CONSIDERAÇÕES RELEVANTES NA ANÁLISE DE SISTEMAS DE BOMBAGEM

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2 ONSIDERAÇÕES RELEVANTES NA ANÁLISE DE SISTEMAS DE BOMBAGEM (O usto do iclo de Vida) Luanda, 12 de Outubro 2011 *. Freire 2

3 METODOLOGIA PARA AVALIAÇÃO DO V Esta metodologia resulta da colaboração destes 3 organismos internacionais: > 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. 3

4 O QUE É O USTO DO ILO DE VIDA (V)? > 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 útil onde 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 V indicará, de forma isenta, a solução que apresenta menor custo global, com base nas informações disponíveis. 4

5 RAZÕES PARA A UTILIZAÇÃO DO V onsumo mundial de energia eléctrica 20% Outras aplicações Sistemas de bombagem 80% > 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. > omo qualquer investimento, a selecção dos elementos que constituem o sistema devem obedecer a considerações de eficiência e de economia. 5

6 RAZÕES PARA A UTILIZAÇÃO DO V Sistemas de bombagem custos globais 18% 9% ustos de exploração ustos de investimento ustos de manutenção 73% 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. 6

7 DETERMINAÇÃO DO USTO DO ILO DE VIDA > 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. 7

8 DETERMINAÇÃO DO USTO DO ILO DE VIDA O usto do iclo de Vida, como sendo a soma das seguintes parcelas: V ci in e o m pp a d 8

9 DETERMINAÇÃO DO USTO DO ILO DE VIDA V ci in e o m pp a d 9

10 ci - USTOS INIIAIS > ustos 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; > onstrução civil; Equipamento electromecânico e sistema de arranque: > Inspecção e testes; > Peças de reserva; > Formação; > Outros equipamentos auxiliares se for caso disso. 10

11 in - USTOS DE INSTALAÇÃO E ENSAIOS Incluem os seguintes itens: > FUNDAÇÕES (PROJETO, PREPARAÇÃO, BETÃO, ET.); > LIGAÇÕES DE TUBAGENS ; > LIGAÇÕES ELÉTRIAS E DE INSTRUMENTAÇÃO; > VERIFIAÇÕES 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. 11

12 e - USTOS ENERGÉTIOS > O consumo energético é significativo no valor final do V. > A energia consumida pode ser estimada pela seguinte equação: E kwh t 1 t o Q t H c m t dt P Potência Rendimento da bomba c m kw Peso específico do líquido(kn/m3 ) 3 Q audal (m /s) H Altura manométrica (m. c. a) Rendimento do motor > O cálculo energético torna-se mais complexo com bombas em funcionamento em paralelo ou se for(em) utilizado(s) variador(es) de velocidade. 12

13 o USTOS DE OPERAÇÃO > Os custos de operação são os custos associados à mão-deobra 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. 13

14 m USTOS DE MANUTENÇÃO E REPARAÇÃO > 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. 14

15 pp USTOS DE PARAGENS IMPREVISTAS > Podem representar uma parcela muito significativa no valor final do V 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. 15

16 a USTOS AMBIENTAIS > 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. 16

17 d USTOS DE DESMONTAGEM E DESMANTELAÇÃO > 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 V torna-se particularmente sensível à vida útil do equipamento. 17

18 USTOS TOTAIS DO ILO DE VIDA > Os custos totais representam a soma das várias parcelas atrás referidas. > Existem também factores financeiros a serem tomados em consideração no desenvolvimento do V. Estes serão influenciados pelas seguintes variáveis: > Preços actualizados e anualizados da energia; > Taxa de inflação; > Taxa de juro; > Vida útil esperada para o equipamento. 18

19 IMPLEMENTAÇÃO NA FASE DE PROJETO E IMPORTÂNIA DAS ARATERÍSTIAS TÉNIAS DOS EQUIPAMENTOS > 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. 19

20 IMPLEMENTAÇÃO NA FASE DE PROJETO E IMPORTÂNIA DAS ARATERÍSTIAS TÉNIAS DOS EQUIPAMENTOS > 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. 20

21 APLIAÇÃO 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 21

22 EXEMPLIFIANDO A UTILIZAÇÃO DO WINAPS: 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 V. 22

23 EXEMPLIFIANDO A UTILIZAÇÃO DO WINAPS: Selecção de aplicações 23

24 EXEMPLIFIANDO A UTILIZAÇÃO DO WINAPS: Selecção da aplicação específica e introdução de dados 24

25 EXEMPLIFIANDO A UTILIZAÇÃO DO WINAPS: Selecção do sistema 25

26 EXEMPLIFIANDO A UTILIZAÇÃO DO WINAPS: omparação de soluções 26

27 NOTAS BIBLIOGRÁFIAS Pump Life ycle osts Hydraulic Institute/Europump Winaps Grundfos Pumps XIVth IWRA World Water ongress September 25-29, 2011 Brazil 27

28 OBRIGADO. LUANDA - EDIFÍIO NOVA SOTEMA Av. Deolinda Rodrigues 399 LOBITO - FILIAL Rua 15 de Agosto * (procure-nos também no Facebook!) 28