Porquê a amplitude pico, pico pico e rms
Este artigo descreve porquê a amplitude pico, pico pico e rms quando se medem vibrações mecânicas.
A utilização das amplitudes pico (Peak), pico-a-pico (Peak-to-Peak) e RMS (Root Mean Square) na medição de vibrações mecânicas deve-se ao facto de cada uma descrever uma característica física diferente da vibração. Nenhuma delas é universalmente “melhor”; a escolha depende do fenómeno que se pretende avaliar.
Figura 1 – Vibração harmónica
1. Amplitude Pico (Peak)
A amplitude pico corresponde ao maior afastamento da vibração relativamente à posição de equilíbrio.
Para uma vibração sinusoidal:
APico=max∣x(t)∣|
O que representa?
Representa o máximo deslocamento, velocidade ou aceleração atingido durante um ciclo.
É especialmente útil quando interessa conhecer o maior esforço instantâneo aplicado a um componente.
Aplicações
- Choques e impactos;
- Folgas mecânicas;
- Contacto entre componentes;
- Avaliação de esforços máximos;
- Dimensionamento mecânico.
Figura 2 – Forma de onda em aceleração medida numa chumaceira de um rolamento onde socorrem impactos.
Exemplo
Num veio cuja vibração apresenta:
- Pico = 50 μm
significa que o veio se afasta no máximo 50 μm da posição central.
2. Amplitude Pico-a-Pico (Peak-to-Peak)
A amplitude pico-a-pico mede a distância entre o máximo positivo e o máximo negativo da vibração.
Para uma sinusóide:
A{pp}=2A{Pico}
O que representa?
Representa a excursão total do movimento.
É a medida mais adequada quando interessa saber quanto espaço ocupa fisicamente a vibração.
Aplicações
É praticamente universal em:
- Sistemas de monitorização de turbomáquinas;
- Medição com sondas de proximidade (Eddy Current);
- Norma API 670;
- Máquinas com mancais hidrodinâmicos.
Exemplo
Folga diametral da chumaceira:
- 200 μm
Vibração medida:
- 140 μm pico-a-pico
Conclui-se imediatamente que o veio utiliza cerca de 70 % da folga disponível.
Se fosse utilizada apenas a amplitude pico (70 μm), esta interpretação seria menos intuitiva.
3. Amplitude RMS (Root Mean Square)
O valor RMS é definido por
]Para uma sinusoide:
- Pico = 1,414 × RMS
- RMS = 0,707 × Pico
O que representa?
O RMS mede a energia média transportada pela vibração.
É diretamente proporcional:
- à potência vibratória;
- à energia transmitida;
- à capacidade de provocar fadiga.
É por esta razão que praticamente todas as normas internacionais utilizam RMS.
Aplicações
- Monitorização do estado de máquinas;
- Tendências de condição;
- Diagnóstico de rolamentos;
- Critérios de aceitação;
- Normas ISO.
Por exemplo:
- ISO 20816
- ISO 10816
4 Comparação das três amplitudes
| Tipo de amplitude | Mede | Melhor utilização |
| Pico | Valor máximo instantâneo | Choques, impactos, esforços máximos |
| Pico-a-pico | Excursão total | Movimento do veio, folgas, proximidade |
| RMS | Energia média | Monitorização, diagnóstico e normas |
5 Exemplo prático
Considere uma vibração sinusoidal.
- Pico = 10 mm/s
Então:
- Pico-a-pico = 20 mm/s
- RMS = 7,07 mm/s
Todos representam exatamente a mesma vibração.
A diferença está apenas na informação que fornecem.
6 Porque as normas utilizam RMS?
Quando uma máquina vibra durante milhares de horas, os danos não dependem apenas do maior valor instantâneo, mas sobretudo da energia transmitida ao longo do tempo.
A fadiga mecânica, o aquecimento e o desgaste acumulado estão muito mais relacionados com o valor RMS do que com o valor pico.
Por isso, a maioria das normas ISO especifica limites em mm/s RMS.
7 Porque a API 670 utiliza pico-a-pico?
Nas chumaceiras hidrodinâmicos pretende-se saber se o veio pode tocar no metal anti.fricção da chumaceira.
O parâmetro importante deixa de ser a energia e passa a ser a excursão total do eixo.
Como a folga do mancal é normalmente especificada como uma distância diametral, faz sentido medir diretamente a vibração em μm pico-a-pico.
Figura 3 – A amplitude pico-pico do deslocamento da vibração não pode ser maior que a folga diametral da chumaceira.
8 Porquê a amplitude pico, pico pico e rms – Resumo
Cada tipo de amplitude responde a uma questão diferente:
- Amplitude Pico → Qual foi o maior valor instantâneo da vibração?
- Amplitude Pico-a-Pico → Qual foi a excursão total do movimento?
- Amplitude RMS → Quanta energia vibratória está a ser transmitida?
Por este motivo, os sistemas modernos de monitorização de vibrações disponibilizam frequentemente os três parâmetros em simultâneo, permitindo avaliar tanto os esforços máximos (Pico), o movimento geométrico (Pico-a-pico) como a severidade energética da vibração (RMS).
