VIBRAÇÃO E RUIDO EM MANUTENÇÃO PREDITIVA

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Universidade Estadual “Julio de Mesquita Filho” 
Faculdade de Engenharia 
Campus de Bauru 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRABALHO DE MANUTENÇÃO INDUSTRIAL DE FROTAS 
 
 
 
 
 
VIBRAÇÃO E RUIDO 
EM MANUTENÇÃO PREDITIVA 
 
 
 
 
 
 
 
Guilherme Bandeira 410691 
 Guilherme de Abreu 511463 
 Rafael Gianelli 611743 
 
 
 
Bauru, 30 de setembro de 2010 
2 
 
ÍNDICE 
 
1. Introdução ..................................................................................................................... 3 
2. Manutenção Preditiva ................................................................................................... 3 
2.1. Conceito ................................................................................................................. 3 
2.2. Objetivos ................................................................................................................. 4 
3. Vibração na Manutenção Preditiva .............................................................................. 5 
3.1. Fundamentos da Vibração ...................................................................................... 6 
3.2. Amplitude de Vibração ............................................................................................ 7 
3.3. Ressonância ........................................................................................................... 8 
3.4. Análise de Vibração ................................................................................................ 9 
3.5. Sistemas e Instrumentos para Medição de Vibração ............................................ 11 
3.5.1. Medidor de Vibração de Nível Global (Sem filtro) .......................................... 11 
3.5.2. Medidor de Vibração com Análise de Freqüência .......................................... 12 
3.5.3. Analisadores de Freqüência por Transformada de Fourier ............................ 13 
3.6. Transdutores de vibração e parâmetros de medida .............................................. 14 
3.7. Critérios de severidade e avaliação dos níveis de vibração .................................. 16 
3.8. Notas sobre diagnoses de falhas .......................................................................... 17 
3.9. Resultados Previstos ............................................................................................ 18 
3.10. Curvas de Tendência ........................................................................................ 19 
4. Emissão acústica na manutenção Preditiva ............................................................. 20 
4.1. Os principais parâmetros para caracterização ...................................................... 21 
4.2. Benefícios proporcionados pelo uso da técnica de EA .......................................... 22 
 
 
3 
 
 
1. Introdução 
 
A manutenção preditiva (do inglês, predictive maintenance) é aquela que é realizada 
a qualquer tempo, visando corrigir uma fragilidade percebida antecipadamente à ocorrência 
de um problema. Difere da manutenção preventiva por se realizar em virtude da 
constatação de uma tendência. A manutenção preventiva, por exemplo, ocorre a intervalos 
regulares, independente do desempenho do equipamento ou mecanismo, mas sim de 
acordo com um planejamento, como a troca de óleo do carro que é realizada a cada 3, 5 ou 
10 mil kilômetros independentemente de como está se comportando o veículo. 
Na manutenção preditiva são registrados e analisados, em tempo real, vários 
fenômenos, tais como: 
 Vibrações das máquinas; 
 Emissão acústica; 
 Pressão; 
 Temperatura; 
 Desempenho; 
 Aceleração. 
Neste trabalho, serão apenas as Vibrações e as Emissões acústicas. 
 
2. Manutenção Preditiva 
2.1. Conceito 
A manutenção preditiva, se realiza uma vez que se perceba uma tendência: por 
exemplo, o conserto ou a troca de um pneu que se percebe esvazia com uma frequência 
distinta do padrão. Na área de informática, mecanismos de monitoramento estão 
constantemente verificando o desempenho do equipamento, coletando dados sobre sua 
utilização, erros recuperáveis ocorridos, sensores de temperatura, estados de alerta e 
outras informações. 
A análise dessas informações permite que se delineiem hipóteses sobre a origem 
dos problemas e iniciativas sejam tomadas para evitar que o equipamento chegue à 
situação de inoperância. Como exemplo, ao se perceber que a temperatura interna do 
equipamento tem subido no decorrer do tempo deve-se verificar se os sistemas de 
ventilação estão desobstruídos, se os ventiladores estão funcionando adequadamente etc. 
4 
 
Este tipo de manutenção indica as condições reais de funcionamento das máquinas 
com base em dados que informam o seu desgaste ou processo de degradação, e assim 
prediz o tempo de vida útil dos componentes das máquinas e equipamentos e as condições 
para que esse tempo de vida seja bem aproveitado. Na europa, a manutenção preditiva é 
conhecida pelo nome de manutenção condicional e nos estados unidos recebe o nome de 
preditiva ou previsional. 
Com base no conhecimento e análise dos fenômenos, torna-se possível indicar, com 
antecedência, eventuais defeitos ou falhas nas máquinas e equipamentos. A manutenção 
preditiva, após a análise do fenômenos, adota dois procedimentos para atacar os problemas 
detectados: Estabelece um diagnóstico e efetua uma análise de tendências. 
 Diagnóstico: Detectada a irregularidade, o responsável terá o encargo de 
estabelecer, na medida do possível, um diagnóstico referente à origem e à 
gravidade do defeito constatado . Este diagnóstico deve ser feito antes de se 
programar o reparo. 
 
 Análise da tendência da falha: A análise consiste em prever com 
antecedência a avaria ou a quebra, por meio de aparelhos que exercem 
vigilância constante predizendo a necessidade do reparo. 
 
Com base no conhecimento e análise dos fenômenos, torna-se possível indicar, com 
antecedência, eventuais defeitos ou falhas nas máquinas e equipamentos. 
A manutenção preditiva, geralmente, adota vários métodos de investigação para 
poder intervir nas máquinas e equipamentos. Entre os vários métodos destacam-se o 
Estudo das Vibrações; Análise dos óleos; Análise do estado das superfícies e análises 
estruturais de peças. 
 
2.2. Objetivos 
 
Os objetivos da manutenção preditiva são: 
 Determinar, antecipadamente, a necessidade de serviços de manutenção 
numa peça específica de um equipamento; 
 Eliminar desmontagens desnecessárias para inspeção; 
5 
 
 Aumentar o tempo de disponibilidade dos equipamentos; 
 Reduzir o trabalho de emergência não planejado; 
 Impedir o aumento dos danos; 
 Aproveitar a vida útil total dos componentes e de um equipamento; 
 Aumentar o grau de confiança no desempenho de um equipamento ou linha 
de produção; 
 Determinar previamente as interrupções de fabricação para cuidar dos 
equipamentos que precisam de manutenção. 
Por meio desses objetivos, pode-se deduzir que eles estão direcionados a uma 
finalidade maior e mais importante: A redução de custos de manutenção e aumento da 
produtividade. 
 
3. Vibração na Manutenção Preditiva 
A manutenção preditiva baseada na monitoração da vibração tem sido empregada 
com sucesso em indústrias de processamento contínuo desde o início dos anos 70. As 
plantas de refinaria e petroquímicas adotaram esta técnica e obtiveram economia 
considerável com o aumento de disponibilidade de equipamento produtivo e correspondente 
aumento de produtividade. Desde então, a monitoração da condição tem sido implantadacom sucesso em industrias que empregam máquinas rotativas em geral. 
Esse sucesso é devido a resultados econômicos obtidos em curto prazo, pela 
redução de intervenções de manutenção em até 70%, após reduzido período de 
monitoração e pela possibilidade de planejamento de intervenções com conhecimento 
prévio da época e causa das falhas. Situações reais demonstram economia de até 75% nos 
custos de manutenção nas empresas que adotaram esse procedimento, o que indica um 
rápido retorno no investimento com a instrumentação para a monitoração de vibração, 
durante a implantação do programa. 
É valioso notar que o sucesso desse programa não depende necessariamente de 
grandes investimentos iniciais em equipamentos sofisticados de análise. Muitos esquemas 
de sucesso começam com medidores e analisadores de vibração analógicos de baixo 
custo, de funcionamento simplificado, capazes de atender a um elevado número de 
equipamentos, dos mais diversos tipos. É necessário apenas que os equipamentos de 
coleta de dados sejam confiáveis e robustos, capazes de suportar os rigores do trabalho 
diário, em ambientes agressivos. 
6 
 
Todas as máquinas em funcionamento produzem vibrações que, aos poucos, levam-
nas a um processo de deteriorização. Essa deteriorização é caracterizada por uma 
modificação da distribuição de energia vibratória pelo conjunto dos elementos que 
constituem a máquina. Observando a evolução do nível de tais vibrações, é possível obter 
informações sobre o estado da máquina. 
 
3.1. Fundamentos da Vibração 
A vibração é um movimento oscilante ou de trepidação de uma máquina ou 
de algum elemento de máquina, saindo de sua posição de estabilidade (estática ou 
dinâmica). Como exemplo, tomemos uma massa suspensa presa ao referencial por 
uma mola, e que se movimenta a partir de sua posição neutra (repouso) até os 
limites superior e inferior, retornando à sua posição neutra. Neste ponto, estará 
completo UM CICLO DE OSCILAÇÃO. Dizemos que existe VIBRAÇÃO quando este 
ciclo se repete várias vezes numa unidade de tempo. 
O TEMPO gasto para completar UM CICLO é chamado PERÍODO e, a 
quantidade de ciclos numa unidade de tempo é chamada FREQUÊNCIA DO 
MOVIMENTO. 
Registrando graficamente este movimento temos o traçado senoidal desta 
“oscilação” ,que obedece às leis cinemáticas do “MOVIMENTO HARMÔNICO 
SIMPLES - MHS”. 
Em nossas máquinas temos caracterizado um movimento rotacional que 
segue as leis cinemáticas do “MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME - MCU”, por 
tratar-se de rotação constante no momento da medição. 
Comparando os movimentos MHS e MCU, percebemos que as equações 
matemáticas obedecem aos mesmos princípios e são representadas, de forma 
simplificada, como se segue: 
 
Registro de movimento harmônico. 
7 
 
 
Movimento harmônico com projeção de um ponto que se move numa circunferência. 
 
 
 
 
3.2. Amplitude de Vibração 
A AMPLITUDE relaciona-se com a quantidade de energia contida no sinal 
vibratório mostrando-nos a criticidade e destrutidade dos eventos presentes. É 
plotada no “EIXO Y” cartesiano. Pode ser tomada em Deslocamento, Velocidade e 
Aceleração e suas curvas de confiabilidade de respostas são: 
 
 
 
 
8 
 
 
Podem ser obtidas nos sistemas métrico ou inglês. 
 
 
 AMPLITUDE 
 
MÉTRICO 
 
INGLÊS 
 
Deslocamento 
 
microns 
 
 mils 
 
Velocidade 
 
 mm/s 
 
 in/s 
 
Aceleração 
 
 G * 
 
 G 
 
A detecção do sinal pode ser em PICO, RMS OU PICO-A-PICO 
 
 
As Normas e Recomendações mais utilizadas são: ISO-2372, VDI-2056 e 
NBR-10.082 (ABNT). 
 
3.3. Ressonância 
A RESSONÂNCIA é a interação física e matemática de dois ou mais eventos 
atuando simultaneamente. As energias dos eventos manifestando-se em 
freqüências idênticas ou próximas entre si, darão surgimento a excitações não 
previstas inicialmente nos mais diversos sistemas mecânicos, elétricos ou 
estruturais. É objetivo da análise espectral, identificar os vários componentes que 
podem gerar as interações para assim proceder as modificações necessárias para 
eliminá-las. 
9 
 
Agregando o monitoramento periódico e sistemático, podemos identificar 
situações de ressonância as mais imprevisíveis, responsáveis, muitas das vezes, 
pela deterioração prematura de máquinas e componentes. 
 
Os exemplos mais comuns de RESSONÂNCIAS são: 
 RPM da máquina com CPM da estrutura 
 RPM de um componente com CPM de partes de rolamentos 
 CPM de área espectral com CPM de partes de rolamentos 
 CPM de engrenagens com CPM de carcaças e estruturas 
 CPM de componentes de máquinas com CPM de sensores 
 CPM de rolamentos com CPM de alimentação elétrica, dentre outros. 
Nos estudos de RESSONÂNCIA é comum confundi-la com BATIMENTO, 
devido à forma de manifestação, uma vez que nos dois casos existe um ruído 
modulado e característico, porém, de naturezas diferentes. 
RESSONÂNCIA é a interação entre energias de freqüências próximas, 
incluindo-se nestas, as freqüências naturais envolvidas, ao passo que o 
BATIMENTO é a interação simples de dois eventos de rotação similar. A 
RESSONÂNCIA é permanente e o BATIMENTO é transitório. O BATIMENTO 
possui um grau de destrutividade muito menor do que a RESSONÂNCIA, e isto é 
fundamental em preditiva. 
 
3.4. Análise de Vibração 
 O ensaio para vibrações mecânicas, em muitas indústrias, é um método 
indispensável na detecção prematura de anomalias de operação em virtude de problemas, 
tais como falta de balanceamento das partes rotativas, desalinhamento de juntas e 
rolamentos, excentricidade, interferência, erosão localizada, abrasão, ressonância, folgas, 
etc.. 
O método é particularmente útil na monitoração de operação mecânica de máquinas 
rotativas (ventiladores, compressores, bombas, turbinas, etc.), na detecção e 
reconhecimento da deterioração de rolamentos, no estudo de mau funcionamento típicos 
10 
 
em maquinaria com regime cíclico de trabalho, laminadores, prensas, etc., e na análise de 
vibrações dos processos de trincamento, notadamente em turbinas e outras máquinas 
rotativas ou vibratórias. 
Este método também permite uma grande confiabilidade na operação de instalações 
e na interrupção de uma máquina em tempo hábil, para substituição de peças desgastadas. 
Na usinagem mecânica com ferramental sofisticado, a medição das vibrações é 
essencial para a melhoria da qualidade final do produto. 0 método é aplicado na engenharia 
civil para o estudo do comportamento das estruturas sujeitas a carregamento provocados 
por um tráfego de alta velocidade. 
O ensaio de Análise de Vibrações é um método muito valioso, pois a identificação 
das falhas no monitoramento de máquinas e motores é feito por medições eletrônicas das 
vibrações, não percebidas por nossos ouvidos, eliminando assim a subjetividade do 
técnico. 
O princípio de Análise baseia-se na idéia de que as estruturas das máquinas 
excitadas pelos esforços dinâmicos (ação de forças) dão sinais vibratórios, cuja freqüência 
é igual à freqüência dos agentes excitadores. 
Se captadores de vibrações forem colocados em pontos definidos da máquina, eles 
captarão as vibrações recebidas por toda a estrutura. O registro das vibrações e sua análise 
permitem identificar a origem dos esforços presentes em uma máquina operando. 
Por meio da medição e análise das vibrações de uma máquina em serviço normal de 
produção detecta-se, com antecipação, a presença de falhas que devem ser corrigidas: 
 Rolamentos deteriorados; 
 Engrenagens defeituosas; 
 Acomplamentos desalinhados; 
 Rotores desbalanceados; 
 Vínculos desajustados; Eixos deformados; 
 Lubrificação deficiente; 
 Folga excessiva em buchas; 
 Falta de rigidez; 
 Problemas aerodinâmicos; 
 Problemas hidráulicos; 
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 Cavitação. 
As mais comumente encontradas são: 
 Desbalanceamento de massas rotativas. 
 Rotores excêntricos ou empenados. 
 Eixo empenado. 
 Desalinhamentos em geral. 
 Rolamentos danificados ou inadequados. 
 Correias fora de padrão. 
 Cavitação/Refluxo hidráulico. 
 Passagem de palhetas. 
 Turbulência em mancais de deslizamento. 
 Motores Elétricos defeituosos. 
 Engrenamentos desgastados ou incorretos. 
 
3.5. Sistemas e Instrumentos para Medição de Vibração 
Os sistemas de instrumentação para a monitoração periódica de vibração podem ser 
classificados em 3 níveis: Medidor de vibração de nível global (sem filtro), Medidor de 
vibração com análise de freqüência(com filtro) e Analisadores de Freqüência por 
Transformada de Fourier. 
 
3.5.1. Medidor de Vibração de Nível Global (Sem filtro) 
O medidores de vibração de nível global é um instrumento capaz de medir o valor 
global de vibração( pico ou rms), em uma extensa faixa de freqüência, que depende das 
normas e padrões aplicáveis. Pelo seu funcionamento, este instrumento mede a vibração 
total resultante da ação de todas as freqüências presentes no sinal de vibração, dentro da 
faixa considerada. As medições são comparadas com padrões gerais (Normas) ou valores 
de referências estabelecidos para cada máquina. A condição da máquina é assim avaliada 
no campo, com o mínimo de dados. 
Este tipo de medidor deve ter a capacidade de medir o valor “true” RMS ou valor de 
Pico de velocidade, deslocamento e, em alguns casos, aceleração, sobre uma faixa de 
freqüência de 5 Hz a 5.000 Hz. Em casos de falta de valores de referência, as leituras de 
velocidade em RMS podem ser diretamente comparadas com critérios de severidade de 
vibração normalizados que podem indicar a necessidade de manutenção. 
12 
 
O medidor de vibração de nível global é um instrumento com grande capacidade de 
detecção de mau funcionamento de máquinas, porém possui capacidade limitada para a 
identificação e diagnóstico, tarefas estas que devem ser realizadas por medidores de 
vibração com análise de freqüência ou analisadores por Transformada de Fourier. No caso 
específico de mancais de rolamentos onde, vibrações de outras fontes não predominam, é 
possível detectar deterioração de mancais, em seus estágios ainda iniciais. Para esta 
finalidade, o medidor de vibração deve ser chaveado para a leitura simultânea do valor RMS 
e valor de Pico. 
Os defeitos nos elementos rodantes e/ou pistassão responsáveis por pulsos de 
vibração em alta freqüência que podem ser medidos através do medidor de nível global de 
vibração. Nos estágios iniciais de falhas, os picos resultantes dos pulsos de vibração tem 
pouca influência sobre o valor RMS, e grande influência sobre o valor de Pico. 
Dessa forma, à medida que a deterioração do rolamento aumenta, a relação entre o 
Valor de Pico e o Valor RMS aumenta consideravelmente (de 3 para aproximadamente 10 
vezes). Por outro lado, nos estágios mais avançados de falhas, os defeitos já não 
apresentam grande influência sobre o valor de Pico, porém o valor RMS, nesse instante, 
sofrerá grande alteração. A relação entre o valor de Pico e o valor RMS, denominada Fator 
de Crista, volta, então, a reduzir-se para aproximadamente 3 vezes. Dessa forma, é 
possível, acompanhar a evolução da condição de rolamentos, através da monitoração do 
Fator de Crista. 
 
3.5.2. Medidor de Vibração com Análise de Freqüência 
Medidor de Vibração simples, tais como os mencionados no parágrafo anterior, 
medem o nível de vibração global sobre uma faixa larga de freqüência. O nível medido 
reflete o nível de vibração das componentes de freqüência dominantes do espectro, que 
são, é claro, as componentes mais importantes para serem monitoradas. Mas quando o 
mesmo sinal de vibração é analisado em freqüência e o espectro registrado em forma de 
gráfico, o nível de muitos componentes, possivelmente também importantes, são revelados. 
O desenho esquemático abaixo, ilustra esta diferença. Note que devido às 
componentes de freqüência(B) determinarem o nível de vibração global, aumentos em 
componentes importantes (A) podem ser detectados nos estágios iniciais somente através 
da análise em freqüência. Note também que assim que a largura da banda é reduzida, um 
espectro mais detalhado com picos individuais separados é obtido. Em geral, quanto mais 
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estreita a banda de freqüência da análise, mais cedo podem ser detectadas as falhas em 
desenvolvimento. Mas por outro lado, quanto mais estreita a largura da banda de 
freqüência, mais tempo a análise levará, a não ser que instrumentos de medição mais 
sofisticados sejam utilizados. 
A detecção de falhas nos estágios iniciais, juntamente com o diagnóstico e previsão 
de quebras torna-se possível com o uso de instrumentos capazes de separar as freqüências 
presentes no sinal de vibração. Através do estudo da máquina analisada, é possível 
correlacionar cada componente de freqüência, com o comportamento dinâmico dos 
elementos de máquina. A capacidade de separação de freqüências dependerá da largura 
do filtro utilizado pelo instrumento. Quanto mais estreita for a largura do filtro, mais fácil será 
a separação de freqüências muito próximas e conseqüentemente, mais fácil será a 
detecção de falhas. 
Não apenas os aumentos de níveis em componentes de freqüência fornecem 
indicação de falhas, mas também a freqüência em que elas ocorrem indicam qual parte da 
máquina está se deteriorando. Para cada ponto de monitoração, desbalanceamento, 
desalinhamento, erosão em mancais, quebra de dentes de engrenagens, etc. Terão suas 
freqüências características que podem ser reveladas com o auxílio da análise de 
freqüência. As tabelas de defeitos, apresentadas mais adiante, ilustram esta relação. 
O registro do aumento dos níveis para um ou mais componentes de freqüência, 
sobre um número de medidas periódicas, possibilita a monitoração da tendência dos níveis 
dessas componentes em função do tempo para as falhas em desenvolvimento. 
A curva resultante conhecida por GRÁFICO DE TENDÊNCIA, pode ser extrapolada 
no tempo para indicar quando a condição atingirá limites perigosos para que a manutenção 
possa ser marcada antecipadamente para uma data conveniente. 
 
3.5.3. Analisadores de Freqüência por Transformada de Fourier 
Em casos onde se deseja uma análise de freqüência, com larguras de filtro muito 
estreita, ou deseja-se realizar a análise de freqüência sobre um sinal transiente (choques) 
torna-se necessária a utilização de um sistema capaz de executar a Transformada de 
Fourier do sinal, que é uma ferramenta matemática capaz de transformar um sinal 
randônico, periódico ou transitório, numa série de Fourier equivalente, denominado 
ESPECTRO DE FREQÜÊNCIA. Este instrumento baseia-se na propriedade de que 
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qualquer sinal pode ser decomposto numa série infinita de componentes de freqüência que 
representa o mesmo sinal no domínio da freqüência. 
Cada componente de freqüência dessa série pode ser relacionada ao funcionamento 
dinâmico de determinado de máquina. A utilização desse tipo de instrumento, permite que 
seja levantado o espectro de freqüência de referência para cada ponto de medida 
denominada “ASSINATURA DA MÁQUINA ou BASELINE”. Dessa forma é possível 
comparar espectros de freqüência de máquinas sob suspeita com seus espectros de 
referência, identificar as alterações, relacioná-las com as freqüências características de 
falhas dos diversos elementos de máquinas, e assim, proceder ao diagnóstico.3.6. Transdutores de vibração e parâmetros de medida 
Os sinais de vibração são captados através de sensores denominados transdutores. 
Os principais transdutores utilizados em Programas de Manutenção pela Condição são: 
Transdutores de Deslocamento Relativo ou de Proximidade, Transdutores Sísmicos - “Pick-
ups” de velocidade e Acelerômetros Piezoeléctricos. Enquanto os transdutores de 
deslocamento relativos são melhores para algumas aplicações específicas como 
monitoração de vibração de eixos, os transdutores sísmicos, que medem a vibração 
absoluta, tem-se tornado bastante popular na monitoração da condição de máquinas em 
geral. Os transdutores de deslocamento relativo, tais como os sensores de “eddy current” 
ou de proximidade, embora tenham uma faixa de freqüência que pode ser estendida até 
10.000 Hz, na verdade, somente podem ser efetivamente utilizados em baixa freqüência, 
visto que os harmônicos mais elevados, normalmente, apresentam amplitudes de 
deslocamento tão reduzidas que praticamente não podem ser detectadas por esse tipo de 
transdutores. 
Entre os transdutores sísmicos, os acelerômetros piezoeléctricos tem-se tornado, 
recentemente os mais utilizados para a medida de vibração de máquinas por apresentarem 
uma curva de resposta em freqüência muito superior do que os “pickups” de velocidade 
combinadas com dimensões razoavelmente reduzidas. Além disso, esses transdutores são 
robustos e apresentam uma maior durabilidade ( não possuem partes móveis ), que os 
torna indicado para o rigor do trabalho diário de coleta de dados. Como em muita situação 
de monitoração, tornam-se necessário medições de freqüências bem acima de 1000 Hz, 
combinadas com amplitudes de vibração extremamente elevadas, o acelerômetro 
piezoeléctrico é a única escolha. 
15 
 
Com uma instrumentação baseada no uso de acelerômetros, o usuário fica livre para 
escolher entre aceleração, velocidade ou deslocamento, com parâmetro de medida, 
bastando para isso que o medidor de vibração possua circuitos integradores, que 
transformam sinais proporcionais à aceleração do movimento vibratório em sinais 
proporcionais à velocidade e ao deslocamento. Com essa liberdade de aplicação, diferentes 
engenheiros tem, por hábito, diferentes preferências na escolha do parâmetro mais 
adequado para a monitoração de vibração. Vamos, entretanto, analisar a questão a partir de 
um ponto de vista puramente técnico. O desenho abaixo mostra um espectro de vibração de 
uma máquina típica, expresso em termos dos três diferentes parâmetros (aceleração, 
velocidade e deslocamento). Pode ser visto que esses espectros tem diferentes inclinações 
para cada parâmetro, mas apesar disso, possuem picos nas mesmas freqüências, e a 
amplitude dos picos relativos à inclinação geral de cada espectro é a mesma. Dessa forma, 
podemos concluir que cada curva é uma representação correta para o espectro de vibração. 
Existe de fato, uma relação matemática muito simples entre as curvas, tal que, o 
valor da amplitude, a qualquer freqüência, em cada uma das outras curvas - de fato, isto é 
realizado por integração eletrônica, nos medidores de vibração. Note que, no exemplo 
ilustrado, a faixa de amplitude necessária para apresentar a curva total de velocidade é a 
menor e assim ocupa a menor faixa no sistema de medição. 
Isto também significa que componentes de freqüência nesta curva necessitam uma 
alteração relativa menor para que comece a influenciar nos níveis de vibração global. A 
maioria das componentes das outras curvas precisam sofrer uma alteração muito grande 
para conseguir influenciar o nível de vibração global. A conclusão é que, de uma maneira 
geral, ( e especialmente quando utilizando instrumentos simples que fornecem leituras 
simples sobre uma faixa de freqüência) o espectro mais plano é o parâmetro que possibilita 
detecções de falhas mais cedo. Este parâmetro é tipicamente velocidade. Mas pode, em 
alguns casos ser aceleração, especialmente, onde vibrações de alta freqüência são 
particularmente interessantes, como por exemplo em mancais de rolamento e redutores. 
Por outro lado, se é sabido que as falhas a serem monitoradas ocorrem principalmente em 
baixa freqüência, como é o caso de compressores alternativos ou ventiladores de torres de 
resfriamento, deve-se escolher o parâmetro deslocamento. Em sistemas de medição 
baseados em acelerômetros, o medidor de vibração ou préamplificador associado, 
normalmente, já inclui circuitos de integração, tal que os parâmetros de medida, tanto 
aceleração, velocidade ou deslocamento, possam ser escolhidos simplesmente através de 
acionamento de uma simples chave. 
 
16 
 
3.7. Critérios de severidade e avaliação dos níveis de vibração 
Muitos engenheiros começam usando um dos critérios de vibração padronizados 
(Norma) como um guia para julgamento da condição de máquinas. Algumas Normas, como 
ISSO 2372, especificam limites de vibração, que dependem apenas da potência da máquina 
e do tipo de fundação. Muitos critérios de aplicação comuns são baseados na medida do 
valor RMS da velocidade de vibração sobre um faixa de 10 a 1000 Hz, embora a prática 
mostre que é possível encontrar muitas componentes importantes em freqüências mais 
elevadas. Embora os valores absolutos sugeridos por esses critérios não sejam sempre 
relevantes, eles são muito úteis por indicarem o significado de vários graus de aumento dos 
níveis de vibração. Por exemplo, a Norma ISO 2372, mencionada previamente, indica que 
um aumento da ordem de 2,5 vezes (8 dB) no nível de vibração é uma alteração 
significativa no estado de funcionamento da máquina. Esse aumento, na verdade, 
corresponde a largura de uma classe de qualidade. Por outro lado, o aumento de um fator 
de 10 vezes(20 dB) é grave pois uma máquina com essa alteração, pode passar da 
classificação “não permissível”. 
Esses fatores de aumento de vibração, como especificado pelo critério mencionado, 
aplica-se somente as medidas em nível RMS, mas muitos anos de experiência tem provado 
que eles também podem ser aplicados para a avaliação de componentes individuais de 
freqüência obtidas pela análise de freqüência. As medidas de vibração na superfície do 
elemento de máquina refletem as forças cíclicas que estão sendo transmitidas naquele 
ponto. A medida da velocidade real de vibração é proporcional não apenas às forças 
envolvidas mas também à mobilidade da estrutura, naquele ponto. Mobilidade é a medida 
da tendência da estrutura em ser colocada em movimento ( inverso da impedância 
mecânica). A relação entre a força de excitação, mobilidade e a velocidade de vibração 
resultante, é ilustrado no esquema abaixo, em função da freqüência. O espectro de 
freqüência resultante é resultado da multiplicação, ponto a ponto, do espectro da força de 
excitação pelo espectro da mobilidade. 
Note que, no exemplo, a componente de força com grande amplitude (A) na 
freqüência (n) é reduzida pela baixa mobilidade nesta freqüência (n) tal que nenhum pico 
especial é notado no espectro de vibração. Não é portanto recomendável olhar apenas para 
os picos de nível mais elevado, no espectro de vibração, valores reduzidos também contém 
informações sobre alterações de forças. As características de mobilidade das máquinas 
normalmente não se alteram significativamente com o tempo, tal que pode-se assumir que, 
se o nível de vibração num ponto, numa determinada freqüência, dobrar, o nível de força 
também terá dobrado, naquele ponto e naquela freqüência. A mobilidade pode diferir 
17 
 
significativamente de uma máquina para outra, de maneira que uma indicação mais 
confiável da condição da máquina é obtida por alterações relativas, isto é, especificando a 
“BASELINE” de referênciaou nível de referência e permitindo um fator fixo de alteração 
para representar uma modificação do estado de funcionamento. Muitos anos de experiência 
tem confirmado que este método pode ser utilizado para a maioria das máquinas. A prática 
tem mostrado que para componentes de freqüência até 1000 Hz, um aumento de 2,5 vezes 
( 8 dB) deve ser considerado uma alteração significativa na condição, necessitando de 
investigação, e um aumento de 10 vezes ( 20 dB) a partir da condição de referência 
significa a necessidade de reparo imediato como sugerido pela Norma ISO e outros 
critérios. Para componentes de freqüência acima de 4000 Hz, esses fatores podem 
cautelosamente serem aumentados para 6 vezes ( 16 dB) e 100 (40 dB) como mostrado no 
esquema acima. 
 
3.8. Notas sobre diagnoses de falhas 
Tendo reconhecido que o aumento do nível de vibração normalmente indica o 
desenvolvimento de uma falha, o engenheiro da planta precisa então localizar a falha num 
elemento particular da máquina. Medidas de vibração de nível global fornece muito pouca 
informação que ajude a identificar as falhas. A medida do fator de crista mencionada 
anteriormente pode isolar a falha em um mancal de rolamentos de bolas ou rolos. 
Entretanto, somente com o espectro de freqüência será possível obter o diagnóstico preciso 
da falha em desenvolvimento. 
Procurar falhas em máquinas, em geral, envolve um trabalho de detetive. O espectro 
de freqüência constitui a pista principal, que é o aumento do nível de vibração em uma ou 
mais freqüências conhecidas. Isto é análogo a uma impressão digital na cena do crime, tudo 
que é necessário agora é que o detetive compare a impressão digital com as impressões 
dos criminosos conhecidos. 
Na diagnose de falhas de máquinas, isto é equivalente a conhecer as freqüências de 
vibração características de uma possível falha e encontrar aquelas que coincidem com as 
freqüências que sofreram aumento nas componentes. Isto implica no estudo inicial das 
especificações e desenhos de engenharia para cada máquina, fazer um plano esquemático 
e registrar nele as características geométricas e dinâmicas do equipamento, tais como: o 
número de pólos do motor, as velocidades de rotação, número de dentes das engrenagens, 
os dados das bolas/rolos do mancais de rolamentos, etc. Através de cálculos simples, estes 
dados são convertidos nas freqüências características que compõem o espectro de 
18 
 
freqüência esperado no caso de desenvolvimento de falhas. As tabelas de identificação de 
falhas, apresentadas no apêndice alistam as falhas mais comuns e suas freqüências 
características em função da velocidade de rotação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.9. Resultados Previstos 
As atividades de Manutenção Preditiva permitem ganhos financeiros para a 
empresa resultantes dos seguintes benefícios para a manutenção. 
 Redução dos custos de manutenção - Com base na análise de vibrações e 
nas curvas de tendência, pode-se ter uma previsão de quando será 
necessária uma intervenção de manutenção, e quais os serviços a serem 
realizados, prolongando-se a vida útil de componentes, substituindo-as 
apenas o necessário. 
 
 Aumento da eficiência das intervenções da manutenção - através da 
indicação antecipada dos elementos com falha e da avaliação dos 
resultados das intervenções 
. 
 Aumento da disponibilidade dos equipamentos - A utilização de programas 
preditivos pode virtualmente eliminar paralisações imprevistas devido 
19 
 
a falha de máquinas, bem como reduzir a necessidade de programação de 
paradas desnecessárias para serviços preventivos. 
 
 Aumento da confiabilidade operacional - A eliminação de paradas não 
programadas aumenta a confiabilidade 
 
3.10. Curvas de Tendência 
O gráfico que registra os níveis globais registrados ao longo do tempo, 
chama-se CURVA DE TENDÊNCIA. Através dessa curva, pode-se extrapolar com 
os resultados obtidos, realizando uma previsão da data de ocorrência de níveis de 
falha programando-se assim as intervenções com antecedência. 
 
20 
 
 
 
4. Emissão acústica na manutenção Preditiva 
 
Emissão acústica foi definida como um fenômeno onde ondas elásticas transientes 
são geradas por rápida liberação de energia mecânica a partir de fontes localizadas em um 
material ensaiado (ABNT, 2004). Fontes de emissão acústica incluem os mecanismos de 
deformação e fratura, tais como: crescimento de trincas, movimento de discordâncias, 
maclação, deslocamento de contornos de grão, fratura e decoesão de inclusões (Miller, 
1987). Vazamentos oriundos de recipientes pressurizados tais como vasos de pressão e 
tanques de armazenamento também geram sinais detectados e classificados como emissão 
acústica. 
A técnica de emissão acústica consiste em avaliar sinais acústicos coletados através 
de sensores piezelétricos instalados na superfície externa do equipamento. Sinais de 
emissão acústica são ondas mecânica de natureza transitória que se propagam através do 
meio isolante e estrutura interna até atingir a superfície externa do equipamento ensaiado. 
Estas ondas podem ser geradas por vibrações mecânicas, descargas parciais, arco 
elétricos, trincas, etc. A análise destes parâmetros em conjunto com a localização do sinal e 
com a análise de gás nos dá a criticidade do defeito. Além de identificar defeitos elétricos 
também podem ser identificados defeitos mecânicos com afrouxamento de parafuso, 
vibração, folgas de calço, etc. 
21 
 
Os Sensores Piezelétricos transformam os sinais captados em sinais elétricos onde 
são transmitidos através de cabos até uma unidade de processamento de sinais. Nesta 
unidade de processamento o sinal é digitalizado e feito a sua caracterização. 
 
 
4.1. Os principais parâmetros para caracterização 
 • Amplitude Máxima: É o pico de voltagem do sinal, expresso em decibéis (dB), referente a 
1µV; 
• Número de contagens: É o número de vezes que a amplitude do sinal excede um limite 
de referência adotado; 
• Energia: área medida sob um envelope do sinal retificado, em coordenadas de amplitude 
x tempo. Este parâmetro, da forma como é obtido, é adimensional; 
• Duração – intervalo de tempo entre a primeira e a última vez que o sinal cruza o limite de 
referência; 
• Freqüência Média – relação entre o número de contagem e duração 
• Tempo de subida – intervalo de tempo entre a primeira vez que o sinal cruza o limite de 
referência e o momento em que ocorre o pico de voltagem. 
 
 
22 
 
 
4.2. Benefícios proporcionados pelo uso da técnica de EA 
 
 Como qualquer outra técnica de inspeção preditiva, o custo evitado da falha de 
equipamentos é difícil de mensurar pois envolve não só o reparo e a substituição do 
equipamento e instalações, mas também as perdas provocadas pelo tempo de interrupção 
do fornecimento, os prejuízos ao mercado consumidor, ao meio ambiente, à imagem da 
empresa, entre outros, além das penalidades impostas pelos agentes reguladores. Pela 
avaliação da criticidade é possível adiar ou evitar intervenções desnecessárias. 
 
 Devido às características particulares da técnica de EA, tem-se: 
 Redução dos custos e dos tempos de paradas para inspeções; 
 Os ensaios são realizados de forma simples, com o equipamento em operação 
normal 
 Rapidez no diagnóstico 
 A detecção e análise de defeitos é feita em tempo real 
 Redução dos custos e dos tempos de manutenção 
 Direcionamento das intervenções possibilitado pela localização tridimensional dos 
defeitos. 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 http://pt.shvoong.com/social-sciences/1700280-manuten%C3%A7%C3%A3o-preventiva-
manuten%C3%A7%C3%A3o-preditiva/; http://prope.unesp.br/xxi_cic/27_35061530802.pdf 
 http://www2.petrobras.com.br/tecnologia2/port/boletim_tecnico/v42_n1-4_jan-dez-
1999/pdf/7Apostil_Vibracao.PDF 
 http://www.tecem.com.br/site/downloads/artigos/baroni.pdf 
 http://www.qualidadeaeronautica.com.br/princ.LP.htm 
 http://www.cetre.com.br/portal/pdfs/apostila_lp.pdf 
 http://pt.wikipedia.org/wiki/Manuten%C3%A7%C3%A3o_preditiva; 
 http://www.tecnolass.com.br/Vibra.php