CÓMO MEDIR LA EFICIENCIA DE UNA BOMBA

Controlar la eficiencia de las bombas siempre es tiempo bien invertido. Las bombas centrífugas consumen el 10 % de la energía eléctrica que genera la humanidad, y aproximadamente la mitad de las que están en operación en este momento, no están trabajando con una eficiencia aceptable.

Sin dudas el potencial de ahorro es enorme, pero ¿por dónde empezamos?, ¿Qué variables medimos?, ¿Cómo calculamos el tiempo de retorno de nuestra inversión?

La primera pregunta es fundamental porque evaluar la eficiencia de una bomba lleva tiempo y debemos priorizar aquellos equipos que tengan mayor potencial de ahorro y un tiempo de retorno de inversión razonable.

Hay diversos factores determinantes en el potencial de ahorro. Algunos son fáciles de visualizar, como la potencia, las horas anuales de funcionamiento y la antigüedad; pero hay otros que no son tan evidentes.

Las condiciones de operación variables, las bombas sobredimensionadas trabajando con válvulas parcialmente cerradas, las selecciones pobres y la eficiencia propia del equipo, por supuesto.

Una vez hecha la lista de equipos a verificar, ya podemos medir eficiencias y tomar decisiones.

Toda eficiencia es un cociente entre lo que recibimos de un equipo y lo que debemos entregarle para que haga el trabajo. Las bombas no son la excepción, entonces:

Expresión 1:

ηb  =  Eficiencia de la bomba (conjunto bomba-motor-VDF)

Q   =  Caudal medido en m3/h

H   =  Altura diferencial medida en m

ƍ = Gravedad específica (Densidad del líquido/densidad del agua)

P1   = Potencia en kW tomada de la red por el equipo

367 = Factor de unidades

A su vez, la potencia eléctrica en una red trifásica será igual a:

Expresión 2: 𝑃1[𝑘𝑊]= √3 .𝑈 [𝑣𝑜𝑙𝑡].𝐼 [𝑎𝑚𝑝] .cos𝜑

Vemos que no podemos medir directamente la eficiencia, sino que la calculamos usando la expresión 1 cuando hayamos efectuado las mediciones necesarias.   

¿Pero cómo sabemos si la eficiencia es buena o mala?  Tendremos que compararla con la de un equipo moderno y bien seleccionado, para iguales condiciones de operación.

No solamente vamos a comparar las eficiencias, también necesitamos comparar el consumo energético anual valorizado, es decir el costo anual de la energía consumida. De esa manera también podremos evaluar el potencial de ahorro anual y el tiempo de retorno de nuestra inversión.

El costo anual de la energía consumida es el producto de la potencia consumida, por las horas de operación anuales; por el costo en dinero de la energía.

𝐶𝐴𝐸 (𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎)=

𝑃1 [𝑘𝑊] .𝐻𝐴[ℎ𝑠/𝑎ñ𝑜].𝐶𝐸 [𝑈$𝐷/𝑘𝑊.ℎ]

HA = Horas anuales de operación

CE= Costo de la energía en dólares por kilowatt hora

Recordemos que queríamos saber el CAE (Consumo Anual de Energía) para identificar a las bombas que tiene mayor potencial de ahorro. Y calcularemos el Ahorro Anual como la diferencia entre el CAE de la bomba existente, menos el CAE de la bomba propuesta para reemplazarla.

𝐴𝐴𝐸 (𝐴ℎ𝑜𝑟𝑟𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎)= 𝐶𝐴𝐸(𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙)−𝐶𝐴𝐸 (𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎 𝑟𝑒𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒)

Y no nos olvidemos de que este monto de ahorro es anual, por lo tanto deberíamos multiplicarlo por el Ciclo de Vida Útil para tener una verdadera magnitud del ahorro. El ciclo de vida útil de una bomba puede ser muy variable, pero para estos cálculos podemos tomar unos 15 años.

Sabemos que todo tiene su costo, la bomba reemplazante tendrá su costo y la operación de desmontaje de la bomba vieja y el montaje de la reemplazante, también tendrá el suyo.

Cuando nos referimos al costo del reemplazo, estamos incluyendo todos estos costos.

Otro elemento importante es el recurso financiero, porque nada se hace sin dinero.

Afortunadamente no somos los únicos interesados en ahorrar energía. A los estados nacionales y provinciales les conviene que se reduzca el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero. Por esa razón existen créditos blandos promovidos por el Banco Interamericano de Desarrollo (BID) y que son administrados por los gobiernos nacionales, provinciales y algunas veces los manejan los municipios.

Y si esta tarea nos resulta difícil, podemos contar con la ayuda de fabricantes de equipos que ofrecen programas de monitoreo y evaluación de bombas centrífugas.

Grundfos tiene una larga experiencia en este tema y ofrece programas de monitoreo a la medida del cliente.

Más información: ar.grundfos.com