Custos Relacionados ao Bombeamento

Os custos relacionados aos sistemas elevatórios possuem várias influências, sendo que a maioria refere-se às condições locais encontradas. Analisando-se um caso específico, esses atributos tornam-se constantes, sendo os principais: desnível da tubulação (da captação a distribuição); comprimento do tubo e vazão demandada no caso de motor à eletricidade. Não são considerados os custos de linhas elétricas de alta tensão, prevendo-se que este deve advir da concessionária local de abastecimento de energia elétrica.

De uma forma geral, os custos associados à implantação de uma bomba para irrigação são: valor da bomba; instalações elétricas; mão-de-obra e preparação do local de instalação. Os custos relacionados a operação da bomba são: mão de obra; energia; operação e manutenção.

Estes custos são necessários para garantir a permanente utilização dos equipamentos e a confiabilidade de abastecimento. A energia elétrica, conforme explica Mesquita et al (2006), possui alto consumo pela bomba e dificulta a manutenção do equilíbrio financeiro, sendo menor apenas que as despesas com mão de obra. Para Tsutiva (2004) (In: MESQUITA et al, 2006), o consumo de energia elétrica em sistemas de abastecimento de água é da ordem de 0,6 kWh/m³ produzida.

Para compor custos de bombeamento devem ser modelados os elementos que compõem a rede de forma que contemple a variação de custo de um componente em funçãode sua dimensão. Santana (1999) chama a atenção para as dificuldades que existem de modelamento nos custos de manutenção devido às ordens de grandeza, sendo comum considerar somente os custos de energia, respeitando seus valores presente.

Os custos com tubulação envolvem parâmetros ligados aos custos de aquisição e instalações das tubulações nas regiões onde deverão ser utilizados, sendo função do diâmetro interno da tubulação e de seu comprimento, tendo uma variação não linear em relação ao seu diâmetro, possibilitando um custo por unidade de comprimento, variando linearmente, nesse caso, em relação ao comprimento da tubulação. Pode ser representado pela Eq. (2.51).

𝐶𝑇 = 𝑁𝑇𝑗 =1𝑓(𝐷𝑗,𝐿𝑗) (2.51)

Os custos totais do sistema devem se obtidos somando-se os custos de investimentos com os de operação. Devido esses gastos incidirem em tempos diferentes, é necessário a conversão dos gastos variáveis em gastos fixos, ou vice-versa. Logo, os gastos fixos devem ser convertidos em amortizações anuais ou converter as despesas anuais de exploração em valores fixos atualizados, podendo-se, assim, comparar as alternativas de projeto para se encontrar aquela que representa menor custo (investimento mais operação) (Gomes, 2004).

Para isso, isto é, converter custo fixo em amortizações anuais do capital, multiplica-se o valor presente “P” pelo fator de amortização (ou fator de recuperação de capital), dado pela Eq. (2.52).

𝑎 =

Sendo:a = fator de amortização anual do capital;i = taxa de juro anual, em decimal;n = número de anos relativo à vida útil das instalações ou ao alcance do projeto.

No modelo de Zacoller (1998) o CAT é obtido conforme a Eq. (2.53).

CAT = CF + CV (2.53)

CF = AMA + REA, e CV = CABO + CAM (2.54)

Logo (Eq. (2.55)):

CAT = AMA + REA + CABO + CAMR (2.55)

Onde: CAT = custo anual total; CF = custo fixo; CV = custo variável; AMA = amortização anual; REA = remuneração anual do capital investido; CABO = custo anual com bombeamento; CAMR = custo anual com manutenção e reparos.

A variação de consumo de energia depende: do desnível existente entre a fonte de água e o destino final, do diâmetro, material e comprimento da tubulação e com o tempo de funcionamento. Com menores diâmetros, têm-se investimentos iniciais menores, porem, com o aumento de perda de carga e maiores alturas monométricas (em consequência), aumenta-se o consumo de energia elétrica. Os maiores diâmetros exigem um investimento maior, porem, haverá menor gasto operacional com menor consumo de energia. A solução final deve proporcionar um sistema hidraulicamente correto com menores custos totais.

Para ficar mais visível, a Fig. (2.21) mostra o comportamento dos custos de investimento, operacional e total com o diâmetro da tubulação de recalque.

Na opinião de Carvalho (2008) na determinação do diâmetro econômico, para custos totais mínimos, inclui-se o consumo de energia e os custos do capital investido, considerando a amortização e a taxa de juros. O autor aponta os seguintes componentes relacionados aos investimentos iniciais:

 Edificação da casa de bombas;

 Aquisição e instalação dos equipamentos hidráulicos, elétricos e mecânicos;

 Implantação de tubulações de recalque, incluindo locação, escavação, ancoragem, assentamento e abertura de valas; e,

Com isso, complementa o autor que no dimensionamento econômico da tubulação de recalque deve-se analisar o custo total do sistema, com valores diferentes de diâmetro, como pode ser exposto em seguida.

Alzamora e Tárrega (1987), citado por Freire (2000) relacionam os custos de operação e implantação. Conforme os autores, quando se aumentam os custos de operação, reduzem-se os custos de implantação e vice-versa, sendo, portanto, antagônicos. Escolhendo-se um diâmetro menor para a adutora, tem-se um custo menor de implantação, porém, um custo maior de operação, pelo aumento de energia provocado principalmente pelo aumento de velocidade e perda de carga. Optando-se por um diâmetro maior, aumentam-se os custos de implantação e reduzem-se os custos de operação, pela redução de perda de carga.

Figura 2.21: Variação dos custos de investimento, operacional e total de um sistema de bombeamento em função do diâmetro do tubo de recalque. Adaptado de Carvalho, 2008.

*CT = Custo Total; CO = Custos de Operação (Variáveis); CI = Custos de Implantação (Fixos).

Na obtenção do diâmetro econômico, deve-se achar o mínimo da função custo. Para cada valor de vazão existirá um diâmetro econômico, sendo que seu valor depende do tipo de material do tubo e da relação entre custos anuais com a operação de sistema de bombeamento e do conduto.

A expressão de Bresse, por ser muito simples na solução de um problema complexo e com muitas variáveis econômicas, deve ser aplicada apenas em pequenas instalações com diâmetro máximo de 150 mm, em funcionamento 24 horas por dia ininterruptamente. Para instalações maiores, o diâmetro obtido deve ser uma primeira aproximação do diâmetro ótimo, onde uma análise econômica selecionará alguns diâmetros comerciais acima e abaixo do valor calculado (Carvalho, 2008).

CAPÍTULO III

Metodologia