1. ISO 10816-7 — norma específica para bombas rotodinâmicas
A série de normas ISO 10816 trata da avaliação de vibração mecânica em máquinas pela medição em partes não rotativas. A parte 7 (ISO 10816-7) é dedicada especificamente a bombas rotodinâmicas — categoria que inclui bombas centrífugas radiais (FBCN, FBOT), bombas de fluxo misto e axial. A norma estabelece os procedimentos de medição, os pontos de transdutor padronizados e os limites de vibração para classificar o estado mecânico da máquina em operação.
A grandeza padronizada de monitoramento é a velocidade RMS de vibração em mm/s — escolhida porque a velocidade é proporcional à energia cinética da vibração e correlaciona melhor com dano de fadiga em mancais e selos do que aceleração ou deslocamento isoladamente. A norma define duas categorias de bomba (Categoria I para bombas estacionárias horizontais com potência ≥ 200 kW; Categoria II para bombas menores ou verticais) e quatro zonas de severidade.
2. Zonas de severidade A, B, C e D
A zona A representa máquinas em estado mecânico de excelência — tipicamente o que se espera de uma bomba nova após FAT (Factory Acceptance Test) ou de uma bomba em manutenção bem feita. A zona B representa o limite superior de operação contínua aceitável — não há urgência de intervenção, mas a tendência deve ser monitorada.
A zona C indica condição mecânica insatisfatória — operação contínua é tolerável apenas até a próxima parada planejada de manutenção; a causa deve ser investigada. A zona D é a faixa de risco — o equipamento pode falhar a qualquer momento, e a parada para diagnóstico é mandatória.
| Zona | Categoria I (bombas grandes) | Categoria II (bombas menores) | Interpretação |
|---|---|---|---|
| A | ≤ 2,5 mm/s | ≤ 3,5 mm/s | Excelente — bomba nova ou recém-revisada |
| B | ≤ 4,0 mm/s | ≤ 5,0 mm/s | Aceitável para operação contínua |
| C | ≤ 6,6 mm/s | ≤ 8,3 mm/s | Insatisfatório — investigar e corrigir em manutenção próxima |
| D | > 6,6 mm/s | > 8,3 mm/s | Não aceitável — parada para diagnóstico |
3. Pontos de medição padronizados — DE, NDE e axial
A medição segue uma convenção universal em três posições principais por mancal: vertical, horizontal e axial. Os mancais são identificados como DE (Drive-End, lado do acionamento — onde está acoplado o motor) e NDE (Non-Drive-End, lado oposto — onde fica o rotor próximo da carcaça). Em uma bomba FBCN típica, isso resulta em até seis posições de medição: DE-V, DE-H, DE-A, NDE-V, NDE-H, NDE-A.
O valor de severidade que se compara à tabela ISO 10816-7 é o maior valor RMS observado entre todas as posições — a bomba é classificada pela pior posição, não pela média.
A interpretação direcional do espectro fornece a primeira pista de causa: vibração predominantemente radial (vertical + horizontal) com pico na rotação (1×) sugere desbalanceamento; vibração com pico em 2× sugere desalinhamento; vibração axial elevada sugere desalinhamento angular ou empuxo axial irregular; banda larga em alta frequência sugere cavitação ou desgaste de rolamento. Esta análise é feita com instrumentos de FFT (Fast Fourier Transform) — analisadores de vibração modernos.
4. Sete causas mais frequentes de vibração elevada
A engenharia de manutenção de bombas industriais classifica as causas de vibração em sete grupos recorrentes, cada um com assinatura espectral distinta:
- Desbalanceamento residual do rotor — pico dominante em 1× rotação, predominantemente radial. Originário de erosão por cavitação, depósitos sólidos no rotor ou perda de material após manutenção mal executada. Solução: rebalancear conforme ISO 21940 G2.5 (grade de qualidade adotado pela FB Bombas em todos os rotores).
- Desalinhamento bomba-motor — pico em 2× rotação e vibração axial elevada. Causa frequente após troca de motor, manutenção do acoplamento ou movimento da fundação. Solução: alinhamento a laser com tolerância apropriada (paralelo ≤ 0,05 mm; angular ≤ 0,05 mm/100 mm).
- Cavitação — banda larga em alta frequência (acima de 1 kHz), ruído característico de "brita". Causada por NPSHa insuficiente ou operação fora da faixa preferencial. Solução: revisar a linha de sucção, verificar NPSH e ajustar ponto de operação para POR (70-120% BEP).
- Recirculação interna por operação fora do POR — vibração baixa frequência (sub-síncrona) e flutuação de pressão. Frequente em bombas operando muito abaixo do BEP (vazão < 50%). Solução: instalar válvula de recirculação mínima ou redimensionar a bomba.
- Folga ou desgaste de mancal — picos em frequências características do rolamento (BPFI, BPFO, BSF, FTF) e crescimento progressivo de aceleração. Solução: substituição do rolamento; investigar contaminação, lubrificação ou empuxo axial irregular.
- Ressonância da fundação ou estrutura — pico em frequência natural da estrutura, amplitude muito sensível a pequenas variações de rotação. Solução: rigidificar fundação, alterar massa do conjunto ou modificar rotação operacional para fora da frequência natural.
- Estresse de tubulação (pipe strain) — vibração que cresce após aperto da tubulação, frequentemente assimétrica. Causada por tubulação que força a bomba para fora do alinhamento. Solução: soltar todos os flanges, verificar planicidade dos espelhos e reapertar com a tubulação suportada por seus próprios suportes.
5. Baseline de fábrica — bancada hidráulica e ISO 21940 G2.5
Toda bomba das Séries FBCN, FBOT e FBEI sai da fábrica da FB Bombas em Cabreúva-SP com dois requisitos mínimos de qualidade que determinam o "baseline" de vibração: (1) balanceamento dinâmico do rotor conforme ISO 21940 grade G2.5 — garantindo que o desbalanceamento residual seja proporcional à massa rotativa em níveis adequados a operação contínua; (2) teste hidráulico em bancada própria, onde curva característica e ponto de operação são validados.
Em bombas FBCN, o teste de bancada inclui medição de vibração em mancais como verificação adicional de qualidade.
Esse baseline de fábrica é a referência para diagnóstico de regressão em campo: se uma bomba que entregou zona A na FAT começa a apresentar zona B/C alguns meses depois, o foco do diagnóstico é encontrar o que mudou na instalação ou no equipamento (pipe strain, desalinhamento, cavitação iniciada por mudança de processo, deterioração de rolamento). Pedir o relatório de FAT da FB Bombas durante a aquisição é uma boa prática de manutenção preditiva.
6. Programa de monitoramento de rotina
Em plantas industriais com bombas críticas, recomenda-se rotina de medição de vibração baseada em ISO 10816-7: medição mensal em bombas em operação contínua dentro do POR; medição quinzenal em bombas operando próximas aos limites do AOR; medição semanal em bombas que apresentaram zona C em medição anterior. Para cada bomba, registrar histograma temporal das medições — uma tendência ascendente é mais informativa do que um valor isolado, mesmo que o valor absoluto ainda esteja em zona B.
Quando a engenharia de manutenção identifica padrão sugestivo de problema interno (não atribuível à instalação), o suporte técnico da FB Bombas pode revisar o relatório espectral, comparar com o baseline de FAT e indicar componentes a inspecionar — encurtando significativamente o tempo de diagnóstico e a probabilidade de troca de peças desnecessárias.