ATIVIDADE 1 – MIND – VIBRAÇÕES MECÂNICAS E ACÚSTICAS – 54/2025

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Na manutenção industrial, a análise de vibrações é uma ferramenta fundamental para o
monitoramento da condição de máquinas rotativas (motores, compressores, redutores, bombas
etc.). Muitos problemas de falhas em rolamentos, folgas excessivas ou desalinhamentos são
diagnosticados a partir do comportamento vibratório.
Dois conceitos básicos são:
Vibração livre não amortecida → ocorre quando um sistema oscila após receber uma
perturbação inicial, sem a presença de mecanismos que dissipem energia (idealização teórica).
Vibração livre amortecida → ocorre quando, além da oscilação, existem mecanismos de
dissipação de energia (atrito, resistência do ar, amortecedores mecânicos etc.), que fazem a
amplitude diminuir com o tempo.

Na prática, nenhuma máquina real vibra sem amortecimento, mas o estudo da vibração não
amortecida é útil como base para entender fenômenos reais.
Situação-problema: Uma equipe de manutenção está realizando a análise de vibração em um
conjunto motor-bomba centrífuga. Durante o desligamento do sistema, o engenheiro percebe
que o eixo da bomba continua oscilando por alguns segundos. Ele decide comparar duas
situações teóricas: Sem amortecimento (ideal): o sistema oscila livremente sem perda de
energia. Com amortecimento (real): o sistema oscila livremente, mas com redução da amplitude
a cada ciclo devido a perdas mecânicas. Os dados simplificados do eixo são: Massa equivalente
do conjunto eixo-rotor: 10 kg Rigidez equivalente do sistema: 4000 N/m Amortecimento
viscoso estimado: 40 Ns/m Questões:

1. Calcule a frequência natural não amortecida do sistema (em Hz).
2. Determine o fator de amortecimento adimensional (ζ) do sistema e a frequência amortecida
   do sistema (em Hz).
3. A partir do valor obtido em (2), classifique o tipo de amortecimento: subamortecido,
   criticamente amortecido ou superamortecido.
4. Se o sistema tivesse um fator de amortecimento muito baixo, o que isso poderia indicar sobre
   o risco de falhas por fadiga nos componentes da bomba?