10.3: Cálculo de los costos de energía

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Es importante que los administradores de agua determinen los costos potenciales en la electricidad para bombear agua. Las unidades utilizadas para medir el uso eléctrico son típicamente en kilovatios-hora (kW-hr). Para convertir caballos de fuerza en kilovatios de potencia, se utiliza el siguiente factor de conversión.

1 caballo de fuerza = 0.746 kilovatios de potencia

Una vez que conozca los hp que se necesita, puede determinar la cantidad de KW-hr necesarios. Entonces, los costos se pueden determinar dependiendo de lo que la compañía eléctrica local cobre por kW-hr. Los servicios de agua calcularán los presupuestos estimados para los costos de bombeo, ya que estos suelen ser los costos operativos más grandes.

Ejercicios

Resuelve los siguientes problemas.

Un pozo fluye aproximadamente 3,200 gpm contra una presión de descarga de 95 psi. ¿Cuáles son los hp y kW‐hr correspondientes si la bomba tiene una eficiencia del 70% y el motor 88%?
Con base en la pregunta anterior, ¿cuánto serían los costos eléctricos si la tarifa es de $0.12 por kW‐hr y la bomba funciona 10 horas al día?
Una empresa de servicios públicos tiene 3 bombas que funcionan a diferentes caudales y suministran agua a un tanque de almacenamiento de 500 mil galones. El TDH para las bombas es de 210 pies. La empresa de servicios públicos necesita llenar el tanque diariamente y los costos de energía deben calcularse a una tasa de 0.135 dólares por kW‐hr. Complete la siguiente tabla.

Bomba	Caudal	Hp
1	500 gpm	50
2	1,000 gpm	75
4	2,000 gpm	250

Un pozo extrae agua de un acuífero que tiene un nivel promedio de agua de 150 pies bgs y bombea a un tanque a 225 pies por encima de él. La pérdida de fricción en el tanque es de aproximadamente 22 psi. Si el pozo bombea a una velocidad de 2,300 gpm y tiene una eficiencia de cable a agua del 62%, cuánto costará hacer funcionar este pozo 14 horas por día. Suponga que la tarifa eléctrica es de $0.13 por kW‐hr.
Un gerente de servicios públicos está tratando de determinar qué motor hp comprar para una estación de bombeo. Un motor de 400 hp con una eficiencia de cable a agua del 65% puede bombear 3,000 gpm. De manera similar, un motor de 250 hp con una eficiencia de cable a agua del 75% puede bombear 2,050 gpm. Con una tasa eléctrica de 0.155 dólares por kW‐hr, ¿cuánto costaría hacer funcionar cada motor para lograr un flujo diario de 2 MG? ¿Cuál es menos costoso de ejecutar?
Se necesitan aproximadamente 224 kW de potencia para hacer funcionar una cierta bomba de refuerzo. Si el booster tiene una eficiencia de cable a agua de 67.5% y está bombeando contra 135 psi de presión de cabeza, ¿cuál es el flujo correspondiente en gpm?
Cuesta $88.77 en electricidad hacer funcionar un pozo por 7 horas diarias. El pozo tiene un TDH de 100 psi y una eficiencia general de 58.3%. El costo por kW‐hr es de 0.17 dólares. ¿Cuál es el costo del agua por galón?
Complete la siguiente tabla con base en la información proporcionada.

Bueno	Flujo (gpm)	Tiempo de ejecución (Hr/Día)	Eff de cable a agua	Presión de la cabeza (psi)
A	750	18	68%	110
B	1,800	13	61%	85
C	2,750	12	57%	95