Como ingenieros,  utilizamos cálculos para lograr determinar que bomba nos conviene de acuerdo a nuestro proyecto y cual es la mejor para minimizar el desperdicio de energía. En esta nota analizaremos la formula para conocer el “Life Cycle Cost” (LCC) o mejor conocido por nosotros como “CCV – Costo del Ciclo de Vida” y realizaremos  un comparativo entre 2 bombas de agua helada marca Armstrong.

¿Qué es el Costo del Ciclo de Vida?

El Costo del Ciclo de Vida  de cualquier equipo es el costo del total de la vida útil, que incluye la compra, instalación, operación, mantenimiento y desecho del equipo. Para determinar este costo involucra una metodología para identificar y cuantificar todos los componentes del CCV. El CCV siempre mostrará la mejor opción en costos dentro de los límites de la información disponible. La energía y materiales usados dependen del diseño de la bomba el diseño de la instalación y la manera en que es operado.

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Elementos de la ecuación CCV (Costo del Ciclo de Vida):

La ecuación puede enunciarse según sigue:

CCV = (C.I. + C.I.C. + C.E. + C.O. + C.A. + C.M.R. + C.T.M. + C.D.)

Y puede simplificarse así:

CCV = (C.I. + C.E. + C.M.R.)

Aquí el desglose de los elementos que conforman la ecuación:

C.I.    =    Costos de Inversión Inicial

Incluye el precio de compra de bomba, tubería, equipo eléctrico, equipo auxiliar dibujos del sistema y tomar en cuenta los materiales de fabricación del sistema.

C.I.C.    =    Costos de Instalación y Comisión

Incluye entrenamiento del personal, trabajo de cimentación, conexiones de tuberías, sistemas eléctrico, de purga y control.

C.E.    =    Costos de Electricidad

Usualmente es uno de los mayores costos dentro del cálculo del CCV.  La fórmula para el cálculo de la potencia de entrada es:

Dónde: La ecuación #1 es utilizada para datos de origen en unidades métricas y la ecuación #2 para datos en unidades inglesas:

P = Potencia      |      Q= Flujo, l/s (US gpm)      |      H= Carga, m (ft)

hp= Eficiencia de la bomba      |      hm= Eficiencia del motor      |      gs= Gravedad específica

C.O. = Costos de Operación

Es la mano de obra de supervisión de rutina que puede variar enormemente según la complejidad y las tareas del sistema. Observaciones regulares en los equipos de bombeo pueden evitar pérdidas potenciales en el desempeño de los equipos.

C.A. = Costos Ambientales

La limpieza de contaminación generada por el equipo. Muchas veces es necesario invertir en accesorios adicionales como sellos, lubricantes especiales, áreas para desechos peligrosos, recolección de desechos, inspección.

C.M.R. = Costos de Mantenimiento y Reparación

El costo depende del tiempo de mantenimiento, la frecuencia de

servicio y el costo de los materiales. El programa de mantenimiento puede ser poco frecuente pero realizado con mayor detalle o por otro lado realizar un mantenimiento frecuente pero más simple.

C.T.M. = Costos de Tiempo Muerto del equipo

En caso de fallas es necesario considerar el costo por paro. Es necesario hacer un estudio si el costo por fallas justifica tener una bomba de repuesto en paralelo.

C.D. = Costo por Desmantelamiento del equipo obsoleto

Este punto solo tiene impacto considerable cuando se bombean productos muy

tóxicos o peligrosos, ya que usualmente se tienen que cubrir procedimientos

gubernamentales especiales para su disposición.

Un adecuado diseño del sistema de bombeo es lo más importante para minimizar el CCV.
Todos los sistemas de bombeo están compuestos de la bomba, un motor, tubería y controles de operación. Este diseño considera todos los aspectos anteriores y mantiene operando a la bomba en su nivel óptimo. Los costos de mantenimiento y de operación están directamente relacionados con el tamaño de la tubería y los componentes del sistema de bombeo.

EJEMPLO PRÁCTICO DE SELECCIÓN DE UNA BOMBA MEDIANTE EL CÁLCULO DEL CCV:

Realizamos una comparación entre una bomba para agua helada (BAH) marca Armstrong de Velocidad Constante y otra de Velocidad Variable, utilizando como base del cálculo, el costo inicial y el costo eléctrico proyectado a un año. 

Para definir el resultado de la operación tenemos esta tabla en las cual proyectamos el tiempo de recuperación de la inversión o ‘payback’ a diez años:

CONCLUSIÓN:

La Bomba de velocidad VARIABLE (Op 2), nos permite recuperar la inversión en un periodo de .67 años, que además nos ofrece  un ahorro de energía en comparación con la bomba de velocidad CONSTANTE.

Este nota está basada en la publicación:

Pump Life Cycle Costs: A guide to LCC analysis for pumping systems y en un caso práctico de un cliente de Aquasistemas Integrales S.A. de C.V.