A bomba mais barata do orçamento raramente é a mais económica a longo prazo. Numa bomba industrial típica, o preço de compra representa menos de 10% do custo total da bomba ao longo da sua vida útil. O restante corresponde à energia, à manutenção, ao tempo de inatividade e ao custo de resolver fugas. Se comprar apenas com base no preço de tabela, poderá ficar sujeito a contas mais elevadas durante os próximos quinze a vinte anos. O custo total de propriedade (TCO), ou custo do ciclo de vida (LCC), é o valor que realmente determina o gasto — e responde a uma das perguntas mais comuns que nos fazem: vale a pena pagar mais por uma bomba sem vedantes do que por uma com vedantes?
Fabricamos bombas magnéticas sem vedante, com motor encapsulado e magnéticas de vórtice, pelo que temos interesse na resposta — e seremos sinceros sobre quando uma bomba com vedante é a opção mais económica e quando não o é. Segue-se a análise detalhada dos custos: o que o TCO (Custo Total de Propriedade) inclui efetivamente, para onde o dinheiro vai realmente, por que razão a vedação mecânica é o fator de custo que as pessoas ignoram e como fica a comparação entre bombas com vedação e sem vedação, com um exemplo prático que pode adaptar aos seus próprios números.
O que o «Custo Total de Propriedade» realmente inclui
A indústria das bombas tem uma forma padrão de proceder. O quadro de custos do ciclo de vida do Hydraulic Institute e da Europump divide o custo ao longo da vida útil de uma bomba nos seguintes elementos:
● Custo inicial — a bomba, o motor, o acionamento e os acessórios indicados na nota de encomenda.
● Instalação e colocação em funcionamento — fundações, canalizações, instalações elétricas e colocação em funcionamento.
● Energia — a energia elétrica necessária para fazer funcionar a bomba, determinada pelo regime de funcionamento, pela eficiência da bomba e do motor e pelas horas de funcionamento.
● Operacional — trabalho de rotina para gerir e supervisionar o sistema.
● Manutenção e reparação — peças sobressalentes e as horas dedicadas a trabalhos programados e não programados, incluindo vedantes, rolamentos e peças de desgaste.
● Tempo de inatividade e perda de produção — o custo da paragem do processo quando a bomba está fora de serviço.
● Ambiental — gestão de fugas, emissões fugitivas, eliminação de águas de lavagem e conformidade.
● Desativação e eliminação — remoção e eliminação no fim da vida útil.
Some estes custos ao longo da vida útil — normalmente entre quinze e vinte anos — e atualize-os para o valor atual, e obterá o custo total de propriedade (TCO) da bomba. O resultado é consistente em todos os estudos publicados: o preço de aquisição representa uma pequena parte, geralmente inferior a 10%.
Para onde vai realmente o dinheiro
Na maioria das instalações, dois elementos assumem um papel preponderante: a energia e a manutenção. A energia é, normalmente, o maior custo individual ao longo da vida útil de uma bomba, uma vez que uma bomba a funcionar continuamente gasta, em eletricidade, um valor muitas vezes superior ao seu preço de aquisição a cada poucos anos. Os sistemas de bombagem representam cerca de um quinto do consumo mundial de eletricidade, razão pela qual a eficiência das bombas e a escolha do tamanho adequado trazem poupanças concretas. A manutenção é o segundo grande fator, e, no âmbito da manutenção, um componente surge repetidamente. Abordamos a vertente hidráulica da questão energética no nosso eficiência das bombas centrífugas industriais guia; o resto deste artigo aborda a manutenção e as questões relacionadas com fugas, que é onde se decide, na verdade, entre a opção com vedação e a opção sem vedação.
O selo é o fator de custo que as pessoas ignoram
Numa bomba convencional, a vedação mecânica é a causa mais comum de paragens não planeadas. Trata-se de uma peça de desgaste de precisão que funciona entre duas faces planas e que falha devido a desalinhamento, materiais abrasivos, funcionamento a seco, calor, uma lavagem inadequada ou simples desgaste. Cada falha não se resume apenas ao custo de uma nova vedação — implica também a mão-de-obra necessária para a sua instalação, a perda de produção enquanto a bomba está parada e, no caso de fluidos perigosos, o custo do derrame. Uma única falha imprevista da vedação numa bomba de processo pode significar quase um dia inteiro de paragem e vários milhares de dólares, quando se somam as peças, a mão-de-obra e a produção perdida. Uma bomba que avaria algumas vezes por ano transforma isso numa despesa recorrente que nunca aparece no orçamento inicial.
As bombas vedadas em aplicações exigentes também necessitam de um sistema de suporte da vedação — um sistema de lavagem ou de fluido de barreira que arrefeça e lubrifique as faces da vedação. Trata-se de água ou fluido de barreira consumido continuamente, a que se acrescenta o custo do seu tratamento ou eliminação. No caso de fluidos tóxicos ou voláteis, a vedação acarreta mais um custo: as emissões fugitivas através das faces da vedação, que representam tanto um encargo em termos de conformidade como um risco para a segurança. Nada disto consta da nota de encomenda, mas tudo isso se reflete no custo total de propriedade (TCO).
O compromisso da tecnologia sem vedantes, com toda a sinceridade
Uma bomba sem vedante — de acionamento magnético ou com motor encapsulado — elimina completamente o vedante mecânico. O binário atravessa uma estrutura de contenção estática através de um acoplamento magnético, pelo que não há vedação dinâmica que possa falhar, não é necessária água de lavagem e não existe via de emissão fugitiva. Isso elimina uma coluna inteira do TCO. No entanto, não é gratuito, e há dois custos que se traduzem num aumento:
● Preço de compra mais elevado — uma bomba sem vedante custa, em geral, mais à partida do que uma bomba selada comparável.
● Uma ligeira perda de potência — as bombas de acionamento magnético têm uma eficiência inferior em alguns por cento à de uma bomba selada equivalente, normalmente entre 3 e 8%, devido às perdas magnéticas e por correntes de Foucault, pelo que a linha de energia é ligeiramente mais elevada.
● Disciplina operacional — as bombas sem vedante não podem funcionar a seco e não toleram a presença de sólidos, pelo que necessitam de proteção contra funcionamento a seco e de um fluido limpo.
Portanto, a questão das vedações é uma troca direta. Paga-se mais à partida e um pouco mais pela energia e, em troca, elimina-se os custos de substituição das vedações, de paragem, de limpeza e de emissões. Se isso acaba por ser vantajoso para si depende inteiramente da carga de trabalho.
Comparação de custos ao longo da vida útil (a título ilustrativo)
Eis a comparação em termos numéricos. Consideremos uma bomba de processo químico de tamanho médio — com cerca de 15 kW, a funcionar 8 000 horas por ano, com a eletricidade a 0,12 $/kWh e uma vida útil de 15 anos — e comparemos uma bomba com vedante com uma sem vedante. Os valores abaixo são ilustrativos e arredondados; o que importa é a tendência do resultado, não os valores exatos em dólares. Introduza os seus próprios dados relativos à carga de trabalho, ao preço da energia e ao histórico das vedações.
| Elemento de custo (15 anos) | Bomba selada | Bomba sem vedantes | Nota |
| Compra + instalação | 12 000 dólares | 17 000 dólares | O sistema sem vedantes implica um custo inicial mais elevado |
| Energia | 216 000 dólares | 227 000 dólares | Sem vedação ~5% menos eficiente neste caso |
| Substituição de vedantes | 18 000 dólares | $0 | por exemplo, selagem + manutenção a cada 2 a 3 anos |
| Fluido de lavagem da vedação / fluido de barreira | 6 000 dólares | $0 | Água/fluido e eliminação |
| Paragens não planeadas (devido a problemas com as juntas) | 30 000 dólares | 4 000 dólares | Menos paragens sem selo |
| Fugas / emissões / limpeza | Varia — elevado | ~$0 | Apenas tarefas relacionadas com fluidos perigosos |
| Rolamentos / peças de desgaste | 6 000 dólares | 9 000 dólares | Os rolamentos sem vedação necessitam de fluido limpo |
| Total indicativo a 15 anos | ~288 000 $ ou mais | ~257 000 dólares | Antes dos custos com fugas/conformidade |
Há dois aspetos que se destacam. O consumo energético supera todos os outros fatores, e é semelhante em ambas as opções — pelo que a decisão não se baseia, na verdade, no valor nominal do consumo energético. É determinada pela comparação entre, por um lado, os custos relacionados com as vedações e, por outro, o prémio de capital e a ligeira penalização energética. Neste exemplo, numa aplicação perigosa ou que cause problemas com as vedações, a bomba sem vedação sai a ganhar em termos de custo ao longo da vida útil, apesar de ter um custo de aquisição mais elevado. Se alterarmos os parâmetros para um fluido limpo e inofensivo, com vedações fiáveis e tempos de inatividade baratos, o resultado pode inverter-se.
Quando uma bomba selada é a melhor opção económica
Uma bomba com vedante mecânico é frequentemente a opção mais económica quando:
● O fluido é limpo, inofensivo e não perigoso, pelo que uma fuga tem um custo reduzido e é tolerável.
● O fluido é abrasivo ou contém sólidos, o que faz com que os rolamentos sem vedação se desgastem rapidamente — essa carga é adequada para uma bomba vedada ou uma Série de Bombas de Deslocamento Positivo design concebido para sólidos.
● As juntas têm uma boa durabilidade em serviço e as paragens não planeadas têm um custo reduzido.
● O caudal é muito elevado, o que torna o acoplamento magnético numa bomba sem vedantes dispendioso ou impraticável.
● O orçamento de investimento é limitado e o fluido não justifica o custo adicional.
Nestes casos, o custo ao longo da vida útil do selo é baixo e pagar um prémio de capital para o eliminar não compensa.
Quando uma bomba sem vedante compensa
Uma bomba de acionamento magnético sem vedantes ou com motor encapsulado costuma apresentar o melhor custo total de propriedade (TCO) quando:
● O fluido é perigoso, tóxico, inflamável, volátil ou valioso, pelo que qualquer fuga é dispendiosa ou inaceitável, sendo que a ausência total de fugas é um requisito e não uma mera preferência.
● As juntas avariam-se frequentemente durante o funcionamento — fluidos corrosivos, quentes ou mal lubrificados que corroem as superfícies de vedação.
● O tempo de inatividade é dispendioso, pelo que cada falha numa vedação que se consiga evitar vale muito mais do que o prémio de capital.
● As emissões e o cumprimento da legislação são importantes, uma vez que as perdas fugitivas através de uma vedação implicam sanções e a obrigação de comunicação.
● O fluido está suficientemente limpo para proteger os rolamentos sem vedação.
É para este tipo de aplicações que desenvolvemos as nossas soluções — fluidos de processo corrosivos e a altas ou baixas temperaturas, em que não há margem para fugas. As nossas Série de Bombas Químicas, soluções de bombas à prova de fugas, e soluções de bombas resistentes à corrosão estas páginas abordam as opções sem vedação, e tecnologia de bombas com motor integrado explica a variante com motor encapsulado. Para saber mais sobre os princípios de engenharia subjacentes ao acoplamento magnético e à margem de binário, consulte o nosso guia de seleção de bombas de acionamento magnético.
Quando as alegações sobre o TCO dos sistemas sem vedação são exageradas
Uma vez que comercializamos bombas sem vedantes, vale a pena deixar bem claro em que pontos a análise de custos vai longe demais. Algumas alegações não resistem ao confronto com uma instalação real:
● «Os sistemas sem vedantes são sempre mais económicos ao longo da vida útil.» Não é assim. Num fluido limpo e inofensivo, com uma vedação fiável, o menor investimento inicial e a eficiência ligeiramente superior da bomba vedada podem fazer a diferença, porque a vedação simplesmente não tem um custo suficientemente elevado para que valha a pena prescindir dela.
● «Não há diferença em termos de energia.» Sim, existe. As perdas magnéticas e por correntes de Foucault são reais e, numa bomba que funciona milhares de horas por ano, essa penalização de alguns por cento é um valor mensurável, não um erro de arredondamento.
● «Sem vedantes significa que não requer manutenção.» Não é assim. Se retirar a vedação, o modo de falha passa a recair sobre os rolamentos e os ímanes, e um rotor danificado por funcionamento a seco ou por partículas abrasivas, ou ímanes desmagnetizados devido ao sobreaquecimento, implica uma reparação dispendiosa. A poupança só é real se a bomba for utilizada dentro dos seus limites e se o fluido for mantido limpo.
● «As vedações modernas não melhoraram.» É verdade. As vedações de cartucho, as vedações duplas e as vedações a gás seco aumentaram a fiabilidade em aplicações que antes desgastavam rapidamente as vedações simples, o que reduz a diferença em algumas aplicações.
A versão realista da análise de custos sem vedante é mais restrita e mais convincente do que a versão de marketing. No caso de fluidos perigosos, valiosos ou que causam problemas aos vedantes, a eliminação do vedante compensa claramente. Em aplicações inofensivas, limpas e que não colocam problemas aos vedantes, muitas vezes não compensa. Faça as contas para a sua própria aplicação, em vez de confiar em qualquer um dos argumentos de venda.
Como calcular o seu próprio TCO numa tarde
Não é necessário dispor do manual completo da HI/Europump para obter uma resposta útil. Basta reunir alguns dados e a comparação surge por si só:
● Horas de serviço e de funcionamento — A potência absorvida em kW e as horas por ano permitem calcular o custo da energia com base na sua tarifa de eletricidade.
● Os dois preços de compra — com vedação versus sem vedação para a mesma função.
● O seu histórico de selos — com que frequência as juntas avariam neste serviço e qual o custo total (peças e mão-de-obra) em cada ocasião.
● Custo do tempo de inatividade — o valor de cada hora de inatividade deste processo, multiplicado pelas horas perdidas por cada falha.
● Descarga e fuga — custo da água ou do fluido de barreira, acrescido de quaisquer emissões ou riscos de exposição decorrentes da limpeza desse fluido.
● O horizonte — quinze a vinte anos, descontados ao valor atual, se quiser ser preciso.
Some os totais acumulados ao longo da vida útil de cada opção e compare. Se preferir não criar a folha de cálculo, envie-nos os dados relativos à utilização, bem como o seu histórico de selagem e de tempo de inatividade, e faremos a comparação consigo.
Obtenha uma comparação dos custos ao longo da vida útil do seu equipamento
Quer esteja a substituir uma bomba que está sempre a danificar as juntas, quer esteja a definir as especificações para uma nova linha, podemos apresentar dados concretos que ajudem na decisão entre bombas com ou sem juntas, tendo em conta o seu fluido, condições de funcionamento e horas de funcionamento — e selecionar a bomba adequada, seja de acionamento magnético sem juntas, com motor encapsulado ou magnética de vórtice, caso seja essa a opção que os cálculos indicarem.
Fale com a nossa equipa: Contacto Aulank | WhatsApp: +86 13773157367 | E-mail: info@aulankpump.com
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