do lado do acoplamento, apoio da máquina do lado do acoplamento, apoio da máquina do lado do impulsor. Uma medição atribuída ao apoio errado estraga a tendência (o histórico de medições daquele ponto) para sempre, e isso costuma descobrir-se só um ano depois.

• Ponto no apoio de rolamento ou na sua parte maciça em peça fundida, nunca na cobertura, na proteção ou na tampa da caixa de terminais.
• O mais próximo possível do rolamento: quanto mais longo for o percurso do sinal através do metal, mais a estrutura o distorce.
• Numa zona carregada do apoio, nunca numa nervura fina nem numa aba da peça fundida.
• Ponto marcado: com punção, tinta, autocolante ou uma placa soldada para o parafuso prisioneiro. Da próxima vez, o sensor volta exatamente ao mesmo sítio.
• Cada apoio tem a sua própria designação, e a ordem da ronda não muda de vez para vez.
• Ponto seguro: fora do alcance de partes rotativas, sem risco de queimadura na carcaça.

Nunca estenda o sensor nem a mão através de uma proteção de segurança. Salte um ponto inacessível e registe o motivo, e trate o acesso à parte. Uma medição obtida com risco de lesão, de qualquer forma, não será repetível: fisicamente não vai conseguir colocar o sensor da mesma maneira uma segunda vez.

As três direções e o que cada uma revela

Em cada apoio medem-se três direções: horizontal-radial (H), vertical-radial (V) e axial (A). O eixo de maior sensibilidade está indicado na carcaça do sensor, e tem de coincidir exatamente com a direção da medição. Se colocar o sensor com um desvio de 30°, o aparelho mostra uma projeção, ou seja, um número inferior ao real, e vai concluir que a máquina acalmou.

A força centrífuga do desequilíbrio atua radialmente, por isso o desequilíbrio manifesta-se em H e V. A direção horizontal costuma dar valores mais altos: a rigidez da fundação é menor na horizontal, e o apoio deforma-se mais nessa direção. Para a equilibragem isto é uma vantagem, a sensibilidade é maior. É por isso que os sensores se colocam mais vezes na horizontal, embora não haja diferença de princípio.

A direção axial responde a outra pergunta. Uma componente na frequência de rotação bem marcada na direção axial, mais um desfasamento de cerca de 180° entre os dois lados do acoplamento, é desalinhamento (de eixos), e a equilibragem não o remove: é preciso um alinhamento de eixos. Mas também aqui há uma ressalva. Um desequilíbrio de binário forte também dá vibração axial, através da «torção» da estrutura dos apoios. Uma única direção não fecha o diagnóstico.

Uma diferença de fase de cerca de 90° entre H e V no mesmo apoio é o quadro típico de desequilíbrio. É um bom indício, mas isolado. Como montar o quadro completo a partir do espectro, da fase e da parcela da 1× está explicado noutros artigos, sobre a leitura do espectro de vibração e sobre a vibração global, a 1× e a fase.

Fontes: ISO 13373-3:2015

Fixação do sensor: parafuso prisioneiro, cola, íman, sonda manual

O sensor, a fixação e a superfície formam uma cadeia mecânica com a sua própria frequência de ressonância. Acima dessa frequência, a medição não é de confiança: a fixação começa a «tocar» sozinha e mistura no espectro (a imagem da distribuição da vibração pelas frequências) picos que lhe são próprios. Na maioria dos casos, quem limita a banda útil não é o sensor, mas sim o modo como é instalado.

Um exemplo clássico que todo o analista de vibrações conhece. Regista-se a envolvente do rolamento (um método de análise que isola os impactos curtos causados por defeitos do rolamento) com o sensor no íman, e na banda de 2–8 kHz aparece um pico bem definido perto de 1,8 kHz, que é interpretado como um defeito do anel exterior. Muda-se o sensor para o parafuso prisioneiro, e o pico desaparece. Era a frequência própria da fixação magnética, caída dentro da banda analisada.

A sonda manual merece um parágrafo à parte. Mantém-se pela força da mão, e a mão treme, cansa-se e muda de ângulo. Um limite superior de cerca de 300–500 Hz significa que, a 1450 RPM, ainda vai ver a componente na frequência de rotação e o segundo harmónico, mas o décimo harmónico já sai fora do que é de confiança, e as frequências de rolamento não aparecem de todo. Um defeito de rolamento não se vê com a sonda manual, e isso não quer dizer «o rolamento está bem», quer dizer «o aparelho não está a olhar para lá». Além disso, a repetibilidade é baixa: a força, o ângulo e o ponto mudam de cada vez, a dispersão facilmente ultrapassa 30%, e um aumento real do nível perde-se na dispersão do método.

O Balanset-1A tem de série dois acelerómetros uniaxiais, com dimensões até 25×25×20 mm e massa até 40 g, e prevê os dois modos de instalação: íman ou parafuso prisioneiro roscado M4. Para equilibragem nos próprios apoios, onde trabalha com a componente na frequência de rotação e os primeiros harmónicos, um íman sobre uma superfície preparada é suficiente. Para diagnóstico de alta frequência, use o parafuso prisioneiro. Se precisar do ponto de forma permanente, prepare-o de uma vez na próxima paragem: limpe a zona, cole ou solde uma placa, e faça a rosca para o parafuso prisioneiro.

Estes limites são uma referência de trabalho, não uma norma. Não existe uma tabela universal: a banda útil real deve ser retirada da documentação do sensor concreto e do método de montagem concreto. E a regra principal da tendência: não mude a fixação num ponto já existente. Os espectros obtidos com íman e com parafuso prisioneiro são diferentes, e essa diferença vai ler-se como uma mudança na máquina.

Superfície, eixo de sensibilidade e cabo

A superfície de contacto decide mais do que parece. Um íman sobre uma camada de tinta ganha uma almofada elástica entre o sensor e o metal, e a ressonância da fixação cai para cerca de 1 kHz. Um íman sobre uma superfície convexa apoia-se em dois pontos em vez de num plano, e baloiça. Um íman sobre aparas, ferrugem ou sujidade oleosa fixa-se pior e pode soltar-se em funcionamento.

O cabo também participa na medição. Um cabo pendurado livremente bate junto com a máquina e gera ruído triboelétrico, uma carga parasita da flexão da blindagem. Para sensores com saída de carga isto é crítico; para sensores IEPE com eletrónica integrada, a influência é menor, mas não nula. Prenda o cabo à carcaça de modo a aliviar o esforço no conector, e não o passe em paralelo com cabos de potência.

• Superfície limpa até ao metal: tinta, massa de enchimento, ferrugem e sujidade removidas.
• Superfície plana. Para um íman plano é preciso um plano; para um cilindro, use um íman de dois polos ou prepare uma face plana.
• Eixo de sensibilidade do sensor exatamente na direção da medição, sensor sem desvio.
• Aproxime o íman rolando-o, nunca com um impacto. Um impacto satura a entrada e provoca «ressoar» nos primeiros segundos do registo.
• Cabo fixo, com alívio de esforço no conector, sem seguir ao longo de cabos de potência.
• Conectores limpos e encaixados até ao fim.

Um número inverosímil quase sempre significa um problema na cadeia de medição, não na máquina. 250 mm/s na carcaça de uma bomba, em vez dos habituais 3 mm/s, é um cabo cortado, um íman que se soltou ou uma saturação da entrada. Verifique a cadeia e volte a medir antes de soar o alarme.

Tacómetro e marca de fase: para quê e como instalar

O tacómetro serve para duas coisas. A primeira: a frequência de rotação exata. Sem ela, não encontra a componente na frequência de rotação no espectro e não a distingue de uma interferência da rede elétrica. Num motor de dois polos a 2970 RPM, isso são 49,5 Hz, e a interferência da rede fica nos 50 Hz, mesmo ao lado. Sem a velocidade, está simplesmente a adivinhar a quem pertence cada linha.

A segunda, e a principal para a equilibragem: a fase de referência. O aparelho sincroniza o sinal de vibração com o impulso da marca, isola da vibração global exatamente a componente na frequência de rotação e mede a sua fase: o ângulo que mostra onde está o «ponto pesado» do rotor em relação à marca. No Balanset-1A, o erro de medição da fase é de ±1°, com uma gama de velocidade de 100–100 000 RPM. Sem o impulso da marca não há fase nem cálculo de massas: só fica o nível global de vibração.

1. 1

   Cole uma única marca

   Cole a tira refletora diretamente no rotor ou no eixo, numa zona limpa e desengordurada. Uma marca por rotação, exatamente uma. O aparelho lê duas marcas como o dobro da velocidade, e todo o quadro desloca-se junto com a fase.

2. 2

   Garanta contraste por reflexão

   A marca deve destacar-se do fundo pela reflexão, não pela cor. Num eixo polido e brilhante, a fita funciona mal: escureça primeiro a zona à volta, só depois cole a marca.

3. 3

   Monte o sensor a laser no suporte

   O suporte magnético está incluído no kit. Fixe-o numa superfície fixa e rígida, nunca numa cobertura vibrante nem numa proteção. Um tacómetro a tremer dá uma fase instável, e vai andar à procura da causa no rotor.

4. 4

   Ajuste o ângulo e a distância

   Aponte o feixe para a marca quase na perpendicular, e evite reflexos especulares da carcaça. Verifique que a leitura da velocidade é estável e corresponde ao esperado. Saltos para valores múltiplos indicam reflexos a mais ou uma segunda marca acidental.

5. 5

   Não mude a marca de lugar entre arranques

   A posição da marca é o ponto zero da fase. Se deslocar a marca, a fase muda, mesmo sendo o mesmo rotor. Há um artigo à parte sobre onde depois contar o ângulo de colocação da massa.

Sem tacómetro, só obtém a vibração global. Isso chega para comparar o nível com o limiar de alarme, mas não chega nem para equilibrar nem para perceber que parcela do nível se deve ao desequilíbrio.

Fontes: Manual de operação Balanset-1A

Regime de medição e repetibilidade

Um número sem o regime não tem sentido. A vibração depende da velocidade, da carga, da posição do registo ou da válvula, da temperatura da máquina e do que está a funcionar ao lado. Uma medição a 60% de carga e uma medição na carga nominal são duas máquinas diferentes; não se podem comparar entre si.

A velocidade é especialmente sensível perto de uma ressonância. Na zona de ressonância, uma alteração da velocidade de apenas 100 RPM pode multiplicar a vibração por dez e inverter a fase em 180°. Numa máquina com variador de frequência, registe o valor da frequência de referência em número, não com a fórmula «mais ou menos como de costume».

A temperatura atua mais devagar, mas com a mesma certeza. Uma máquina fria tem folgas e um alinhamento real diferentes de uma máquina aquecida: a dilatação térmica desloca os pés. Deixe a máquina estabilizar no regime de funcionamento e registe há quanto tempo está a trabalhar antes da medição. Em ventiladores, acrescente o estado do impulsor: a acumulação de poeira muda o nível e a fase em poucas semanas, por isso a data da medição aqui não é uma formalidade.

• Velocidade medida com o tacómetro, não retirada da placa de características.
• A mesma carga da última vez: para uma bomba, o caudal e a pressão; para um ventilador, a posição do registo; para um motor, a corrente.
• Máquina aquecida, tempo de funcionamento até à medição registado.
• Registado quais os equipamentos vizinhos que estavam a trabalhar. Uma máquina vizinha induz vibração através da fundação e da tubagem.
• Configurações do aparelho inalteradas: parâmetro, tipo de amplitude, banda, Fmax (frequência superior do espectro), número de linhas, número de médias.

1. 1

   Faça a medição três vezes

   Não três leituras seguidas no mesmo sítio, mas três medições completas: retirar o sensor, voltar a colocá-lo, medir. Assim está a verificar a fixação e a superfície, não a eletrónica do aparelho.

2. 2

   Calcule a dispersão

   Numa ronda de velocidade de vibração, numa máquina em bom estado, considere aceitável uma dispersão dentro de 10–15%. Mais do que isso indica um problema na cadeia: a superfície, o íman, o cabo, um desvio do sensor ou um regime instável.

3. 3

   Verifique a estabilidade da fase

   Para a equilibragem, a fase é mais importante do que a amplitude. Se a fase da 1× variar dezenas de graus de arranque para arranque, com o regime inalterado, a medição não pode ser usada. A causa está na medição ou na máquina: ressonância, assentamento desapertado do impulsor, fissura.

4. 4

   Registe o nível de referência

   Enquanto a máquina estiver em bom estado, registe uma linha de base em todos os pontos e direções, num regime conhecido. Depois disso, compara não com uma tabela da internet, mas com o histórico próprio desta máquina.

A tendência é mais importante do que o número absoluto. 2,7 mm/s com um crescimento de 0,3 mm/s por mês é mais perigoso do que uns estáveis 4,2 mm/s que a máquina mantém há três anos. As zonas numéricas, nesse caso, devem ser retiradas da parte aplicável e em vigor da norma para o tipo concreto de máquina, potência e tipo de apoios, e não de uma tabela universal.

Fontes: ISO 13373-5:2020 · ISO 20816-1:2016

Erros frequentes e o que registar no diário

Crie uma tabela por máquina e não mude a sua estrutura. Se foi preciso mudar o ponto, a fixação ou as configurações, não corrija os registos antigos. Abra uma nova linha de base e escreva ao lado o que mudou e porquê: os dados antigos ficam no arquivo e mantêm o seu significado.

Quando precisa de uma medição em que o cliente confie

A medição não é um fim em si mesma. Responde a uma pergunta prática: reparar ou equilibrar. Por isso, numa deslocação ao local, não começamos pelas massas, mas pela medição nos apoios: vibração global e componente na frequência de rotação em cada direção, espectro, fase, repetibilidade. Se a maior parte do nível vier da 1×, equilibramos o rotor no local, nos seus próprios apoios, em um ou dois planos de correção (secções do rotor onde se colocam as massas), e entregamos um relatório com os números de antes e depois. Se a 1× for pequena, dizemos com franqueza: a equilibragem não vai ajudar, é preciso tratar das fixações, do alinhamento de eixos, dos rolamentos ou da ressonância.

Nós concebemos e fabricamos os aparelhos Balanset, e somos nós próprios que equilibramos com eles nas deslocações. Se preferir medir por conta própria, o conjunto Balanset-1A cobre toda a cadeia de medição: dois acelerómetros com fixação por íman ou parafuso prisioneiro M4, um sensor de fase a laser num suporte magnético, um módulo USB de dois canais com pré-amplificadores, integradores e conversor analógico-digital, uma balança digital para a massa de teste, e um software para Windows. O aparelho mede a velocidade, a amplitude e a fase da velocidade de vibração, global e na 1×, mostra o sinal no tempo e o espectro FFT, recolhe os dois canais em simultâneo, guarda as medições e os coeficientes de influência (a resposta da máquina à massa de teste, memorizada, que acelera uma nova equilibragem) e arquiva os resultados para os relatórios. O mesmo sistema funciona como a parte de medição de uma bancada de equilibragem de apoios flexíveis.

• Tipo de máquina, potência, velocidade, tipo de apoios e de rolamentos.
• Nível global e 1× em cada apoio, com indicação do ponto e da direção.
• Método de fixação do sensor e regime em que os números foram registados.
• O que mudou na máquina no último mês: limpeza, substituição de uma pá, reparação, novo alinhamento.
• Se existe histórico de medições e um nível de referência do estado em bom funcionamento.

Com este conjunto de dados, a análise demora minutos em vez de exigir uma nova deslocação. O apoio de consultoria sobre a metodologia de medição e sobre o aparelho está incluído no fornecimento.

Fontes: Especificações do fabricante Balanset-1A

Perguntas frequentes

Conteúdo relacionado