Normas de vibração segundo a ISO 20816: zonas A, B, C, D e como as usar

No relatório está escrito «4,2 mm/s». Por si só, este número não significa «bom» nem «mau»: quem lhe dá sentido são quatro coisas que quase sempre se esquecem de registar. Vamos ver o que a ISO 20816 avalia exatamente (antes esse papel era da ISO 10816), o que está por trás das zonas A, B, C e D, porque é que as tabelas na internet se contradizem, e onde é que mais se enganam.

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

O que avalia a ISO 20816 e em que unidades

A norma responde a uma única pergunta: se a vibração da máquina, medida nas suas partes fixas, é aceitável. As partes fixas são as carcaças dos rolamentos, os apoios de rolamento, as tampas, a bancada. Não o eixo. A vibração do eixo é registada por sensores de deslocamento sem contacto e avaliada segundo outros documentos, normalmente para turbogrupos com chumaceiras de escorregamento.

A série ISO 20816 é composta por várias partes. Uma geral, uma sobre máquinas industriais medidas no local de operação, e as restantes sobre turbinas a vapor e a gás de grande potência, grupos hidroelétricos, compressores alternativos, redutores. Ao mecânico de fábrica quase sempre bastam as duas primeiras. Verifique a composição da série e as edições das partes antes de as citar num documento.

Nesta avaliação estão fixadas cinco coisas, e não se podem mudar ao sabor de cada um.

• Grandeza: valor eficaz (RMS) da velocidade de vibração, mm/s. Não peak, não peak-to-peak, não aceleração.
• Banda de frequências: 10–1000 Hz para máquinas de aplicação geral.
• Ponto: carcaça do rolamento ou apoio de rolamento. Sensor com fixação rígida, parafuso prisioneiro ou íman sobre uma superfície limpa e plana.
• Direção: radial, horizontal e vertical, axial onde estiver previsto. A direção é a mesma de medição para medição.
• Regime: velocidade de serviço e carga de serviço em regime estabelecido.

A palavra «banda larga» é aqui a chave. Um único número soma tudo ao mesmo tempo: desequilíbrio, desalinhamento, fixações soltas, frequências de engrenamento, hidráulica. A norma não pergunta de onde vem a vibração, responde apenas se é muita ou pouca. A causa é mostrada pelo espectro (a decomposição da vibração por frequências), tema de outro artigo sobre a leitura do espectro. A avaliação segundo a ISO 20816 também não confirma a qualidade da equilibragem do rotor: a diferença entre as três tolerâncias distintas foi tratada no artigo sobre as três tolerâncias na equilibragem.

Fontes: ISO 20816-1:2016

Zonas A, B, C, D: o que cada uma significa para a sua decisão

A norma, deliberadamente, não dá um único limite de «apto ou não apto». Divide a escala em quatro zonas, e cada zona não é uma avaliação, mas uma ação prescrita.

Os limites das zonas não são um precipício. 4,4 e 4,6 mm/s, com uma fronteira em 4,5, significam praticamente o mesmo estado da máquina, tanto mais que a qualidade da fixação do sensor facilmente dá uma dispersão de 10–15%. A zona serve para escolher uma ação, não para discutir décimas.

Tabela de zonas por classe de máquina I–IV

Esta é aquela tabela clássica que os mecânicos sabem de cor: imprimem-na nos regulamentos e penduram-na na parede do departamento de fiabilidade. As classes estão divididas por potência, e, para as máquinas de grande porte, também por tipo de apoio.

Os números estão em mm/s RMS para a banda de 10–1000 Hz e vêm da classificação anteriormente aplicada da ISO 10816. Use-os como referência de trabalho para o seu próprio controlo de estado. Antes de uma aceitação contratual, abra a parte aplicável da ISO 20816 na edição em vigor e verifique o âmbito de aplicação: a ISO 20816-3 é dirigida a máquinas industriais com potência superior a 15 kW e velocidades de rotação de 120–30 000 RPM, e contém exceções por tipo de máquina. Para ventiladores pequenos, roscas transportadoras, trituradores florestais e conjuntos com transmissão por correia, verifique a aplicabilidade à parte. Para máquinas alternativas, a tabela geral simplesmente não funciona: os harmónicos do movimento alternativo, normais nestas máquinas, colocariam um conjunto em bom estado na zona C ou D, e para este tipo de máquinas existem documentos próprios.

Fontes: ISO 20816-1:2016

Apoio rígido ou flexível: a linha que se troca com mais frequência

As duas últimas linhas da tabela diferem numa única palavra, e os números chegam a duplicar. É exatamente aqui que se erra constantemente, e o erro sai caro nos dois sentidos: ou está a intervir numa máquina normal, ou está a assinar como normal um nível que já está a prejudicar os rolamentos.

A física é esta. Um apoio flexível deforma-se a si próprio na frequência de rotação e absorve parte da energia de oscilação. A carcaça do rolamento move-se de forma mais visível, mas em compensação a carga dinâmica sobre o próprio rolamento fica menor. Um apoio rígido comporta-se ao contrário: a carcaça quase não se mexe, e a força vai toda para o rolamento e para a fundação. Daí a conclusão, que parece contraintuitiva: para um apoio flexível, a norma é mais alta, não mais baixa.

• Compare a frequência de rotação com a primeira frequência própria do sistema na direção da medição: se a frequência própria for superior à velocidade, o apoio é rígido; se for inferior, é flexível.
• Faça a medição da vibração em três pontos seguidos: carcaça do rolamento, estrutura ao lado, fundação sob a estrutura. Se a estrutura vibrar de forma comparável à carcaça, e a fundação quase não vibrar, o apoio funciona como flexível.
• Veja fisicamente sobre o que a máquina assenta: molas, apoios antivibráticos de borracha e uma estrutura soldada sobre quatro pontos são quase sempre um esquema flexível.
• Verifique o aperto dos parafusos de ancoragem e o pé manco antes de atribuir o tipo de apoio.
• Registe no relatório o tipo de apoio adotado, junto com a justificação. É metade de uma futura discussão com o cliente.

Se, numa tabela encontrada, a norma para o apoio flexível se revelar mais exigente do que para o rígido, a tabela está errada. Não assine um relatório com base nela, nem a inclua no caderno de encargos. E, à parte: fixações soltas ou uma estrutura fissurada transformam um apoio formalmente rígido num apoio flexível, mas a tolerância não fica por isso mais permissiva. É um defeito, não uma opção de projeto.

Porque é que as tabelas na internet não coincidem

Encontra duas tabelas de «normas ISO», e os números são diferentes. Nenhuma das duas é inventada. O que se passa é que existem dois esquemas de classificação distintos, e ambos circulam na internet sob o mesmo nome.

O primeiro esquema são as classes I–IV da classificação geral mais antiga: primeiro a potência, depois o tipo de apoio para as máquinas de grande porte. É esse que está indicado acima, e é esse que mais aparece nos regulamentos das empresas.

O segundo esquema vem da parte da norma sobre máquinas industriais medidas no local de operação. Aí, as máquinas são divididas em grupos por potência e altura do eixo, e dentro de cada grupo definem-se separadamente os limites para apoios rígidos e para apoios flexíveis. Os números saem diferentes.

Os limites, em mm/s RMS, banda de 10–1000 Hz, são apresentados como referência de trabalho. Repare na regularidade: também aqui os apoios flexíveis obtêm números mais altos. A conclusão prática é simples. Para o controlo interno de estado, escolha um esquema e não o mude durante anos, caso contrário a tendência deixa de ser comparável. Para uma aceitação contratual, use a tabela impressa na parte e na edição aplicável da norma, e transcreva a sua linha para o relatório ao pé da letra.

Fontes: ISO 20816-1:2016

Banda de 10–1000 Hz: três pontos onde o nível global fica cego

A banda não é uma formalidade do cabeçalho do relatório. Determina diretamente o que o aparelho conta e o que descarta. Há três consequências a manter sempre presentes.

Sobre a banda do nosso aparelho, com franqueza. O Balanset-1A mede o RMS da velocidade de vibração na banda de 5–200 Hz, gama de 0,02–80 mm/s, velocidade 100–100 000 RPM, erro de medição da fase ±1°. Para a equilibragem, é exatamente o que é preciso: a componente na frequência de rotação e os harmónicos mais baixos ficam dentro da banda, e para máquinas lentas o limite inferior de 5 Hz capta a 1× melhor do que os 10 Hz padrão. Mas esta banda não coincide com os 10–1000 Hz, e o nível global não contempla a parte de alta frequência. Se o relatório for para uma aceitação, indique a banda real do aparelho junto ao número. Assim, a cifra poderá ser comparada corretamente com a de outra parte.

Porque é que a tendência é mais importante do que o número absoluto

Duas máquinas. A primeira manteve 1,2 mm/s durante meio ano e, no último mês, chegou a 2,6. A segunda está há cinco anos em 5,5 mm/s e não muda. Formalmente, a primeira está na zona B, a segunda na zona C. É a primeira que precisa de ser investigada.

A razão é que o número absoluto compara a sua máquina com um parque genérico de máquinas da sua classe, enquanto a tendência compara a máquina consigo mesma. A segunda comparação é sempre mais precisa: já tem em conta a construção, a montagem e as particularidades desta fundação concreta. Por isso a norma dá dois critérios de avaliação, não um só: a grandeza da vibração de banda larga e a sua variação.

Referências de trabalho para os limiares de alarme, ou seja, os patamares em que se configuram o aviso e a paragem de proteção. O nível de alarme (ALARM) define-se como o nível de referência mais cerca de 25% do limite superior da zona B, e normalmente não acima de 1,25 vezes o limite superior da zona B. O nível de disparo (TRIP) fica na zona C ou D, e normalmente não ultrapassa 1,25 vezes o limite superior da zona C. Verifique as regras e os coeficientes concretos na edição em vigor da parte aplicável.

Uma variação de cerca de 25% do limite superior da zona B é considerada significativa mesmo quando a máquina permanece dentro da sua zona. E uma queda de nível também é um sinal, não um motivo para relaxar: é assim que se manifesta uma massa de correção que se soltou, uma pá partida, um íman do sensor descolado ou um regime alterado.

• O nível de referência só faz sentido com o ponto, a direção, a banda e o regime inalterados. Se mudar um destes, comece a tendência de novo e registe isso no arquivo.
• Três direções em cada apoio de rolamento: horizontal, vertical, axial. Uma medição no ponto errado dá uma alteração falsa na tendência, e isso é ou um alarme falso, ou um defeito que passa despercebido.
• Verifique no local um valor absurdo: 250 mm/s onde normalmente há 3 mm/s é, mais frequentemente, um cabo cortado ou um íman sem contacto do que uma avaria. Volte a medir: se o valor se repetir, então registe-o.
• Não suba o limiar de alarme só para o aparelho deixar de assinalar o problema. É a única forma de garantir que vai deixar passar um defeito real.

Ligue a periodicidade das medições à velocidade de evolução do defeito. O desequilíbrio evolui em semanas e meses, os defeitos de rolamentos normalmente de um a seis meses, o engrenamento de três a doze. Daí uma regra prática: o intervalo entre medições não deve ultrapassar metade do tempo esperado entre o primeiro indício e a avaria.

O que registar no relatório em caso de aceitação contratual

Uma discussão sobre vibração quase sempre acaba por não ser sobre números, mas sobre o que exatamente foi medido. Resolva isto antecipadamente, antes da deslocação. Uma folha combinada à partida poupa uma semana de correspondência.

• Parte e edição da norma: não «segundo a ISO», mas a parte concreta com o ano.
• Tabela e linha: classe ou grupo de máquina, potência, tipo de apoio, com justificação da escolha.
• Pontos de medição: cada apoio de rolamento em separado, com esquema ou fotografia e designações inequívocas.
• Direções: horizontal, vertical, axial, e as mesmas de medição para medição.
• Parâmetro e banda: velocidade de vibração RMS em mm/s, banda real do aparelho.
• Método de fixação do sensor: parafuso prisioneiro, íman, superfície preparada.
• Regime: velocidade, carga, temperatura, estado do processo.
• Zona-alvo: A ou B, e o que as partes fazem se cair na zona C.
• Valores antes e depois da intervenção, registados nos mesmos pontos.
• Numa linha à parte, a componente residual 1× na frequência de rotação (vibração na frequência de rotação do rotor) e o desequilíbrio residual, se o contrato exigir um grau de qualidade de equilibragem.

A coincidência dos pontos «antes» e «depois» é mais importante do que a precisão do aparelho. Se deslocar o sensor 100 mm, ou medir do outro lado do apoio, o resultado do trabalho deixa de poder ser demonstrado.

Caiu na zona C ou D. Sequência de ações

Um número alto, por si só, não diz o que fazer. Diz apenas que é altura de investigar. A sequência que poupa dinheiro é esta: primeiro a medição, depois a decisão, depois a reparação.

1. 01

   Verifique a fiabilidade da medição

   Fixação do sensor, direção, banda, regime da máquina. Compare com o histórico do mesmo ponto. Metade dos níveis «de avaria» desaparece nesta etapa.

2. 02

   Decomponha o nível nas suas componentes

   Compare a vibração global com a componente 1× na frequência de rotação e observe o espectro. Se predominar a 1×, trata-se de desequilíbrio. Uma 2× percetível (vibração ao dobro da frequência de rotação) junto com um aumento da vibração axial costuma significar desalinhamento, corrigido pelo alinhamento de eixos. Uma série de harmónicos com um piso de ruído elevado indica fixações soltas e roçamentos. Picos mais acima em frequência, não múltiplos da velocidade, normalmente apontam para rolamentos.

3. 03

   Exclua ressonância e problemas mecânicos

   Aperto dos parafusos de ancoragem, pé manco, folgas, estado da estrutura e da fundação. Verifique se a velocidade de serviço não coincide com a frequência própria da estrutura. Em ressonância, a equilibragem dá um resultado instável; há um artigo à parte sobre isto.

4. 04

   Equilibre no local, se a 1× predominar

   Arranque com a vibração inicial, massa de teste no primeiro plano de correção (secção do rotor onde se colocam as massas), no caso de dois planos, massa de teste no segundo, cálculo da correção, arranque de controlo. A massa de teste tem de alterar a amplitude da 1× em 20–30% ou a fase em 20–30°, caso contrário o coeficiente de influência (a resposta medida da máquina à massa de teste, a partir da qual o aparelho calcula as massas de correção) sai pouco fiável.

5. 05

   Registe um novo nível de referência

   Os mesmos pontos, a mesma direção, a mesma banda, o mesmo regime. É o ponto de partida da próxima tendência, e sem ele todo o trabalho se transforma num serviço pontual.

A equilibragem no local de operação leva a máquina para a zona A ou B quando a maior parte do nível vem da componente na frequência de rotação. Se a 1× representar menos de metade, as massas de correção reduzem o nível global apenas alguns pontos percentuais. Os casos em que a equilibragem não resolve foram tratados à parte.

Quando não há tempo para tratar de zonas e apoios

A avaliação segundo a ISO 20816 parece aritmética simples até ao momento em que é preciso decidir se o apoio é flexível, que parte da norma aplicar, o que fazer com uma máquina lenta e porque é que duas tabelas encontradas dão números diferentes. A partir daí começa o trabalho de engenharia, e este costuma ser mais rápido nas mãos de quem já o fez antes.

A AXILINE dedica-se à equilibragem dinâmica de rotores no local de operação e ao vibrodiagnóstico. Deslocamo-nos com um sistema de medição de dois canais, registamos a vibração global e a componente na frequência de rotação com fase em cada apoio de rolamento, mostramos o espectro, separamos o desequilíbrio do desalinhamento, das fixações soltas e da ressonância, e equilibramos em um ou dois planos, nos próprios apoios da máquina, sem desmontar o rotor. No final, recebe um relatório com os pontos, a banda, o regime e os valores de antes e depois, do qual se vê em que zona a máquina ficou e porquê.

A segunda opção, se este tipo de trabalho for regular na sua empresa: adquirir o próprio aparelho. O Balanset-1A é um conjunto com dois acelerómetros, um sensor de fase a laser, um módulo USB de dois canais e um software para Windows. Mede a velocidade, a amplitude e a fase da velocidade de vibração, mostra o espectro e o sinal no tempo, calcula as massas e a tolerância pelos graus de qualidade de equilibragem, trabalha com os coeficientes de influência guardados e mantém um arquivo para os relatórios. Os engenheiros que concebem e fabricam estes aparelhos são eles próprios que equilibram com eles nas deslocações, por isso o apoio de consultoria vem da prática, não de uma brochura.

Escreva-nos a dizer que máquina tem, qual a potência, a que velocidade roda, sobre o que assenta e que números obteve. Diremos se vale a pena deslocarmo-nos, se a equilibragem vai ajudar e que zona é razoável ter como objetivo.

Perguntas frequentes

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