ISO 20816-3: zonas A, B, C e D de severidade de vibração

A ISO 20816-3 é a parte da norma ISO 20816 que trata da medição e da avaliação da vibração de máquinas industriais, e classifica a severidade em quatro zonas, de A a D. Ela substituiu a ISO 10816-3, que ainda é muito citada. A zona A corresponde à condição de máquinas novas, a B ao funcionamento contínuo sem restrição, a C a uma condição que tolera operação limitada no tempo, e a D a um nível em que o dano é provável.

O que é a ISO 20816-3?

É uma norma internacional sobre a avaliação da vibração em máquinas industriais, a partir de medições feitas nas partes não rotativas, como a carcaça e os mancais. Pela descrição publicada, aplica-se a máquinas industriais de potência acima de 15 kW e rotação entre 120 e 30.000 rpm. O escopo exato deve ser conferido na edição vigente da norma.

A norma não é de acesso livre, e este artigo explica o conceito sem reproduzir as tabelas de limites.

O que exatamente se mede?

A velocidade de vibração, em valor eficaz (RMS) e em mm/s, numa faixa larga de frequências, tomada nos mancais ou na estrutura que os sustenta, e não no eixo. Mede-se no sentido radial e, quando o mancal de escora é relevante, também no axial. A medição só vale com a máquina em regime estável e na carga de trabalho, porque a partida, a parada e a carga muito baixa alteram a leitura. É um número único por ponto e por direção, simples de acompanhar ao longo do tempo, e é o que as plataformas de monitoramento contínuo classificam em zona.

O que esse número não mostra é a composição da vibração. Para isso serve o espectro, tratado em monitoramento de vibração em motores: o que cada falha revela.

Qual a relação entre a ISO 20816-3 e a ISO 10816-3?

A ISO 20816-3 substituiu a ISO 10816-3. O conceito de zonas de severidade, de A a D, foi mantido. Como a versão anterior continua muito citada em manuais, especificações e laudos, é comum encontrar as duas referências lado a lado. Ao comparar um laudo antigo com uma medição atual, convém verificar qual edição foi usada, e confirmar na norma vigente se houve mudança de critério para o tipo de máquina e de suporte.

Como interpretar as zonas A, B, C e D?

Os valores que separam as zonas dependem do grupo de máquina, que considera a faixa de potência, e do tipo de suporte, rígido ou flexível, conforme a relação entre a frequência natural do conjunto e a rotação. Eles constam na norma, e o mesmo valor em mm/s pode estar na zona B de uma máquina e na C de outra.

Valor absoluto ou variação?

A série ISO 20816 orienta olhar duas coisas: o valor absoluto, que define a zona, e a variação dele ao longo do tempo. Uma máquina em zona B cuja leitura dobra em poucas semanas merece investigação, mesmo sem ter chegado à zona C. Por isso o histórico do próprio ativo pesa tanto quanto a tabela, e por isso o monitoramento contínuo, que registra a tendência, enxerga o que uma medição isolada não mostra. A norma trata ainda de dois níveis operacionais, alarme e desligamento, definidos a partir da linha de base do ativo e dos limites das zonas. Confirme os critérios na edição vigente.

Como tratar máquinas com carga ou velocidade variável?

A norma pressupõe a medição em regime estável, e muitos motores não trabalham assim: acionados por inversor de frequência, mudam de rotação ao longo do dia, e bombas e compressores alternam entre cargas. Nesses casos, a leitura só é comparável quando se sabe em que condição foi tomada. A prática é registrar a rotação e a corrente junto da vibração, comparar o ativo com ele mesmo em condição equivalente e construir a linha de base por faixa de operação, em vez de uma só para a máquina inteira. Sem isso, uma leitura alta em carga máxima pode ser confundida com falha, e uma leitura aceitável em vazio pode esconder a degradação que só aparece sob esforço.

O que fazer quando o ativo muda de zona?

A mudança de zona é um gatilho para uma sequência curta de verificações, e não uma sentença. A primeira etapa é descartar o erro de medição: sensor solto, mudança de posição ou leitura fora do regime. A segunda é cruzar a vibração com a temperatura do mancal e a corrente do motor, porque a coincidência de sinais reforça a hipótese de falha. A terceira é analisar o espectro para identificar a causa provável, como desbalanceamento, desalinhamento, folga ou rolamento. Só depois vem a decisão de intervenção, que considera a criticidade do ativo, a existência de reserva e a janela de parada disponível. A ordem evita dois erros opostos: parar uma máquina por um alarme falso e deixar rodando uma máquina cujo sinal estava confirmado.

O que a classificação por zona não faz?

Ela é um critério de severidade, e não um diagnóstico. A zona diz quão intensa é a vibração; não diz o que a causa. Uma máquina em zona C pode ter desbalanceamento, desalinhamento, folga ou desgaste de rolamento, e identificar qual exige análise do padrão de vibração. O artigo monitoramento de vibração em motores: o que cada falha revela trata dessa etapa.

A classificação também depende de a medição ser feita no ponto e na direção corretos, e por isso a posição do sensor importa. A escolha do sensor está em como escolher um sensor de vibração. A zona também não decide sozinha a parada: a criticidade do ativo, a reserva instalada e a tendência entram na conta, como mostram a matriz de criticidade e o guia manutenção preditiva, preventiva e corretiva.

Como a monitoração contínua usa as zonas?

Acompanha a vibração ao longo do tempo e informa em que zona o ativo está e para onde caminha. A passagem de B para C, por exemplo, é um gatilho para investigar. A plataforma WEG Motion Fleet Management, usada pela ELVEX com os sensores WEGscan, apresenta a condição do ativo classificada conforme a ISO 20816. Os limites de atenção e crítico de cada ativo são definidos no levantamento técnico, sobre a zona, o histórico e a criticidade, e validados na prova de conceito. O guia de campo, com o que medir e onde, é monitoramento de vibração em motores: o que medir antes da quebra. Os termos estão resumidos no glossário, em ISO 20816 e zonas de severidade.

Perguntas frequentes

O que é a ISO 20816 e como interpretar as zonas A, B, C e D?

A ISO 20816 trata da avaliação da vibração de máquinas, e a parte 3 cobre as máquinas industriais. Ela classifica a severidade em quatro zonas: A para máquinas novas, B para operação contínua sem restrição, C para operação limitada no tempo e D para nível capaz de causar dano. Os limites de cada zona dependem do tipo de máquina e constam na norma.

A ISO 20816-3 substituiu a ISO 10816-3?

Sim. A ISO 20816-3 substituiu a ISO 10816-3 e manteve o conceito de zonas de A a D. A versão anterior ainda é muito citada em documentos e laudos, por isso as duas aparecem juntas. Para qualquer decisão formal, vale conferir a edição vigente da norma e se houve mudança de critério para o seu tipo de máquina.

Máquina na zona C precisa parar?

Não necessariamente. A zona C indica condição insatisfatória para operação contínua e tolera funcionamento por um período limitado, enquanto a causa é investigada e a correção é planejada. A decisão de parar ou continuar considera a criticidade do ativo, a tendência da vibração e a análise de um técnico, e não apenas a zona.

Quem define os limites de atenção e crítico de um ativo?

A norma fixa as zonas; os limites operacionais de cada ativo são definidos no levantamento, a partir da zona, do histórico de vibração e da criticidade. Um ativo crítico e sem reserva pede um limite de atenção mais conservador que um ativo com reserva instalada. O critério precisa estar escrito, para que o alerta possa ser explicado quando for contestado.

A norma vale para qualquer máquina?

Não. Cada parte da ISO 20816 trata de um tipo de máquina, e a parte 3 tem limites de potência e de rotação em seu escopo. Máquinas fora desse escopo são avaliadas por outra parte da norma ou por critério do fabricante. Confira o escopo na edição vigente antes de aplicar as zonas a um ativo.