Balanceamento de exaustor de fumo no local: circuito quente, cinzas e regime térmico

O exaustor de fumo treme cada vez mais a cada semana, e depois de limpar a roda ficou pior do que antes. É uma história conhecida: a cinza acumula-se de forma irregular, o abrasivo desgasta as arestas, e o empeno térmico confunde a leitura na máquina fria. Balanceamos exaustores de fumo e máquinas de tiragem de centrais térmicas e fornos diretamente nos seus apoios de rolamento, com medição na máquina quente e instalação das massas depois do arrefecimento. Base em Vila Nova de Gaia, junto ao Porto, com deslocações a todo o país.

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

Sintomas com que os proprietários de exaustores de fumo nos procuram

No exaustor de fumo, o desequilíbrio segue o seu próprio calendário. A roda trabalha no fluxo de gases de combustão com cinza e fuligem, por isso a massa do rotor muda não ao longo de anos, mas de semanas: nalguns pontos acumula-se, noutros desgasta-se, noutros ainda lasca-se. A vibração não se limita a aumentar, comporta-se de forma característica, e muito se percebe pelo seu comportamento ainda antes da medição.

Há um sinal específico das máquinas de tiragem: a vibração na máquina quente e na máquina fria é diferente. Se de manhã, depois do arranque, o exaustor treme e ao fim de duas horas de trabalho acalma, ou o contrário, trata-se de empeno térmico do veio e dos discos, e a solução não é a mesma de um desequilíbrio comum. Este fenómeno está explicado com mais pormenor no nosso artigo sobre roçamento e empeno térmico do rotor.

• A vibração aumenta gradualmente ao longo de semanas após a última limpeza ou reparação, apesar de o regime da caldeira não ter mudado
• A amplitude mudou de forma súbita numa hora: parece um pedaço de crosta de cinza ou de revestimento resistente ao desgaste que se soltou
• Na máquina fria a vibração é uma, na máquina quente é outra, e nas primeiras horas após o arranque o nível oscila
• Depois de limpar a roda, a trepidação ficou mais forte do que antes da limpeza
• A voluta e a conduta de gases zumbem, a plataforma de manutenção treme, os parafusos dos apoios dos rolamentos desapertam-se
• Os apoios dos rolamentos aquecem mais do que o habitual, a massa lubrificante escurece antes do intervalo de manutenção
• A vibração muda de forma percetível ao ajustar o aparelho diretor, apesar de a rotação ser a mesma
• A desaceleração livre da roda pesada ficou mais curta ou soa diferente: é possível haver roçamento na voluta

A tendência é mais importante do que o valor absoluto: um aumento da vibração global nos apoios dos rolamentos de uma vez e meia em relação ao nível habitual já justifica uma medição. Consulte os limites das zonas na parte aplicável e na edição da ISO 20816, tendo em conta o tipo de apoios para máquinas de tiragem.

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

Como é constituído o exaustor de fumo e de onde vem o desequilíbrio

O esquema típico é este: o corpo com o veio sobre dois apoios de rolamento fica montado na bancada fora do fluxo de gases, e a roda está montada em consola, projetada para dentro da voluta. O acionamento é direto, por acoplamento; nas máquinas pequenas, por correia. A roda é pesada: disco principal, pás curvadas para trás, muitas vezes disco de cobertura e revestimentos resistentes ao desgaste soldados nas arestas de entrada. A voluta pode ter revestimento interior refratário, e por fora é uma virola com escotilha. A máquina trabalha em depressão, por isso, através das folgas da escotilha e do vedante do veio, a conduta de gases aspira ar para dentro, em vez de deitar pó para fora.

Para o balanceamento, este esquema é conveniente: os apoios dos rolamentos são acessíveis, ficam fora do circuito quente e normalmente aquecem apenas de forma moderada. É neles que colocamos os sensores, e apontamos o sensor laser de fase para a marca refletora no veio ou no semi-acoplamento. Não é preciso entrar na conduta de gases para medir.

Porque medimos a máquina quente, e não a arrefecida

Esta é a principal diferença metodológica entre o exaustor de fumo e um ventilador comum. A geometria do rotor depende da temperatura: ao atingir o regime de trabalho, o veio e os discos aquecem, o empeno térmico redistribui-se, e mudam as folgas e os apertos dos ajustes. A amplitude e a fase da componente síncrona 1x — a vibração exatamente na frequência de rotação, que é a que o desequilíbrio cria — são diferentes na máquina fria e na máquina quente: por vezes a amplitude difere várias vezes, e a fase, dezenas de graus.

É preciso balancear o estado em que a máquina realmente trabalha. Por isso, a medição inicial, os arranques de prova e a medição de controlo são feitos com o exaustor quente, em regime térmico estabilizado: depois de a máquina ter trabalhado sob carga o tempo suficiente para a amplitude e a fase de 1x deixarem de variar. Normalmente é uma a duas horas depois do arranque, e mais nas máquinas grandes. Não adivinhamos a estabilidade, vemo-la no aparelho: várias medições seguidas têm de repetir a fase dentro de poucos graus.

Se balancear o exaustor com medições a frio, obtém uma máquina que fica silenciosa na desaceleração livre mas treme em funcionamento. O inverso também é verdade: não se assuste com uma vibração mais alta na primeira meia hora após o arranque, avalie o regime já estabilizado.

Em todos os arranques fixamos a mesma posição do aparelho diretor e o mesmo regime da caldeira. Alterar a posição do aparelho muda o caudal e as forças aerodinâmicas na roda, e medições feitas em posições diferentes não são comparáveis.

O que verificamos antes da primeira massa

A inspeção da roda do exaustor é feita pelo interior, através da escotilha, com a máquina parada e fria. Não é uma formalidade: numa roda suja ou fissurada, o balanceamento ou não se mantém, ou mascara um defeito que não pode ser mascarado.

• Limpeza da roda: crosta de cinza por setores, em ambos os lados das pás, nos cantos junto aos discos principal e de cobertura. Uma roda suja é primeiro limpa por completo, só depois balanceada
• Pás: afinamento das arestas de entrada, desgaste passante, fissuras na raiz e nas soldaduras
• Revestimentos resistentes ao desgaste: bordos soltos, soldaduras partidas, sinais de desprendimento recente
• Massas de balanceamento antigas: quantas há, onde estão, se as soldaduras aguentam
• Ajuste da roda no veio e estado da chaveta, aperto do acoplamento, e em acionamento por correia, o empeno das polias
• Fixação dos apoios dos rolamentos e da bancada, estado da fundação, fissuras nos reforços
• Sinais de roçamento da roda contra a voluta e estado do revestimento refratário: um pedaço de revestimento que se soltou altera as folgas
• Vedante do veio e da escotilha: entradas de ar fortes distorcem o regime e ressecam o rolamento com cinza
• Aparelho diretor: folgas das pás, fixação do acionamento na posição de trabalho
• Estabilidade da rotação: em máquinas com variador, a referência é fixada durante o balanceamento

Depois vem a medição na máquina quente: comparamos a vibração global com a componente síncrona 1x, observamos o espectro (a decomposição da vibração por frequências) e a repetibilidade da fase. O balanceamento reduz apenas a 1x. Se no espectro predominarem as frequências dos rolamentos ou o dobro da frequência de rotação 2x — sinal típico de desalinhamento —, dizemo-lo antes de instalar as massas, não depois. A metodologia para distinguir as causas está descrita no nosso artigo sobre como determinar a causa da vibração.

Fontes: ISO 13373-3:2015

Como decorre o balanceamento do exaustor de fumo

1. Pedido

   Análise da máquina por fotografias e dados

   O cliente envia o tipo de máquina, a rotação, a potência e o tipo de acionamento, o diâmetro da roda, a temperatura dos gases, fotografias da roda através da escotilha e fotografias dos apoios dos rolamentos. Respondemos se é possível balancear no local, quantos planos de correção esperar e que janela de paragem prever, tendo em conta o arrefecimento.

2. Arranque 0

   Medição inicial com a máquina quente

   O exaustor de fumo trabalha sob carga em regime térmico estabilizado. Dois acelerómetros ficam nos apoios dos rolamentos, o sensor laser de fase aponta para a marca no veio. Registamos a rotação, a vibração global, a amplitude e a fase de 1x em ambos os apoios, o espectro e a repetibilidade da fase. É aqui que se decide se é desequilíbrio ou outra causa.

3. Paragem

   Arrefecimento e autorização de entrada na conduta de gases

   A máquina é parada, o acionamento é bloqueado, o aparelho diretor é fechado e fixado. A carcaça é ventilada até atingir uma temperatura e uma composição do ar seguras. Verificamos a ausência de tiragem através da escotilha aberta: outras máquinas ligadas à mesma conduta comum criam um fluxo que tanto faz rodar a roda como puxa gases para a zona de trabalho. Travamos a roda mecanicamente, para que essa tiragem não a faça rodar. Só depois disto é que trabalhamos no interior.

4. Marcação

   Pás e disco como posições fixas

   Numeramos as pás no sentido de rotação, medimos o raio de instalação das massas no disco principal, introduzimos as posições no programa. A partir daqui, o aparelho responde não com um ângulo, mas com o número da posição e a massa. Não é preciso transferidor numa voluta apertada.

5. Prova

   Massa de prova e arranque de calibração

   A massa de prova, previamente pesada, é fixada com grampo ou parafuso, de forma tão segura como uma massa definitiva. A máquina é novamente levada ao mesmo regime térmico, e só depois se regista a medição. Um arranque de prova válido muda a amplitude de 1x em 20–30% ou a fase em 20–30 graus; o critério está explicado no artigo sobre a massa de prova. É assim que o aparelho obtém os coeficientes de influência específicos do seu sistema — a reação medida da máquina a uma massa conhecida, a base de todo o cálculo.

6. Massas

   Instalação da correção após o arrefecimento

   O programa indica a massa e a posição para cada plano. Paramos de novo, aguardamos o arrefecimento, ventilamos, bloqueamos. Limpamos o local de instalação até ao metal limpo, removendo cinza e crosta, e soldamos as chapas ao disco principal. Não soldamos em metal incandescente: é uma proibição de segurança e também dá uma soldadura de má qualidade.

7. Controlo

   Medição final e relatório

   Arranque de controlo com a mesma rotação, a mesma posição do aparelho diretor e o mesmo regime térmico do arranque inicial. Se necessário, faz-se uma afinação (trim): um ajuste rápido das massas já instaladas, sem novos arranques de prova. Depois, o relatório com os valores antes e depois.

Planeie a janela com realismo: no exaustor de fumo, cada ciclo é mais longo do que num ventilador comum. A roda pesada demora a parar, a carcaça demora a arrefecer, e o aquecimento antes de cada medição também leva tempo. Normalmente são precisos dois a três ciclos de paragem-arranque, e o arrefecimento neles ocupa mais tempo do que o próprio trabalho com as massas. Os requisitos para trabalhos dentro da conduta de gases e para os bloqueios estão reunidos no nosso artigo sobre segurança no balanceamento no local.

Fontes: Manual de operação Balanset-1A

Um plano ou dois, e onde ficam no exaustor de fumo

A roda do exaustor de fumo é larga: a relação entre a largura e o diâmetro é, na maioria das máquinas, superior a 0,5, e a própria roda está montada em consola, projetada para além de ambos os apoios dos rolamentos. Uma massa em qualquer plano influencia logo os dois apoios, e a correção num único plano deixa muitas vezes um desequilíbrio de momento: um apoio acalma, o outro não. Por isso, por defeito, preparamos um esquema de dois planos e confirmamo-lo com a medição.

Fisicamente, os planos de correção aqui são estes. O primeiro: a face exterior do disco principal, junto ao cubo, onde o metal é espesso e a soldadura é segura. O segundo: a zona do disco de cobertura junto ao aro, ao alcance da mão através da escotilha. Em rodas estreitas de admissão simples, a rotações moderadas, por vezes basta um plano junto ao disco principal: isso vê-se pelo remanescente no segundo apoio depois da primeira correção. Em rodas de dupla admissão, os dois planos são obrigatórios. A regra geral de escolha está explicada no artigo sobre um e dois planos de correção; aqui o mais importante é o acesso: se a escotilha só abrir um lado da roda, dizemo-lo na fase do pedido.

Os exaustores de fumo funcionam a rotações moderadas, normalmente entre 500 e 1500 rpm, e o rotor comporta-se como rígido. Máquinas próximas da primeira frequência crítica (a velocidade a partir da qual o veio começa a fletir de forma percetível) exigem uma abordagem diferente, segundo a parte aplicável da ISO 21940 para rotores em estado flexível; nas máquinas de tiragem isto é raro.

Fontes: ISO 21940-11:2016 · ISO 21940-12:2016

Com que e onde fixamos as massas na roda do exaustor de fumo

Para o exaustor de fumo há um método padrão: a soldadura de chapas de aço. Só colocamos massas aparafusadas onde o fabricante previu furos próprios, e usamos massas magnéticas exclusivamente como massas de prova, retirando-as antes de entregar a máquina: em metal quente o íman perde força de fixação, e uma massa destas não pode ser definitiva.

• Limpamos o local da massa até ao metal limpo: uma soldadura sobre cinza e crosta não aguenta
• Soldamos a chapa em todo o contorno. Uma soldadura não fechada, num fluxo abrasivo, é corroída pela cinza, e a massa acaba por se soltar
• Soldamos ao disco principal, na zona espessa junto ao cubo, ou ao disco de cobertura. Não soldamos às pás na zona de fluxo abrasivo nem aos revestimentos resistentes ao desgaste
• Cortamos as chapas do mesmo tipo de aço do disco. Para rodas resistentes ao calor, acordamos à parte o material e o elétrodo
• Mantemos a forma da chapa baixa e aerodinâmica, para que não acumule crosta nem crie uma zona de desgaste localizado
• Só soldamos depois de a roda e a carcaça arrefecerem: é um requisito para a autorização de entrada na conduta de gases e, ao mesmo tempo, uma condição para uma soldadura válida
• Não removemos às cegas massas antigas de origem desconhecida: primeiro a medição, depois a decisão. Por vezes o mais correto é considerá-las como parte do rotor
• Raramente usamos a remoção de massa por furação em exaustores de fumo: o disco já está afinado pela erosão, e não convém enfraquecê-lo ainda mais

Uma análise dos métodos de fixação e das suas limitações está no nosso artigo sobre a fixação de massas de correção. Para o exaustor de fumo, retenha o essencial: soldadura completa em todo o contorno, metal limpo, máquina fria.

Quando o balanceamento no local não resolve

Parte dos pedidos relativos a exaustores de fumo são interrompidos ainda na fase das fotografias ou da primeira medição. Eis uma lista honesta dos casos em que as massas não resolvem o problema.

• Roda coberta de cinza. Balancear a crosta não faz sentido: a massa não está fixa, e o resultado desaparece na primeira lasca que se soltar. Primeiro a limpeza completa, depois a medição. Uma limpeza parcial é pior do que nenhuma
• Fissuras nas pás, nas soldaduras ou nos discos. O balanceamento reduz a vibração e esconde o único sinal externo do defeito. Uma pá que se solta à rotação de trabalho destrói a voluta. Primeiro a reparação
• Afinamento crítico das arestas ou revestimentos soltos. A roda continua a perder massa, e o desequilíbrio volta em poucas semanas. Reparação por soldadura de revestimento ou substituição da roda, com o balanceamento como operação final
• Empeno residual do veio que não desaparece com a máquina fria. Já não é empeno térmico, mas deformação. É preciso endireitar ou substituir o veio
• Folga no ajuste da roda no veio, chaveta danificada. Qualquer folga significa reparação; os coeficientes de influência não são fiáveis nessas condições
• Vibração global várias vezes superior à 1x: rolamentos, folgas mecânicas, desalinhamento. O desalinhamento corrige-se com o alinhamento de eixos, no caso de máquina quente tendo em conta os deslocamentos térmicos dos apoios
• Regime instável: rotação a oscilar, ajustes constantes do aparelho diretor, caldeira que não mantém a carga. As medições não se repetem, e a calibração é impossível
• Não há janela para o arrefecimento. Se a máquina não puder ficar parada mais de uma hora, não é fisicamente possível instalar as massas. Nesse caso, o trabalho é planeado para a próxima paragem da caldeira
• Ressonância da bancada ou da plataforma: a vibração depende fortemente da rotação e não se resolve com massas. Primeiro a rigidez da estrutura

Se a roda tiver de ser retirada para reparação de qualquer forma, o balanceamento numa máquina de oficina pode ser mais adequado. Uma comparação entre os dois caminhos está no nosso artigo sobre balanceamento no local e em oficina.

O que recebe e como marcar uma visita

O resultado não é apenas uma conduta silenciosa. O cliente recebe um relatório: a vibração inicial e residual em cada apoio de rolamento em mm/s RMS (valor eficaz, a medida padrão do nível de vibração), separadamente a componente síncrona 1x, a rotação, a posição do aparelho diretor e o regime térmico da medição. Mais as massas e as posições de todas as massas instaladas, os espectros antes e depois, a avaliação por zonas segundo a parte aplicável da ISO 20816 e o cálculo da tolerância por classes de precisão G, quando a massa do rotor é conhecida.

Há um valor específico para o exaustor de fumo: guardamos os coeficientes de influência da sua máquina. O desequilíbrio de uma máquina de tiragem regressa pela própria natureza do seu funcionamento, depois da limpeza seguinte ou do desprendimento de crosta. Um novo balanceamento com os coeficientes guardados dispensa arranques de prova, o que significa menos um ciclo de arrefecimento e um tempo bastante mais curto.

O balanceamento é feito por engenheiros que desenvolvem e fabricam os aparelhos Balanset e que fazem eles próprios o balanceamento no local. Trabalhamos com o aparelho Balanset-1A: dois acelerómetros nos apoios dos rolamentos, sensor laser de fase por marca refletora, cálculo num e em dois planos pelo método dos coeficientes de influência, modo de posições fixas por pás, arquivo e relatórios. O mesmo aparelho pode ser comprado para balancear o seu próprio parque de máquinas.

Preços: diagnóstico vibratório com relatório 300 EUR por unidade, balanceamento a partir de 250 EUR, valor mínimo faturado por visita 500 EUR. O total depende do número de rotores, do número de planos e da distância à instalação; o cálculo exato é dado pelo simulador no site. Conselho prático para uma central térmica: compensa balancear numa só visita o exaustor de fumo e o ventilador de ar de combustão da caldeira, pois a segunda máquina sai bastante mais barata do que uma deslocação separada.

• Tipo e marca da máquina, rotação, potência e tipo de acionamento
• Diâmetro e largura da roda, temperatura dos gases, combustível da caldeira ou do forno
• Fotografias da roda através da escotilha, dos dois lados, fotografias dos apoios dos rolamentos e do acoplamento
• Quando a roda foi limpa pela última vez e se está prevista uma limpeza antes da nossa chegada
• A sua janela de paragem, tendo em conta o arrefecimento, e quem é responsável pelo bloqueio do arranque e pela autorização de entrada na conduta de gases

Envie o pedido com as respostas desta lista, e diremos com clareza: se o seu exaustor de fumo pode ser balanceado no local, se é preciso reparar primeiro a roda e quanto tempo prever para as paragens. Base em Vila Nova de Gaia, junto ao Porto, com deslocações a todo o país.

Fontes: ISO 20816-1:2016 · Especificações do fabricante Balanset-1A

Perguntas frequentes

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