Calculadora de NPSH disponible: margen contra la cavitación de una bomba
Calcula el NPSH disponible de una bomba según la altitud, la temperatura del agua, la altura de succión y la fricción, y compáralo con el NPSH requerido para evitar la cavitación.
Cómo funciona
NPSHd = carga atmosférica (+ presión manométrica del tanque) − altura de succión (o + sumergencia) − pérdidas por fricción en la succión − carga de vapor · Carga (m) = presión ÷ (densidad × g) (1 psi ≈ 0.704 m de agua) · Presión atmosférica = 101.3 kPa × (1 − 2.26 × 10⁻⁵ × altitud en m)^5.256 · Margen = NPSHd − NPSHr (≥ 1–1.5 m)
Una bomba no “chupa”: es la presión atmosférica (o la del tanque) la que empuja el líquido hacia ella, y la presión en el ojo del impulsor tiene que mantenerse por encima de la presión de vapor del líquido; si no, se forman burbujas que revientan, la famosa cavitación, que suena como si la bomba moviera grava y se come el impulsor. El NPSH disponible (NPSHd) es la carga que empuja el líquido hacia la bomba menos todo lo que trabaja en contra: la altura de succión cuando la fuente está por debajo, la fricción en la tubería de succión y la presión de vapor del líquido a su temperatura. El NPSH requerido (NPSHr) que da el fabricante, leído en la curva al caudal de operación, tiene que quedar holgadamente por debajo, con un margen de al menos 1 a 1.5 m o 35%. La altitud recorta la carga atmosférica (unos 1.2 m por cada 1,000 m), y la temperatura pega fuerte: el agua a 90 °C tiene unos 7.4 m de carga de vapor, por eso las bombas de condensado caliente se instalan por debajo de su tanque.
Ejemplo resuelto
En una casa a unos 1,500 m de altitud, Luis bombea agua a 20 °C de una cisterna cuyo nivel está 3 m por debajo de la bomba, con 1 m de pérdidas por fricción en la succión. La carga atmosférica ahí es de unos 8.6 m de columna de agua y la de vapor de 0.24 m, así que el NPSHd ≈ 8.6 − 3 − 1 − 0.24 ≈ 5.4 m. Si la bomba pide un NPSHr de 3 m, el margen es de unos 2.4 m: seguro. Con 0.6 m de margen de seguridad, la altura de succión máxima práctica sería de unos 4.8 m.
Preguntas frecuentes
¿Por qué la bomba cavita solo en verano?
El agua más caliente tiene mayor presión de vapor y, además, el nivel de la fuente puede bajar (más altura de succión); las dos cosas reducen el NPSH disponible. En las tardes calurosas la presión atmosférica también baja un poco.
¿Sirve poner una bomba más grande?
Normalmente pasa lo contrario: más caudal significa más fricción en la succión y, por lo general, un NPSHr más alto. La solución es una bomba más lenta o con el ojo del impulsor más grande, o acercar la bomba a la fuente y ponerla por debajo del nivel del agua.
¿Cuál es la altura máxima de succión de una bomba?
En teoría, al nivel del mar el aire solo puede empujar el agua unos 10.3 m, pero con la fricción, la presión de vapor y el NPSHr de la bomba, en la práctica una bomba centrífuga succiona de 5 a 7 m. En la altura de una ciudad como Bogotá o la Ciudad de México, la carga atmosférica ronda los 7.5 a 7.8 m y el límite práctico baja todavía más.
¿Qué diferencia hay entre NPSH disponible y requerido?
El disponible (NPSHd) depende de tu instalación: altitud, temperatura, altura de succión y tuberías. El requerido (NPSHr) es una característica de la bomba que da el fabricante en su curva. Para que no haya cavitación, el disponible tiene que superar al requerido con margen.
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Estimación hidráulica con fórmulas estándar y propiedades típicas del fluido (agua, salvo que se indique otra cosa); verifícala con las curvas de la bomba, los datos de la tubería y la norma aplicable antes de especificar equipos.