NPSH e cavitazione: perché una pompa centrifuga cavita e come evitarlo

Guida tecnica FZ INOX · novembre 2026 · da chi le pompe centrifughe le costruisce, a Thiene

Che cos’è la cavitazione

Ogni liquido bolle quando la sua pressione scende sotto la tensione di vapore, che dipende dalla temperatura. All’ingresso della girante il liquido accelera e la pressione cala: è il punto di pressione più bassa di tutto l’impianto. Se lì si scende sotto la tensione di vapore, si formano bolle di vapore.

Le bolle non fanno danno quando nascono, ma quando scompaiono: pochi millimetri più avanti la girante rialza la pressione e le bolle implodono contro il metallo. Ogni implosione è un piccolo urto; milioni di urti scavano la superficie.

Come si riconosce

• Il rumore: un crepitio, come se nella pompa girasse della ghiaia.
• Le prestazioni: portata e prevalenza calano e diventano instabili.
• Le vibrazioni, che affaticano la tenuta meccanica e i cuscinetti del motore.
• La girante: aprendo la pompa, la superficie vicino all’ingresso è opaca e butterata.

NPSH disponibile e NPSH richiesto

NPSH sta per Net Positive Suction Head, in italiano «altezza netta positiva in aspirazione». Si misura in metri di colonna del liquido pompato. Ce ne sono due, e non vanno confusi:

• NPSH disponibile: lo decide l’impianto. È la pressione che il liquido ha all’aspirazione della pompa, tolta la tensione di vapore.
• NPSH richiesto: lo decide la pompa. È il minimo che le serve per non cavitare, cambia con la portata e in genere cresce quando la portata aumenta. Lo misura il costruttore: per convenzione è il valore al quale la prevalenza cala del 3%, cioè quando la cavitazione è già cominciata.

Per questo serve un margine. Come regola pratica, l’NPSH disponibile deve superare quello richiesto di almeno mezzo metro; con prodotti caldi o punti di lavoro che cambiano se ne prende di più.

L’NPSH richiesto non è sulle curve H–Q che pubblichiamo: se ti serve per la tua pompa, chiedici la scheda della configurazione esatta.

La formula dell’NPSH disponibile

NPSH disponibile = (p_serbatoio − p_vapore) / (ρ · g) ± battente − perdite in aspirazione

• p_serbatoio: la pressione assoluta sul pelo libero. Con un serbatoio aperto è la pressione atmosferica, che al livello del mare vale circa 10,35 m di colonna d’acqua a 20 °C.
• p_vapore: la tensione di vapore del liquido alla sua temperatura.
• ρ · g: densità del liquido per accelerazione di gravità. Serve a trasformare le pressioni in metri.
• Battente: il dislivello fra il livello del liquido e l’asse della pompa. Si somma se il livello è sopra la pompa (sotto battente), si sottrae se la pompa deve aspirare da più in basso (sopra battente).
• Perdite in aspirazione: l’attrito nel tubo, nelle curve, nelle valvole e nei filtri fra il serbatoio e la pompa. Crescono con il quadrato della portata.

Un esempio: lo stesso impianto, da freddo a caldo

Prendiamo un serbatoio aperto al livello del mare, pieno d’acqua, e un tratto di aspirazione che perde 0,5 m alla portata di lavoro. Cambiamo solo la temperatura e la posizione della pompa.

La pressione atmosferica è sempre la stessa: in metri cresce un po’ con la temperatura perché l’acqua calda è meno densa.

Fra 20 e 80 °C la tensione di vapore dell’acqua cresce di circa 20 volte: da 0,24 a 4,98 m. Senza toccare l’impianto, l’NPSH disponibile passa da 10,61 a 6,15 m. Se poi la pompa sta 2 m sopra il livello invece che 1 m sotto, restano 3,15 m.

Un impianto calcolato a freddo e usato a caldo è il modo più comune di trovarsi una pompa che cavita: succede con i prodotti caldi e con i lavaggi CIP ad alta temperatura.

Calcola l’NPSH disponibile del tuo impianto

Metti i dati della tua aspirazione: il risultato si aggiorna da solo. Il calcolo è quello della formula qui sopra e vale per l’acqua; per latte, siero e prodotti acquosi è una prima stima.

Il risultato è una prima indicazione, utile per orientarsi. Prima di ordinare o costruire, verifica i numeri con un tecnico sui dati veri del tuo impianto.

Le cause tipiche negli impianti alimentari

• Prodotto o lavaggio caldo: è il caso dell’esempio. Più il liquido è vicino a bollire, meno margine resta.
• Serbatoio sotto vuoto: un serbatoio a −0,3 bar toglie 3,1 m di NPSH rispetto a uno aperto. Succede con degasatori, evaporatori e serbatoi di bilancio.
• Aspirazione lunga o stretta: tubo piccolo, molte curve, valvole parzialmente chiuse.
• Filtro sporco in aspirazione: le perdite crescono un po’ alla volta, e la pompa comincia a cavitare a metà turno.
• Livello basso: a fine svuotamento il battente cala, e nel serbatoio può formarsi un vortice che porta dentro aria.
• Pompa più in alto del liquido: ogni metro di dislivello è un metro di NPSH in meno.
• Portata più alta del previsto: se la pompa lavora più a destra sulla sua curva chiede più NPSH, mentre le perdite in aspirazione crescono.

Come si evita

1. Abbassare la pompa o alzare il serbatoio: è il rimedio più diretto, un metro di dislivello vale un metro di NPSH.
2. Aspirazione corta e larga, con poche curve. Le valvole di regolazione vanno in mandata, non in aspirazione.
3. Fare il calcolo nella condizione peggiore: temperatura più alta, livello più basso, portata più alta.
4. Ridurre la portata, con una valvola in mandata o con un inverter: la pompa chiede meno NPSH e l’aspirazione perde meno.
5. Mettere in pressione il serbatoio, quando il processo lo permette.
6. Scegliere la pompa sui dati veri: fra due pompe che danno lo stesso punto di lavoro, quella che gira più piano o lavora più a sinistra sulla curva in genere chiede meno NPSH.

Come si trova il punto di lavoro lo spiega la guida Come leggere la curva di una pompa centrifuga.

Cavitazione o aria? Non sono la stessa cosa

Una pompa che fa rumore e perde portata non sempre cavita. Spesso sta aspirando aria: da un vortice nel serbatoio, da un raccordo che non tiene, da una linea che si svuota, come nel ritorno di un lavaggio CIP. Le bolle di cavitazione sono vapore e spariscono da sole appena la pressione risale; l’aria resta nel liquido e si ritrova in mandata.

I rimedi sono diversi. Contro la cavitazione si lavora su pressione, temperatura e perdite in aspirazione. Contro l’aria si sistema l’aspirazione, oppure si usa una pompa fatta per portarla via: la nostra FZ-SP è una pompa ad anello liquido, che continua a pompare anche con aria e schiuma. Quando serve l’una e quando l’altra lo spiega la guida Pompa centrifuga o autoadescante.

I valori dell’esempio sono calcolati per l’acqua. Per latte, siero e prodotti acquosi sono una prima stima; con alcol, sciroppi o liquidi con gas disciolti la tensione di vapore è un’altra e va presa dai dati del prodotto.

Domande frequenti