Método não invasivo de medição de vibrações em tubulações por meio de imagens de alta velocidade
Author:
Machado, Jonatan Leandro
Abstract:
A vibração em tubulações industriais é uma fonte reconhecida de falha por fadiga e de
vazamento em conexões, e seu monitoramento apoia-se majoritariamente em acelerôme-
tros, cuja exigência de contato físico restringe a aplicação em ambientes de refino. Este
trabalho avalia a estimação da frequência dominante de vibração de uma tubulação sem
contato a partir de vídeos. O procedimento consiste em gravar a tubulação em movimento
e, posteriormente, processar o vídeo por magnificação euleriana de movimento baseada em
fase. Os ensaios foram conduzidos em bancada experimental composta por um trecho de
tubulação real excitado por sinais tonais puros de 5 Hz, 10 Hz e 20 Hz, com uma frequên-
cia de excitação por ensaio, sendo o movimento da tubulação registrado por uma câmera
de alta velocidade a 240 fps. Para validar o método proposto, a frequência estimada a
partir do vídeo foi então comparada com a medida simultaneamente por um acelerômetro
fixado à estrutura. Nos três ensaios as duas estimativas concordaram dentro de 0,02 Hz,
ou 0,09 %, valor abaixo da resolução espectral da análise em todos os casos. Tomando a
frequência nominal do excitador como termo independente de comparação, verifica-se que
o vídeo a reproduz com desvio máximo de 0,0003 Hz, enquanto o acelerômetro se afasta
dela em até 0,017 Hz. O pico de vibração manteve-se destacado do restante do espectro
por uma margem de 9,8 dB a 30,8 dB, considerada suficiente para identificação automática
da frequência. Conclui-se que a estimação de frequência dominante por vídeo é viável nas condições ensaiadas.
