Calculo de NPSH y analisis de cavitacion en bombas (guia 2026)

Por que la cavitacion destruye bombas

La cavitacion es uno de los problemas mas destructivos en sistemas de bombeo. Ocurre cuando la presion del liquido dentro de la bomba cae por debajo de su presion de vapor, formando burbujas que luego colapsan violentamente contra las paredes del impulsor.

El resultado: erosion del impulsor, ruido como de gravilla, vibracion, caida de rendimiento y eventualmente falla total de la bomba.

La buena noticia: la cavitacion es 100% prevenible si calculas correctamente el NPSH disponible y lo comparas con el NPSH requerido por la bomba.

Que es el NPSH

NPSH significa Net Positive Suction Head — "carga neta positiva en la succion". Hay dos tipos:

• NPSH disponible (NPSHa): lo que el sistema ofrece a la bomba en su brida de succion. Es un calculo tuyo.
• NPSH requerido (NPSHr): lo que la bomba necesita para no cavitar. Es un dato del fabricante.

Regla fundamental: NPSHa > NPSHr + margen de seguridad (tipicamente 0.5 a 1.0 m).

Formula del NPSH disponible

NPSHa = (Patm / (ρ·g)) + Hs - hfs - (Pv / (ρ·g))

Donde:

• Patm = presion atmosferica (kPa, convertir a Pa multiplicando por 1000)
• ρ = densidad del fluido (kg/m³)
• g = 9.81 m/s²
• Hs = altura de succion (positiva si tanque esta por encima de la bomba, negativa si la bomba debe aspirar de abajo)
• hfs = perdidas por friccion en la linea de succion (m)
• Pv = presion de vapor del fluido a la temperatura de operacion (kPa)

Interpretacion de cada termino

Patm/(ρ·g): es la altura de columna equivalente a la presion atmosferica. Para agua al nivel del mar, Patm = 101.325 kPa y:

Patm/(ρ·g) = 101,325 / (997 · 9.81) = 10.36 m

Hs: esta es la altura estatica disponible. Si el tanque de succion esta 3 m sobre la bomba (flooded suction), Hs = +3m. Si la bomba debe aspirar de un pozo 4m abajo, Hs = -4m.

hfs: perdidas en la tuberia de succion, calculadas con Darcy-Weisbach o Hazen-Williams. Incluye friccion y accesorios (valvula de pie, codos, reducciones).

Pv/(ρ·g): altura de columna equivalente a la presion de vapor. Para agua a 25°C, Pv ≈ 3.17 kPa y:

Pv/(ρ·g) = 3170 / (997 · 9.81) = 0.32 m

Ejemplo numerico completo

Datos:

• Agua a 25°C
• Tanque flooded, nivel del agua 2 m sobre la bomba
• Succion: tuberia PVC 4" (Di = 100 mm), L = 5 m
• Caudal de diseño: 3 l/s
• Patm = 101.325 kPa
• Sin accesorios adicionales

Paso 1: propiedades del agua a 25°C

• ρ = 997 kg/m³
• Pv = 3.17 kPa

Paso 2: perdidas en la succion

• V = 0.38 m/s
• Re = 37,900 (turbulento)
• f ≈ 0.022
• hfs = 0.022 · (5/0.1) · (0.38² / 19.62) = 0.008 m (despreciable)

Paso 3: NPSHa

NPSHa = (101,325 / (997 · 9.81)) + 2 - 0.008 - (3,170 / (997 · 9.81))
NPSHa = 10.36 + 2 - 0.008 - 0.32
NPSHa = 12.03 m

Paso 4: comparar con NPSHr El catalogo de la bomba dice que al caudal de 3 l/s, NPSHr = 2.1 m. Margen:

Margen = NPSHa - NPSHr = 12.03 - 2.1 = 9.93 m

Margen gigantesco. Sin riesgo de cavitacion.

Factores que reducen el NPSHa (peligro)

1. Altura. Si estas a 2000 msnm, Patm baja a ~80 kPa (8.2 m de agua) en vez de 10.36 m.

1. Temperatura alta. Agua a 80°C tiene Pv = 47.4 kPa, reduciendo NPSHa en ~4.5 m.

1. Succion negativa. Aspirar un pozo 5 m abajo resta 5 m al NPSHa.

1. Friccion en succion. Una tuberia de succion pequena o larga puede comer varios metros de NPSHa.

1. Fluidos volatiles. Diesel, alcoholes o hidrocarburos ligeros tienen Pv mucho mayor que el agua.

Reglas practicas (rule of thumb)

1. Velocidad de succion maxima: 0.9 m/s. Mas rapido y las perdidas por friccion matan el NPSHa.

1. Tuberia de succion al menos 1 diametro mayor que la brida de succion de la bomba.

1. Evita codos cerca de la succion. Minimo 10 diametros de tuberia recta antes de la brida.

1. Usa siempre tuberia de succion independiente por bomba. Nunca compartir.

1. Si trabajas con agua caliente: ten cuidado. La Pv sube rapidamente con la temperatura.

1. Altura geografica importa. Si el proyecto es en zona montañosa (>1500 msnm), considera el Patm reducido.

Automatiza el calculo

HydroApp Pro calcula el NPSHa automaticamente considerando densidad, viscosidad y presion de vapor del fluido a la temperatura de operacion. Compara contra el NPSHr de la curva de la bomba ingresada y te avisa si hay riesgo de cavitacion en el punto de operacion.

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Conclusion

El NPSH es la diferencia entre tener una bomba que dura 20 años y una que falla en 6 meses. Calcularlo bien toma 10 minutos. Reemplazar un impulsor erosionado por cavitacion toma semanas y miles de dolares.

No escatimes en este calculo. Siempre verifica NPSHa > NPSHr + margen de seguridad.