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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