Determinándolo desde un criterio
económico…
Cuando se genera la necesidad de transportar un caudal
Q, de un fluido dado a lo largo de cierta distancia; de inmediato
se piensa en la utilización de tubería para lograr
tal fin. Ahora se abordará el tema desde el punto de vista
económico.
Por el hecho que la tubería circular tiene la
geometría óptima para el transporte de
fluidos (además de varias razones técnicas);
solo se considera esta en el presente artículo.
La razón económica por la cual se afirma
lo anterior, es que el círculo es la forma
geométrica que tiene mayor área con el menor
perímetro (y por lo tanto requiere menos material para su
construcción).
Al momento de seleccionar el diámetro de la
tubería no solo se debe considerar un criterio
técnico (capacidad y resistencia);
sino también debe estar basado en un criterio
económico.
El criterio económico que será propuesto
está sustentado en el análisis del Costo Total del
Ciclo de Vida
para una longitud de tubería dada.
Dicho Costo Total incluye el costo inicial de
instalación (costo fijo o de capital),
más el costo de operación (bombeo) en el cual se
incurre a lo largo de todo el tiempo de
trabajo de la
tubería.
El sentido común nos indica que el valor de la
tubería aumenta, en la medida en que el diámetro
aumenta. Y haciendo una análisis somero, se puede
evidenciar fácilmente que las perdidas de energía
generadas por la fricción (y por consiguiente el consumo de
energía), para un caudal Q fijo, disminuye en la medida en
que la tubería es de mayor tamaño.
En concreto,
todos los diámetros de tubería tienen un costo de
instalación fijo y un costo de operación que crece
exponencialmente en la medida en que se aumenta el caudal (Ver
gráfica 1).
Gráfica 1.
Como se puede ver en la gráfica anterior, cuando
el caudal es bajo, el costo de operación también es
bajo, pero este ultimo crece exponencialmente en la medida en que
se incrementa el caudal manejado.
Cuando el caudal es bajo el mayor porcentaje del costo
total se le atribuye al costo de instalación, pero en la
medida que dicho caudal aumente, el costo de operación
crece muy rápido, y muy fácilmente, duplica o
triplica el costo de instalación.
Lo expuesto anteriormente, fue con la intención
de mostrar los dos componentes de costo y su comportamiento, para un diámetro de
tubería dado, en función
del caudal Q manejado.
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