Selección del diámetro óptimo de tubería (página 2)

Ahora se analizará el comportamiento
de dos tuberías de diferente diámetro sobre la
misma grafica, esto con el fin de poder comparar
el Costo Total del
Ciclo de Vida
de cada una de las dos tuberías (Ver gráfica
2).

Gráfica 2

La tubería A (pequeña) tiene un costo de
instalación inicial bajo y, a caudales bajos, es la
alternativa más económica.

En la medida en que el caudal se incrementa, el costo de
operación de la tubería pequeña incrementa
más rápidamente, hasta el punto donde el costo
total para la tubería pequeña es alto.

Ahora, para poder comparar la viabilidad de cada una de
las tuberías, es indispensable poner la atención sobre el punto de cruce entre las
curvas de costo total.

Este punto de cruce está asociado a un caudal
crítico, es decir, un valor de
caudal, donde se transfiere el menor costo total de una
tubería a la otra.

A la derecha del punto de cruce, la tubería B
(grande) es la selección
más económica, dado que, aunque tiene un costo de
instalación mayor, el comportamiento del costo de
operación hace que el costo total sea menor.

De esta forma se puede ver claramente que si el caudal
requerido por el proceso es
menor al caudal crítico (caudal correspondiente al punto
de cruce), se debe utilizar la tubería de menor
diámetro.

Para el caso en donde dicho caudal requerido esté
en la vecindad de caudal crítico, se recomienda utilizar
la tubería mas grande y así tener capacidad
suficiente para poder asumir y compensar los efectos futuros de
algún cambio en el
proceso y/o obstrucciones de la tubería.

Adicionalmente a lo anterior, al utilizar la
tubería de mayor diámetro se disminuye la velocidad de
flujo y se alarga la vida útil de la tubería ya que
se evitan problemas de
abrasión por altas velocidades, si se diera el caso que el
fluido manejado tenga sólidos en
suspensión.

Con la ayuda de una hoja de
cálculo electrónica y teniendo en cuenta ciertas
variables como
el tiempo de
duración de operación, el costo de la
energía, longitud del ciclo de vida, eficiencia del
motor y de la
bomba y el costo de capital de la
tubería, entre otros, se puede hacer una análisis considerando todo el espectro de
posibilidades que influyen en la cuantificación del valor
del costo total del ciclo de vida y así poder escoger la
opción mas económica para el proyecto.

Ya para concluir, sería de gran ayuda cuando se
presentan varios procesos que
requieren de manejo de caudales diferentes, hacer una grafica
conjunta donde se muestren las curvas de costo total para varias
tuberías y así poder determinar rápidamente
dependiendo del caudal a manejar, el diámetro optimo a
utilizar (Ver gráfica 3).

Gráfica 3

Autor:

Felix Mendoza Gonzalez

Ingeniero Mecánico.