Unidades de medição da vibração: mm/s, g, μm e o que é o RMS

No seu relatório está «2,8». No relatório de outra pessoa, para a mesma máquina, está «0,11». Uma terceira pessoa garante que são 45. As três cifras podem estar corretas ao mesmo tempo: a primeira é mm/s RMS, a segunda é ips (polegadas por segundo), a terceira são micrómetros de amplitude pico a pico. As unidades e o tipo de amplitude confundem-se mais do que se erra na própria medição, e o preço do erro é o mesmo: ou refaz uma máquina em bom estado, ou assina como normal um nível que já está a desgastar os rolamentos.

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

Um único movimento, três grandezas

Um apoio de rolamento realiza um único movimento, e pode descrevê-lo com três grandezas diferentes. O deslocamento de vibração responde à pergunta «até onde foi o ponto». A velocidade de vibração responde à pergunta «com que rapidez se move». A aceleração de vibração responde à pergunta «com que brusquidão a sua velocidade muda». As três descrevem o mesmo processo, e as três estão corretas.

O que as liga é a frequência. Para uma única sinusoide, v = 2π·f·d e a = (2π·f)²·d, em que f é a frequência em hertz, e d é a amplitude do deslocamento. Daqui resulta o mais importante. Ao passar para a velocidade, multiplica pela frequência; ao passar para a aceleração, pelo quadrado da frequência. Significa isto que o deslocamento realça as frequências baixas, a aceleração realça as altas, e a velocidade mantém-se exatamente no meio.

Fisicamente, tem quase sempre nas mãos um único sensor, um acelerómetro. Ele dá um sinal proporcional à aceleração de vibração. O aparelho obtém a velocidade por integração, e o deslocamento por dupla integração. No Balanset-1A, os integradores estão implementados em hardware, no módulo USB de dois canais, juntamente com os pré-amplificadores e o ADC, por isso lê de imediato, no ecrã, a velocidade de vibração em mm/s, e trabalha com a componente de rotação 1x — a vibração na frequência de rotação do rotor.

Daqui resulta uma consequência que se esquece. A integração atenua as frequências altas e amplifica o ruído de baixa frequência. Abaixo do limite inferior do sensor, transforma o ruído numa subida falsa e regular na parte esquerda do espectro — o gráfico que decompõe a vibração por frequências; na literatura em língua inglesa, essa subida chama-se ski-slope. Converter aceleração em deslocamento onde o sensor já não funciona não faz sentido: vai obter números atrás dos quais não há movimento nenhum.

• Deslocamento de vibração: μm; no sistema imperial, mils, 1 mil = 25,4 μm. Normalmente indica-se a amplitude pico a pico. A área de trabalho é abaixo de cerca de 10 Hz.
• Velocidade de vibração: mm/s; no sistema imperial, ips, 1 ips = 25,4 mm/s. Normalmente indica-se o RMS, ou seja, o valor eficaz. A área de trabalho é cerca de 10–1000 Hz.
• Aceleração de vibração: m/s² ou g, sendo que 1 g = 9,81 m/s². Indica-se tanto o RMS como o pico, muitas vezes os dois ao mesmo tempo. A área de trabalho é acima de cerca de 1000 Hz.

Fontes: Manual de operação Balanset-1A

Onde se aplica cada uma: três grandezas, três tarefas

A velocidade de vibração tornou-se a avaliação universal do estado das carcaças não por tradição, mas por cálculo. Na banda de 10–1000 Hz, um único número em mm/s RMS pondera a componente de rotação, as suas primeiras harmónicas (frequências múltiplas dela) e uma energia de alta frequência moderada, de forma aproximadamente igual. É precisamente sobre esta grandeza que estão construídas as zonas A, B, C e D da ISO 20816. É também esta que normalmente regista no contrato e no limiar do sistema de monitorização.

O deslocamento de vibração mantém-se onde as frequências são baixas, ou onde interessa a folga. Um tambor lento a 30 rpm, um fuso, a posição de um veio num rolamento de deslizamento, medida por sensores de proximidade. Aqui, o que importa não é um abstrato «nível de vibração», mas a amplitude física do movimento, em micrómetros: ou cabe na folga, ou não cabe. Tenha em conta que a vibração do veio se avalia segundo documentos próprios, não segundo tabelas escritas para carcaças de rolamentos.

A aceleração de vibração é necessária quando procura impactos. Um defeito de rolamento de rolamento, um engrenamento, um roçamento, uma cavitação. O impulso dura frações de milissegundo e vive nos quilohertz, por isso, na velocidade, quase desaparece: a integração divide a sua amplitude pela frequência. O quadro típico de um estágio inicial é este: o RMS da velocidade de vibração está parado há três meses, e o pico da aceleração de vibração, nesse período, duplicou.

Há também o lado inverso, e vale a pena dizê-lo diretamente. Medir a aceleração num conjunto lento é inútil: a 50 rpm, a frequência de rotação é 0,83 Hz, e a aceleração dessa componente afunda-se no ruído. Avaliar uma máquina rápida pelo deslocamento é igualmente inútil: a 3000 rpm, 4,5 mm/s RMS dão uma amplitude de apenas 40 μm, e não vai captar esse movimento com um sensor de deslocamento na carcaça.

A última linha destoa das restantes de propósito. O desequilíbrio residual não é vibração, é massa multiplicada pelo raio. Não pode ser comparado nem com mm/s, nem com micrómetros de amplitude, e a frase «dentro da tolerância», no software de equilibragem, não significa, de todo, o mesmo que «na zona B», segundo a ISO 20816. Temos um artigo separado sobre estas três tolerâncias distintas.

Fontes: ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016 · ISO 13373-3:2015

Tabela de conversão: os mesmos 4,5 mm/s

A conversão entre grandezas faz-se numa única linha, mas só a uma frequência conhecida. De v = 2π·f·d, obtém d = v / (2π·f). Multiplicando a velocidade por 2π·f, obtém a aceleração. Aqui, f é a frequência precisamente da componente que está a converter, não a «frequência de vibração em geral».

Veja o que isto dá na prática. Tomemos um único valor, 4,5 mm/s RMS, e calculemos a que amplitude de deslocamento e a que aceleração corresponde, em frequências diferentes.

• Uma dispersão de cem vezes entre as duas colunas extremas, e isto não é erro, é física.
• A 10 Hz, estes 4,5 mm/s significam 200 μm de amplitude: vai ver o movimento do apoio a olho nu e senti-lo com a mão.
• A 1000 Hz, os mesmos 4,5 mm/s significam 2 μm: o movimento não se vê nem se ouve, mas a aceleração é de quase 3 g.
• O mesmo número em mm/s descreve situações mecânicas completamente diferentes, e, sem a frequência, não sabe qual delas.

Agora, a limitação por causa da qual a tabela não pode ser aplicada mecanicamente. A fórmula funciona para uma única sinusoide, ou seja, para uma única linha do espectro, a uma frequência conhecida. Um RMS de banda larga, na banda de 10–1000 Hz, é composto por dezenas de componentes ao mesmo tempo, e não tem uma única frequência. Converter os 4,5 mm/s RMS totais em micrómetros é, em princípio, impossível: a pergunta «a que frequência» fica sem resposta. Converta componentes isoladas. E verifique o limite inferior do sensor: um acelerómetro industrial típico funciona com fiabilidade a partir de cerca de 1–2 Hz, e, com um integrador incorporado, esse limite pode ser ainda mais alto.

RMS, pico, pico a pico: quatro números para um único sinal

A grandeza responde à pergunta «o que está a medir». O tipo de amplitude responde a outra pergunta: «como reduziu a oscilação a um único número». Confundem-se mais do que as próprias unidades, e as consequências são piores, porque as unidades costumam estar indicadas no ecrã, e o tipo de amplitude fica escondido nas configurações.

O RMS, ou seja, o valor eficaz, é o valor quadrático médio. Está associado à energia da oscilação e reage pouco a picos isolados, por isso as normas de estado das máquinas são escritas precisamente em RMS. O pico é o desvio máximo em relação a zero. O pico a pico é a amplitude total, do mínimo ao máximo. O valor médio retificado aparece em aparelhos antigos e em fichas técnicas, e também é preciso saber reconhecê-lo.

• 4,5 mm/s RMS são 6,4 mm/s de pico e 12,7 mm/s de pico a pico. Três números diferentes, a mesma vibração.
• Compararam o pico da medição de hoje com o RMS do relatório do ano passado, e obtiveram um «aumento de 40 %» onde a máquina não mudou nada.
• O erro inverso é simétrico: dividiram o pico medido por 1,41 e registaram o resultado como RMS, que o aparelho não mostrou.

A principal limitação, por causa da qual o coeficiente 1,41 falha. Foi deduzido para uma sinusoide pura. Num sinal de impacto, a relação desmorona-se por completo: num rolamento com lascamento, o pico de aceleração ultrapassa o RMS em oito a doze vezes. Multiplicaram o RMS por 1,41 e chamaram-lhe pico, e subestimaram o pico real em seis vezes, ou seja, deixaram passar precisamente aquilo que procuravam. Se a norma estiver definida em RMS, registe RMS. Se o aparelho só souber dar o pico, escreva isso no relatório em texto direto, e não ajuste o número ao limiar.

Fator de crista: o número que apanha impactos

O fator de crista é a relação entre o pico e o RMS do mesmo sinal: CF = pico / RMS. Por si só, não mede nada, mas diz de imediato que forma de sinal captou. Se é harmónico ou de impacto.

O sentido está em que o RMS cresce devagar, e o pico reage a impactos de imediato. Enquanto o defeito for localizado, o RMS quase não se move, e o pico sobe, elevando o fator de crista. É o sinal mais precoce que obtém sem análise espectral, apenas com dois números da mesma medição de aceleração.

• Sinusoide pura: 1,41. Tudo o que estiver próximo deste número indica um sinal harmónico, ou seja, mais próximo de desequilíbrio ou desalinhamento do que de impactos.
• Ruído aleatório de banda larga, de um conjunto em bom estado: aproximadamente 3–4.
• Defeito localizado de rolamento ou de engrenamento: 5–10 e acima.
• Estágio tardio de deterioração: de novo 3–4, porque os impactos se fundiram num ruído contínuo.

Fontes: ISO 13373-3:2015

Seis linhas sem as quais um número não significa nada

«Temos 7 mm/s» não é o resultado de uma medição, é metade do resultado. A outra metade são os dados de contexto, e, sem eles, o número não tem com que ser comparado: nem com a norma, nem com a medição anterior, nem com os dados de um colega.

Uma armadilha à parte é o sistema de unidades. Os aparelhos de origem americana dão, por defeito, ips e mils. Na rota, está definido um limiar de alarme de 7,1 mm/s, o aparelho mostra 0,28, o mecânico vê «um número pequeno» e continua. Mas 0,28 ips são exatamente os mesmos 7,1 mm/s, e o limiar já foi atingido. Guarde de memória três conversões: 1 ips = 25,4 mm/s, 1 mil = 25,4 μm, 1 g = 9,81 m/s².

A banda de frequências falha de forma mais silenciosa, mas igualmente segura. Dois aparelhos, no mesmo ponto, dão 3,1 e 4,6 mm/s, e ambos estão certos: o primeiro tem um limite superior de 200 Hz, o segundo de 1000 Hz, e a diferença é a energia de alta frequência que o primeiro aparelho simplesmente não conta. No Balanset-1A, o RMS da velocidade de vibração é medido na banda de 5–200 Hz, na gama de 0,02–80 mm/s. Para a componente de rotação e as primeiras harmónicas de máquinas industriais, isto é suficiente, mas não é a banda completa de 10–1000 Hz. Se a receção contratual exigir precisamente 10–1000 Hz, acorde o aparelho com antecedência, não no dia da entrega.

• Grandeza: deslocamento, velocidade ou aceleração. Sem ela, o número não se lê de todo.
• Unidades e sistema: mm/s ou ips, μm ou mils, m/s² ou g.
• Tipo de amplitude: RMS, pico, pico a pico ou médio retificado.
• Banda de frequências, por exemplo 10–1000 Hz. Para máquinas abaixo de 600 rpm, o limite inferior costuma descer até 2 Hz, mas verifique a parte e a edição aplicável da norma para a sua máquina.
• Ponto e direção: o apoio de rolamento concreto e H, V ou A. Mais o método de fixação do sensor, porque é ele que limita o extremo superior da banda.
• Regime: rotação pelo tacómetro, carga, temperatura, o que estava a funcionar por perto.

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

Erros frequentes que custam um turno

O que registar no relatório e o que fazer se os números não baterem certo

O relatório não existe por estética. Existe para que, daqui a um ano, outra pessoa repita a sua medição e compare os seus números com os dela. A verificação é simples: entregue o relatório a um colega e pergunte se ele consegue reproduzir a medição sem lhe perguntar mais nada. Se não conseguir, falta uma linha no relatório.

Abaixo, um modelo convencional de registo para um único ponto. Os números são para exemplo; o que importa é a estrutura.

• Máquina, conjunto, número do ponto e direção da medição.
• Grandeza, unidades e tipo de amplitude numa única linha: «velocidade de vibração, mm/s, RMS».
• Banda de frequências, e, para o espectro, também Fmax, número de linhas, janela e número de médias.
• Tipo de sensor e método de fixação: espigão roscado, cola, íman, sonda.
• Rotação pelo tacómetro, carga, temperatura, tempo de funcionamento antes da medição.
• Aparelho, número de série, data da última verificação da sensibilidade dos sensores.
• Norma de comparação: documento, parte, edição, classe da máquina, tipo de apoios.
• Três medições repetidas e a dispersão entre elas, não um único número.

Se os números de duas medições continuarem a não bater certo, e o relatório estiver completo, o que se segue é diagnóstico, não aritmética. Somos engenheiros que desenvolvemos e fabricamos os aparelhos Balanset e que, nós próprios, equilibramos com eles no local, e, pela experiência, as divergências vêm de três coisas: bandas diferentes entre aparelhos, fixação diferente do sensor e regime diferente da máquina. Envie-nos os dois relatórios e a rotação, e analisamos de onde vem a divergência. E, se os números mostrarem que predomina a componente de rotação, a questão passa para o plano prático: equilibragem do rotor no local de exploração, nos seus próprios apoios, sem desmontar o rotor. O apoio de consultoria sobre a escolha da grandeza, da banda e do ponto de medição está incluído no trabalho, não se vende em separado.

Fontes: Especificações do fabricante Balanset-1A

Perguntas frequentes

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