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CONSIDERAÇÕES RELEVANTES NA ANÁLISE DE

SISTEMAS DE BOMBAGEM

(O Custo do Ciclo de Vida)

Luanda, 12 de Outubro 2011 * C. Freire

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METODOLOGIA PARA AVALIAÇÃO DO CCV

> O Instituto Hidráulico (Hydraulic Institute ), fundado em 1917, é a maior associação de fabricantes e de fornecedores de bombas dos Estados Unidos da América. Estabelece padrões e organiza seminários para a partilha de informações técnicas há mais de 80 anos.

> O Europump, estabelecido em 1960, age como porta-voz dos 15 principais fabricantes europeus de bombas, representando mais de 400 fabricantes. O Europump serve e promove a indústria europeia das bombas hidráulicas.

> O Departamento de Energia dos Estados Unidos (U.S. Department of Energy), promove parcerias com indústrias e grupos de comércio, para a implementação de sistemas de elevada eficiência energética, de energias renováveis de prevenção da poluição e tecnologias para aplicações industriais.

Esta metodologia resulta da colaboração destes 3 organismos internacionais:

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> É uma ferramenta de gestão que pode ajudar a minimizar os desperdícios e a maximizar o rendimento de variados tipos de sistemas, incluindo sistemas de bombeamento.

> Representa o custo total dum sistema durante o seu período de vida útilonde são considerados os custos de aquisição, instalação, ensaios, energéticos, operação, manutenção (preventiva e correctiva), paragens, ambientais, desmontagem e desmantelamento final do equipamento.

> O processo de cálculo do CCV indicará, de forma isenta, a solução que apresenta menor custo global, com base nas informações disponíveis.

O QUE É O CUSTO DO CICLO DE VIDA (CCV)?

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RAZÕES PARA A UTILIZAÇÃO DO CCV

> Os sistemas de pressurização são compostos por obras de construção civil, equipamentos eléctrico, electrónico e electromecânico, tubagens e acessórios, constituindo um sistema indissociável entre si.

> Como qualquer investimento, a selecção dos elementos que constituem o sistema devem obedecer a considerações de eficiência e de economia.

80%

20%

Outras aplicaçõesSistemas de bombagem

Consumo mundial de energia eléctrica

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Alguns estudos mostram que 30% a 50% da energia consumida pelos actuais sistemas de bombeamento podem ser poupados através da alteração dos controlos dos sistemas (Europump, 2000).

Os sistemas existentes podem contribuir com uma maior fatia na redução energética por duas razões:

> Existem pelo menos 20 vezes mais sistemas em operação do que os colocados anualmente em operação;

> Muitos dos sistemas em operação possuem bombas ou controlos que não estão ajustados às necessidades actuais, também motivados pela evolução tecnológica verificada nos últimos anos.

73%

18%9%

Custos de exploraçãoCustos de investimentoCustos de manutenção

RAZÕES PARA A UTILIZAÇÃO DO CCVSistemas de bombagem – custos globais

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> Processo matemático que permite a comparação de soluções alternativas, em termos de custos tendo sempre em conta as melhores soluções técnicas de equipamentos e acessórios.

> Extremamente dependente da informação disponível, logo os resultados do processo apresentam certamente um grau de fiabilidade similar ao dos dados de base.

> Os sistemas de bombeamento têm em média um período estimado de funcionamento de 15 a 20 anos. A selecção destes equipamentos deve ser efectuada com base em cálculos onde os detalhes do projecto do sistema devem ser tidos em conta.

> O exercício deve ser objectivo na análise e âmbito podendo no entanto ser lato nas alternativas analisadas.

DETERMINAÇÃO DO CUSTO DO CICLO DE VIDA

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O Custo do Ciclo de Vida, como sendo a soma das seguintes parcelas:

dappmoeinci CCCCCCCCCCV

DETERMINAÇÃO DO CUSTO DO CICLO DE VIDA

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dappmoeinci CCCCCCCCCCV

DETERMINAÇÃO DO CUSTO DO CICLO DE VIDA

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Cci - CUSTOS INICIAIS

> Custos envolvidos na aquisição e instalação de equipamentos e obras de construção civil, necessárias ao arranque do sistema.> Os custos dos equipamentos electromecânicos são diluídos no valor da construção civil. Este facto pode originar a que seja menosprezada a sua importância final nos custos globais.Ter em atenção também as seguintes parcelas:

> Serviços de Engenharia (estudos, projecto, especificações etc.);> Processo de aquisição;> Construção civil;

Equipamento electromecânico e sistema de arranque:

> Inspecção e testes;> Peças de reserva;> Formação;> Outros equipamentos auxiliares se for caso disso.

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Incluem os seguintes itens:

> FUNDAÇÕES (PROJECTO, PREPARAÇÃO, BETÃO, ETC.);

> LIGAÇÕES DE TUBAGENS ;

> LIGAÇÕES ELÉCTRICAS E DE INSTRUMENTAÇÃO;

> VERIFICAÇÕES E REGULAÇÕES DURANTE O ARRANQUE.

> Os ensaios requerem uma especial atenção com base nas instruções do fabricante para a execução do arranque e operação.

> Deverá ser seguida a lista de verificações proposta pelo fabricante de modo a assegurar que os equipamentos e o sistema possam operar dentro de parâmetros específicos.

Cin - CUSTOS DE INSTALAÇÃO E ENSAIOS

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> O consumo energético é significativo no valor final do CCV.

> A energia consumida pode ser estimada pela seguinte equação:

> O cálculo energético torna-se mais complexo com bombas em funcionamento em paralelo ou se for(em) utilizado(s) variador(es) de velocidade.

1t

t mco

dttHtQkWhE

motor do Rendimentobomba da Rendimento

.. amanométric AlturaCaudal

3 líquido do específico Peso Potência

3

m

c

a)c(mH/s) (mQ

)(kN/mkWP

Ce - CUSTOS ENERGÉTICOS

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> Os custos de operação são os custos associados à mão-de-obra relacionados com o funcionamento do sistema.

> Uma análise periódica das condições de funcionamento do sistema pode alertar os operadores para eventuais perdas de desempenho do sistema. Os indicadores de desempenho incluem alterações em vibrações, temperaturas, ruído, consumo energético, gamas de caudais, pressão etc.

> Uma bomba instalada em ambientes corrosivos pode requerer verificações diárias, enquanto um sistema semelhante com outro fluido pode apenas necessitar de supervisões semanais ou mensais.

Co – CUSTOS DE OPERAÇÃO

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> Os custos dependem do tempo e da frequência das intervenções, mas também dos custos dos materiais.

> O programa de manutenção pode ser cumprido com menor frequência mas com maior atenção aos detalhes ou com maior frequência mas com intervenções mais simples.

> Embora as avarias não possam ser previstas, podem ser estimadas estatisticamente pelo cálculo do tempo médio entre avarias.

Cm – CUSTOS DE MANUTENÇÃO E REPARAÇÃO

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> Podem representar uma parcela muito significativa no valor final do CCV e podem rivalizar com os custos energéticos ou com os custos dos materiais de substituição.

> Na maior parte das vezes estes custos são relevantes e inaceitáveis por representarem custos superiores à instalação de um equipamento de substituição ou reserva.

> O custo de perda de produção ou de indisponibilidade podem ser considerados dependendo do tempo de paragem e devem ser analisados para cada caso específico.

Cpp – CUSTOS DE PARAGENS IMPREVISTAS

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> O custo da destruição e eliminação de fluidos contaminantes varia bastante dependendo da natureza do produto bombeado.

> Os custos de infracção ambiental deverão ser incluídos.

Ca – CUSTOS AMBIENTAIS

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> Na maioria dos casos, o custo da desmantelação de um sistema de bombeamento tem pequenas variações em relação a diferentes concepções.

> Existem geralmente procedimentos legais e regulamentares para líquidos tóxicos ou qualquer outro tipo de líquido agressivo.

> Quando a destruição tem um custo demasiado elevado, o CCV torna-se particularmente sensível à vida útil do equipamento.

Cd – CUSTOS DE DESMONTAGEM E DESMANTELAÇÃO

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> Os custos totais representam a soma das várias parcelas atrás referidas.

> Existem também factores financeiros a serem tomados em consideração no desenvolvimento do CCV. Estes serão influenciados pelas seguintes variáveis:

> Preços actualizados e anualizados da energia;

> Taxa de inflação;

> Taxa de juro;

> Vida útil esperada para o equipamento.

CUSTOS TOTAIS DO CICLO DE VIDA

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> Será importante analisar a adaptabilidade do sistema escolhido a situações diferentes das previstas no projecto;

> Uma quantidade considerável das perdas energéticas no sistema são devidas às perdas de carga contínuas;

> Os diâmetros de tubagem devem ser seleccionados com base em vários factores como: pormenores do traçado, materiais de construção, velocidades mais indicadas, acessórios incluídos, etc…;

> O tipo de equipamento electromecânico de bombagem, suas características técnicas e construtivas ,tipo de accionamento, motorização etc…;

> O modo de controlo e regulação do sistema;

> Analisar com pormenor os parâmetros de regulação;

> Devem ser considerados os tempos previstos para os diferentes pontos de funcionamento.

IMPLEMENTAÇÃO NA FASE DE PROJECTO E IMPORTÂNCIA DAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS EQUIPAMENTOS

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> Será importante analisar a qualidade do abastecimento eléctrico se for o caso.

> Protecções especificas deverão ser consideradas de acordo com o tipo de equipamento utilizado.

> Especial atenção deverá também ser dada à selecção dos motores eléctricos quanto ao seu rendimento ( IE3 e futuramente IE4). Por exemplo:

> Necessidades de comunicação de dados à distância.

IMPLEMENTAÇÃO NA FASE DE PROJECTO E IMPORTÂNCIA DAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DOS EQUIPAMENTOS

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APLICAÇÃO A SISTEMAS EXISTENTES

Identificar pontos onde seja possível melhorar um sistema existente:

> Realizar um levantamento completo do sistema de bombeamento;

> Determinar os caudais requeridos e o perfil de carga do sistema;

> Equilibrar o sistema para optimizar os caudais e alturas requeridas. Várias opções podem ser consideradas se houver um sobredimensionamento dos equipamentos:

Introdução de válvulas redutoras

Rectificação do(s) impulsor(es) da(s) bomba(s)

Introdução de um variador de velocidade ou mais.

> Avaliar e minimizar as perdas de carga na globalidade do sistema;

> Identificar as bombas com custos de manutenção elevados

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O objectivo deste programa é oferecer uma ferramenta completa que além de conter um extenso catálogo de produtos Grundfos, inclui um programa de dimensionamento para selecção do sistema mais adequado e a opção do cálculo do CCV.

EXEMPLIFICANDO A UTILIZAÇÃO DO WINCAPS:

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Selecção de aplicaçõesEXEMPLIFICANDO A UTILIZAÇÃO DO WINCAPS:

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Selecção da aplicação específica e introdução de dadosEXEMPLIFICANDO A UTILIZAÇÃO DO WINCAPS:

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Selecção do sistemaEXEMPLIFICANDO A UTILIZAÇÃO DO WINCAPS:

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Comparação de soluções EXEMPLIFICANDO A UTILIZAÇÃO DO WINCAPS:

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NOTAS BIBLIOGRÁFICAS

Pump Life Cycle CostsHydraulic Institute/Europump

WinCapsGrundfos Pumps

XIVth IWRA World Water Congress September25-29, 2011 – Brazil

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