El NPSH es un concepto conocido como la altura mnima neta positiva de succin. A continuacin, se explica para qu sirve y cmo influye sobre la cavitacin en una instalacin de bombeo.
El NPSH es un concepto usado en aplicaciones hidrulicas para el bombeo de fluidos y corresponde con el valor de una presin absoluta mnima necesaria en la aspiracin de un equipo de bombeo.
Vivimos en el planeta tierra y, por tanto, estamos sometidos a las leyes fsicas que lo gobiernan. Los fluidos bombeados en los procesos industriales no siempre se encuentran en las condiciones idneas para ser vehiculados por un equipo de bombeo. Hay factores externos o fsicos del propio fluido que pueden provocar el efecto llamado de cavitacin a la entrada del equipo de bombeo al tratar de aspirarlos.
Algunos de estos factores son:
Altura de aspiracin elevada.
Fluido con una tensin de vapor muy alta.
Circuito de aspiracin excesivamente largo o con demasiados rios intermedios.
Temperatura de bombeo inadecuada.
Todos estos factores indican las circunstancias en las que una estacin de bombeo puede entrar en cavitacin.
Para evitarlo hay que determinar un parmetro que garantice que ese efecto de cavitacin no se va a producir. Ese parmetro es el NPSH (Net Positive Suction Head).
Qu es la Cavitacin? 5l3dw
Bsicamente, la cavitacin se produce en un equipo de bombeo cuando en la aspiracin se forman burbujas de gas del fluido que se trata de aspirar.
Esto ocurre cuando la presin de aspiracin a la que est sometido el fluido que se quiere bombear es inferior a la tensin de vapor que tiene dicho fluido. En ese momento empieza a transformarse el fluido en vapor, es decir, se produce una evaporacin parcial del fluido, generndose burbujas de gas justo en la boca de entrada al impulsor del equipo de bombeo.
Estas burbujas son arrastradas por los labes del impulsor o rotor junto con el fluido a una zona en el perfil de salida, donde implosionan generando un punto de energa tan elevado que llega a destrozar el material constructivo de los rotores del equipo de bombeo y su voluta.
La cavitacin tiene unos efectos muy significativos. Se detecta por un ruido tpico acompaado de vibraciones y una prdida de presin en la impulsin del equipo.
La cavitacin provoca graves averas en los equipos de bombeo. Tambin es difcil de resolver una vez terminada la instalacin. Por esa razn es muy importante determinar los valores de NPSH correctos en la fase de estudio y as evitar una situacin difcil de resolver, una vez terminada la construccin del sistema.
Cmo calcular el NPSH 27y2j
Lo primero que hay que tener en cuenta es que existen dos valores de NPSH que hay que comparar:
NPSH requerido. Es un valor que depende de las caractersticas del equipo de bombeo que se va a utilizar en la instalacin. Este valor no es fijo, vara en funcin de la bomba, de sus caractersticas, rpm, etc. Este valor refleja la capacidad de aspiracin que tiene un equipo de bombeo para un punto de caudal determinado. Es un valor que los fabricantes incluyen en sus curvas de funcionamiento.
NPSH disponible. Es un valor que depende de las caractersticas de la instalacin y corresponde con la presin disponible en la instalacin por encima de la tensin de vapor del fluido. Este valor de presin positiva sera medible en la brida de aspiracin del equipo de bombeo.
El clculo del valor del NPSH requerido es el que hace el fabricante y solo tendremos que tomarlo de la curva de funcionamiento del equipo de bombeo que se ha seleccionado para la aplicacin objeto del estudio.
El valor que s hay que calcular es el correspondiente al NPSH disponible. Existen muchos calculadores en internet y los propios fabricantes facilitan los suyos, por lo que esta labor es relativamente sencilla. En este artculo explicaremos una frmula que puede ser muy til para obtener un valor aproximado.
La frmula est basada en los cuatro factores que componen el NPSH disponible:
La altura esttica existente desde el nivel del fluido hasta el eje del equipo de bombeo.
La presin que existe sobre el fluido (Habitualmente la atmosfrica).
La tensin de vapor del fluido a la temperatura de bombeo.
La prdida de carga en la lnea de aspiracin del sistema, incluyendo tubera, codos, tes, vlvulas, etc.
Con esta consideracin, la frmula aplicable es:
NPSHdisp. = 105 * ((Pl-Pv) / (ρ * g)) Hs - Pc
Pl. Presin sobre el fluido en bar.
Pv. Tensin de vapor del fluido a la temperatura de bombeo en bar. 1 bar = 10,33 mca
ρ. Peso especfico del fluido en kg/dm3
g. Gravedad 9,81 m/s2
Hs.Altura de aspiracin en metros. Se pone positiva si el fluido est por encima del equipo de bombeo y negativa si est por debajo.
Pc. Prdida de carga en la aspiracin.
Conocidos estos dos valores, hay que asegurarse de que el NPSH disponible es mayor que el NPSH requerido para evitar el efecto de cavitacin.
NPSH disp. ≥ NPSH req. + Coef.
Esta sera la relacin bsica que asegurara que el sistema de bombeo que estamos calculando no entrar en cavitacin. Habitualmente, los tcnicos recomiendan aadir un coeficiente de seguridad (Coef. en la frmula) para asegurar que una pequea variacin de las condiciones de aspiracin no provoque el efecto de cavitacin que se est tratando de evitar. Se suele recomendar 0,5 a 1 metro.
Fenmeno del lmite de aspiracin 6i4k5f
Este fenmeno, tambin conocido como lmite en la capacidad de aspiracin de un equipo de bombeo, est totalmente relacionado con los conceptos de NPSH vistos en los puntos anteriores.
Se produce cuando la altura esttica del fluido a bombear se encuentra por debajo del equipo de bombeo, es decir, se trata de un valor negativo.
Por ejemplo, para aspirar agua de un pozo, la profundidad de ste ser la que determine el valor de altura esttica negativa.
En teora se podra aspirar desde una profundidad de 10,33 metros, pero en la realidad eso no es posible y el culpable de esta situacin es nuevamente el valor de NPSH disponible. Habr que realizar los clculos descritos anteriormente para ver si un equipo centrfugo situado en el brocal del pozo del ejemplo es capaz de aspirar el fluido.
En el caso de que los clculos realizados indiquen que no se puede realizar la aspiracin deseada, habr que cambiar de sistema de bombeo. En el mercado existen varias alternativas y muchas de ellas son ejecuciones estandarizadas por los fabricantes. Se podran usar equipos sumergibles, tipo lapicero o pozo profundo, con ejes de transmisin o equipos instalados en serie donde uno de ellos hace de booster del otro.
Cmo solucionar los problemas de NPSH? u3n6q
Por lo general no es una tarea fcil y siempre implica una inversin econmica. Cuando aparecen problemas de cavitacin en un equipo de bombeo que ya est funcionando, ser necesario hacer un anlisis previo de las causas que lo producen, antes de comenzar a realizar cambios costosos.
Hay que considerar que los problemas que est causando esa cavitacin estn producidos habitualmente por los mismos factores utilizados para realizar los clculos, pero tambin pueden existir otros.
Lo primero que hay que analizar es si la cavitacin es un efecto nuevo o si se produjo desde el principio.
Cavitacin a posteriori. Cuando se trata de un bombeo que funcionaba correctamente pero que de repente ha empezado a cavitar. En este caso, habr que identificar los cambios que se han podido producir. Por ejemplo, un cambio en la temperatura del fluido o un cambio en su densidad. En el caso de una instalacin por debajo del equipo de bombeo, es muy frecuente la bajada brusca del nivel del fluido, lo que provoca un aumento de la altura esttica negativa.
Cavitacin a priori. Cuando la cavitacin aparece desde el primer momento de la puesta en marcha. En este caso, habr que revisar los clculos del NPSH disponible para localizar el error y ver qu solucin se puede aportar.
Las soluciones a los problemas de cavitacin de los sistemas de bombeo no son cosa fcil de encontrar. Estas soluciones se pueden dividir en dos grupos: acciones sobre el NPSH requerido, es decir, sobre el equipo de bombeo, o acciones sobre el NPSH disponible, es decir, sobre la instalacin de aspiracin. En cualquier caso, y aunque suene a broma, antes de realizar cualquier modificacin, es aconsejable revisar que no est obstruida la aspiracin (trapos, lodos, palos, vlvulas a medio cerrar)
Acciones sobre el NPSH requerido. Suelen ser las ms complicadas. Implican realizar modificacin en el equipo instalado y no siempre los fabricantes tienen una solucin a este problema.
Instalacin de un inducer sobre la entrada del rotor.
Modificacin de la entrada del rotor de primera etapa.
Cambio de la bomba a otro modelo con un NPSH requerido menor. Algunos fabricantes disponen de un tipo de bombas que iten el paso de una cierta cantidad de gas, lo que reduce considerablemente el NPSH requerido.
Estrangulamiento del caudal de bombeo para reducir el NPSH. Esta suele ser un arma de doble filo porque se puede mejorar el NPSH requerido y al mismo tiempo empeorar el disponible, persistiendo el mismo problema.
Colocacin de un equipo de bombeo booster.
Acciones sobre el NPSH disponible. En este caso hay que revisar la instalacin de aspiracin del sistema de bombeo y ver si se puede aplicar alguna de las ideas que se indican a continuacin:
Enfriar el fluido.
Aumentar la altura esttica en aspiracin, si es positiva o reducirla, si es negativa.
Reducir el trazado de tubera en la aspiracin.
Reducir el nmero de rios, vlvulas curvas
Aumentar el dimetro de la tubera de aspiracin.
Comprimir el fluido en aspiracin para conseguir una presin positiva mayor en la entrada del equipo de bombeo.
Muchas instalaciones que se encuentran funcionando correctamente pueden tener ocasionalmente pequeos episodios de cavitacin. En la mayora de los casos estos episodios son inapreciables y no revisten problemas para el equipo de bombeo.
Viernes, 23 de mayo de 2025 
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