Calculadora de NPSH · NPSH disponible y cavitación
Calcula el NPSH disponible en la entrada de la bomba con la temperatura del agua, la presión atmosférica (altitud), la presión del depósito, el nivel y la pérdida de aspiración. Con el NPSHr del fabricante verás el margen y el riesgo de cavitación.
NPSH y cavitación
Cuando la presión en la entrada de la bomba baja de la presión de vapor a la temperatura del agua, se forman burbujas que colapsan, erosionan el impulsor y causan ruido, vibración y pérdida de altura. Eso es la cavitación.
El NPSH disponible (NPSHa) indica cuánto supera la presión de entrada a la presión de vapor, expresado como altura (m). Lo fija la instalación: presión sobre el agua, nivel, pérdida de aspiración y temperatura. NPSHa = (Ps − Pv)/(ρ g) + zs − hfs.
El NPSH requerido (NPSHr) es lo que la bomba necesita para funcionar sin una caída de rendimiento definida; lo determina el fabricante por ensayo. El NPSHa debe quedar claramente por encima del NPSHr.
Presión de vapor y altura máxima teórica de aspiración por temperatura
Presión de vapor y densidad del líquido saturado según IAPWS-IF97. La última columna es el límite teórico (Patm − Pv)/(ρ g) con depósito abierto (101.325 kPa), pérdida de aspiración cero y NPSHr cero; la altura real de aspiración debe quedar por debajo de este valor menos la pérdida y el NPSHr.
| Temperatura °C | Presión de vapor kPa | Densidad kg/m³ | Altura de vapor m | Aspiración máx. m |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 1.228 | 999.7 | 0.13 | 10.21 |
| 20 | 2.339 | 998.2 | 0.24 | 10.11 |
| 30 | 4.247 | 995.6 | 0.43 | 9.94 |
| 40 | 7.384 | 992.2 | 0.76 | 9.65 |
| 50 | 12.351 | 988.0 | 1.27 | 9.18 |
| 60 | 19.946 | 983.2 | 2.07 | 8.44 |
| 70 | 31.201 | 977.7 | 3.25 | 7.31 |
| 80 | 47.415 | 971.8 | 4.98 | 5.66 |
| 90 | 70.182 | 965.3 | 7.41 | 3.29 |
| 100 | 101.418 | 958.4 | 10.79 | −0.01 |
Cerca de 100 °C el límite llega a cero o menos: no se puede aspirar y el agua debe estar por encima de la bomba (aspiración en carga). En altura, la menor presión atmosférica reduce el límite a la misma temperatura.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre NPSHa y NPSHr?
El NPSHa (disponible) es lo que la instalación ofrece en la entrada de la bomba y se calcula con la presión sobre el agua, el nivel, la pérdida de aspiración y la temperatura. El NPSHr (requerido) es lo que pide la bomba; el fabricante lo obtiene por ensayo, lo muestra en la curva y crece con el caudal. El NPSHa debe superar al NPSHr en todo el rango de operación.
¿Por qué una bomba no puede aspirar agua caliente?
Al subir la temperatura, la presión de vapor crece rápido y su altura se acerca a la de la presión atmosférica. Desde un depósito abierto, el agua a 20 °C puede aspirarse en teoría unos 10 m, a 80 °C solo unos 5.7 m y a 100 °C nada. A esto hay que restar la pérdida de aspiración y el NPSHr, por eso el agua caliente suele llevar aspiración en carga, con el nivel por encima de la bomba.
¿Cuánto margen de NPSH se necesita?
Solo una cosa es segura: un margen de 0 o menos implica riesgo de cavitación. El margen necesario depende del tipo de bomba, la velocidad específica de aspiración, el rango de operación y el líquido, así que no hay un único número. Consulta los datos del fabricante y la guía de relación de margen NPSH de ANSI/HI 9.6.1. Los habituales 0.5 a 1 m o más son solo una regla práctica.
Ecuaciones y fuentes
Ecuaciones del calculador y de la tabla. Las presiones en kPa se multiplican por 1000 para obtener Pa.
| Concepto | Ecuación | Notas · base |
|---|---|---|
| NPSH disponible | NPSHa = (Ps − Pv) / (ρ g) + zs − hfs | Ps presión absoluta en la superficie, Pv presión de vapor, zs nivel (+ en carga, − aspiración), hfs pérdida de aspiración |
| Presión en la superficie | Ps = Patm + Pg | Patm presión atmosférica, Pg presión manométrica (0 si abierto, negativa con vacío) |
| Altitud → presión | Patm = 101.325 (1 − 2.25577 × 10⁻⁵ z)^5.2559 | z altitud en m, resultado en kPa. ASHRAE Fundamentals 2017, cap. 1, ec. 3 (igual que el motor de cálculo) |
| Presión de vapor, densidad | Pv = psat(t), ρ = 1 / vf(t) | IAPWS-IF97, región 4 (presión de saturación) y región 1 (volumen del líquido saturado). Igual que la tabla de vapor |
| Margen y relación | ΔNPSH = NPSHa − NPSHr, NPSHa / NPSHr | Un margen de 0 o menos implica riesgo de cavitación. El margen necesario se confirma con el fabricante y ANSI/HI 9.6.1 |
Fuentes
- IAPWS R7-97(2012), Revised Release on the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam (IAPWS-IF97): presión de saturación y volumen del líquido saturado
- ANSI/HI 9.6.1, Rotodynamic Pumps Guideline for NPSH Margin (consulta los valores en la norma)
- ASHRAE Handbook Fundamentals 2017, cap. 1 Psychrometrics, ec. 3 (altitud a presión, motor de cálculo)
Última actualización: 2026-11-09.