Cómo obtener un valor de referencia para evaluar diferentes aspectos del consumo eléctrico de un equipo de bombeo.
En una evaluación general de costos muchas veces necesitamos datos concretos para evaluar y tomar decisiones. Un valor referente es el gasto de energía para movilizar 1 m3/h, eso nos permitirá comparar cuánto influye cada equipo en el gasto eléctrico, comparar entre varios equipos para un trabajo similar y analizar cuánto incide operar la bomba en diferentes puntos de la curva.
CÓMO OBTENEMOS EL VALOR
Para poder obtener el primer valor que es cuántos kW requiere la bomba para movilizar 1 m3/h debemos
Ejemplo:
Para ello debemos conocer cuánto es el valor que
El resultado será kW= potencia requerida por cada m3 /h
Si el equipo de bombeo entrega 85 m3/h cada hora que el equipo funcione implica un gasto de $5.95 por cada hora de trabajo.
DATOS Y CRITERIOS
Aquí llegamos a obtener datos concretos que podremos aplicar según el criterio de evaluación.
- kW por cada m3h
- Gasto concreto por cada m3h
- Gasto eléctrico por cada hora operativa de la bomba Los cuales podemos aplicar en diversos estudios sencillos.
COMPARAR DOS BOMBAS PARA UN MISMO TRABAJO
Comparando el trabajo de dos equipos similares, enfocando sólo en el gasto energético, veremos cuál es el más eficiente. Recordemos que ésto es uno de los valores que debemos poner en la balanza. Además de otros tantos que pueden influir leve o gravemente en el gasto total de la función de la bomba.
CONOCER EL COSTO DE MOVER UN FLUIDO
Según la aplicación podemos, estar bombeando producto (agua para consumo, leche, vino, etc.) o podemos estar dando un servicio de asistencia a una maquinaria (recirculación para refrigeración, etc.). Principalmente cuando bombeamos producto es cuando necesitamos conocer cuánto es lo que corresponde al gasto de energía para movilizarlo y cuánto incide en el total de gastos. Otras aplicaciones pueden ser en situaciones como alimentar una caldera, donde hay una relación directa y clara en cuánto se consume de fluido y se incidencia en el gasto energético.Lo central aquí es tener en claro cuál es resultado que buscamos. En base a ello iremos poniendo en la balanza.
COMPARAR EL TRABAJO DE UNA BOMBA EN DIFERENTES PUNTOS DE OPERACIÓN
Una misma bomba requiere diferente cantidad de energía acorde al punto de operación. En bombas centrífugas el punto crítico en cuanto a consumo, suele ser el de menor caudal ya que nos paramos en puntos de baja eficiencia, tanto en el motor como en la bomba. Veamos un ejemplo de una bomba movilizando agua limpia analizando tres puntos, situándonos a la izquierda de la curva. En el centro de la curva en el punto de mayor eficiencia y en el de mayor caudal a la derecha de la curva, en el caso de los puntos laterales no tomamos los extremos de curva donde directamente no es recomendable operar.
IZQ Caudal mínimo recomendable – Altura alta Q: 60 m3/h h: 27 mca η bom 65% kW 0.133 por cada m3/h BEP Caudal y presión medios Q: 110 m3/h h: 25 mca η bom 85% kW 0.094 por cada m3/h DER Caudal alto y presión baja recomendable Q: 160 m3/h h: 19 mca η bom 65% kW 0.102 por cada m3/h
En todos los puntos se tomó la eficiencia del motor en el mismo valor 85%, en el punto IZq si se hubiera tomado lo que correspondería
CONCLUSIÓN: el punto donde obvia- mente menos consume es en el BEP (best efficiency point o punto de mejor eficiencia), justamente ese valor alto de eficiencia en la bomba nos indica que allí es donde mejor hace su trabajo, que es transformar energía mecánica (el movimiento del motor) en energía hidráulica (el traslado del fluido). Las bombas pueden tener un punto fijo de operación o variable y lo que sucede es que no siempre están trabajando en su BEP la mayoría del tiempo. Con este estudio podemos saber cuánto es el gasto de operar el equipo fuera de la zona de mayor eficiencia y muchas veces ésto es fácilmente solucionable, tal como vimos en la nota de la edición 55 “Variar el rendimiento de una bomba centrífuga”.
CENTAVO MÁS CENTAVO ES AHORRO
Cuando prorrateamos las diferencias en lo que implica en el costo anual, es donde esos despreciables centavos pasan a ser un monto importante.
Siguiendo con el ejemplo de cuánto gasta una bomba operando en diferen- tes puntos de su curva de rendimiento. Tomando un plan de trabajo anual de 10 hs. diarias 5 días a la semana. Significan 2600 hs. de operación anual. Valorizados a $0.364
IZQ kW 0.133 por cada m3/h a $0.364 / kWh por 2600 hs. anuales = $126 (+41% de gasto que BEP)
BEP kW 0.094 por cada m /h a $0.364 / kWh por 2600 hs. anuales = $89
DER kW 0.102 por cada m3/h a $0.364 / kWh por 2600 hs. anuales = $96 (+7% de gasto que BEP) Esto es sólo de gasto energético.
VISIÓN PANORÁMICA
Vimos cuánto consume el equipo en diferentes puntos de operación dentro de su curva de rendimiento. Si tomáramos decisiones en base a ese cálculo, podríamos decidir que la bomba opere en el punto DER donde tengo mayor caudal y el costo de ener- gía es relativamente bajo. Lo que sería una decisión sesgada, ya que no pusimos en la balanza otros aspectos importantes. Por ejemplo posicionado el punto de operación a la derecha de la curva estamos en la zona donde:
- El ANPA Requerido es más alto lo que es más propensa a la cavitación.
- Estamos casi en la altura mínima recomenda, si hubiera alguna variación en el sistema que produjera menos pérdida de carga por rozamiento (simplemente una válvula un poco más abierta; un filtro más limpio; un cambio parcial de cañería a mayor sección; etc.) podríamos “caernos de la curva”, es decir, trabajar a una altura menor a la mínima recomendada donde la bomba es menos eficiente y por ende consume más potencia, puede peligrar la vida del motor.
- El equilibrio mecánico de la bomba se pueda ver comprometido por deflexión del eje, con consecuentes vibraciones que repercuten en rodamientos, sellos mecánicos y pueden afectar la alineación.
- Trabajar caudales altos implica que movilizamos una masa importante de agua, por lo que primero hay que analizar que no se disparen las pérdidas de carga y por el otro lado, que el sistema pueda operar con esos caudales sin que se produzcan golpes de ariete de menor o mayor medida.
Estos detalles, que pueden sonar un poco extremos, suceden de un modo leve la gran mayoría de las veces y sus consecuencias no son catastróficas, pero sí constantes. Es decir, la bomba no va a estallar por los aires, pero si va a tener secue- las que se van a reflejar en mayor necesidad de mantenimiento y repuestos. En ediciones anteriores hemos tocado el tema del Costo de Ciclo de Vida de un equipo de bombeo donde intervienen muchos ítems. Debemos verlo todo y cada uno desde su zona de influencia, (operación, mantenimiento eléctrico y mecánico, reparación, compra, dimensionamiento) y en conjunto tomar las decisiones correctas.
Autor: Sr. Hernán Levy
Publicado en Versión papel Edición Nº 73 Año 13 – Febrero / Marzo 2016.
Registro de propiedad intelectual realizado y vigente.
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