Na análise de vibrações mecânicas, especialmente em equipamentos de rotação baixa como os cilindros secadores de máquinas de papel (tipicamente operando a 40 RPM), o envelopamento do sinal vibratório é uma técnica indispensável para detectar falhas incipientes em pistas e elementos rolantes. Quando executada com critério, essa técnica permite revelar sinais sutis de degradação — como microfraturas ou descascamentos — que seriam invisíveis nas formas de onda brutas (sinal no tempo), ou mesmo em espectros de frequência convencionais.
O que é envelopamento?
O envelopamento consiste em extrair a modulação de amplitude de um sinal de vibração. Em outras palavras, trata-se de “envelopar” a forma de onda para revelar impactos periódicos associados a falhas mecânicas nos componentes internos dos rolamentos, como pistas, esferas ou roletes.Essa modulação é frequentemente mascarada pelo ruído de fundo, especialmente em máquinas de grande porte, onde a energia da falha é muito baixa em relação à energia estrutural , que age como onda portadora do sinal da falha.
A transformada de Hilbert
Para realizar o envelopamento com precisão, a transformada de Hilbert é amplamente utilizada. Trata-se de uma ferramenta matemática que converte um sinal real em um sinal analítico, possibilitando a construção do envelope através do cálculo da magnitude instantânea. Na prática, esse processo gera uma curva que representa a variação de energia dos impactos ao longo do tempo — a assinatura da falha.
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A importância dos filtros
Nenhum envelopamento será eficaz se não for precedido por uma filtragem adequada. É essencial isolar a faixa de frequência onde ocorre a ressonância natural da estrutura do rolamento, pois é nessa faixa que os impactos são amplificados. Um filtro passa-banda mal ajustado pode resultar em um envelope ruidoso ou até mascarar completamente a falha. A faixa ideal de filtragem varia conforme o tipo de máquina, geometria do rolamento, e rigidez estrutural do conjunto, o que torna a escolha do filtro uma tarefa que exige mais do que conhecimento teórico, exige muita experiência e experimentação.
O fator crítico: a experiência do técnico
É aqui que entra a diferença que a experiência prática e a experimentação contínua fazem no campo. Técnicos experientes que atuam com análise de rolamentos em máquinas de papel sabem que não existe uma única “receita de bolo” para o set-up de medição.Um profissional habilidoso será capaz de:
- Ajustar com precisão o posicionamento dos acelerômetros para evitar nós modais;
- Selecionar corretamente a faixa de filtro passa-banda com base nas respostas em frequência;
- Determinar a frequência de amostragem e o tempo de captura ideais para rotações extremamente baixas;
- Repetir medições com diferentes parâmetros até “ouvir” o sinal escondido sob o ruído estrutural.
Esse domínio sensível da técnica — que une física, experiência de campo e intuição — faz a diferença entre identificar uma falha no início de sua formação ou deixar que ela evolua até a falha catastrófica. Detectar falhas em rolamentos de cilindros secadores em baixa rotação requer mais que tecnologia: exige o domínio refinado do envelopamento do sinal vibratório e filtros da banda de frequência ressonante , muito bem definidos. Mas acima de tudo, exige o olhar atento de um especialista que sabe interpretar a linguagem das máquinas — um talento que se desenvolve com prática, paciência e curiosidade , e que só vem com o tempo de experiência.
