PumpsBomba de alimentación de hidrociclones: criterios de selección y casos reales
Publicado el 12 de agosto de 2026 · Coolair Group Engineering · 11 min de lectura
La bomba que alimenta los hidrociclones hace un trabajo silencioso y poco agradecido. No aparece en los informes de producción y su mala elección u operación tarda meses en notarse en los balances metalúrgicos. Es ella la que fija el corte granulométrico del circuito, la liberación del mineral y el rendimiento de la flotación o de la lixiviación.
En las plantas que visitamos en Chile, Perú y México, la bomba de ciclones es la pieza más olvidada del circuito. Elegida del catálogo al arranque, no redimensionada cuando cambió el mineral, hoy trabaja al 80 % de su punto de diseño. Tres pasos: calcular la presión real, elegir la bomba en función de esa presión, verificar el conjunto en la puesta en marcha y tras cada cambio de proceso.
Contenido
- Rol de la bomba en el circuito de clasificación
- Presión requerida y diámetro de boquilla
- El punto BEP como criterio de dimensionamiento
- Revestimiento de caucho o metálico
- Arquitectura del manifold y cantidad de ciclones
- Señales de una bomba subdimensionada
- Casos reales en Chile, Perú y México
- Preguntas frecuentes
1. Rol de la bomba en el circuito de clasificación
En un circuito de molienda-clasificación, la pulpa sale del molino de barras o de bolas con 25 a 35 % de sólidos y partículas que pueden llegar a 8 o 10 mm. El banco separa la pulpa en dos flujos: underflow grueso que vuelve al molino, overflow fino que sigue hacia flotación o lixiviación. La bomba alimenta ese banco con pulpa a presión controlada, normalmente entre 100 y 250 kPa. Para seis ciclones de 250 mm que procesan entre 25 y 40 m³/h cada uno, el caudal está entre 150 y 240 m³/h, con una bomba de clase 6/4 o 8/6 y motor de 75 a 160 kW.
2. Presión requerida y diámetro de boquilla
El cálculo empieza por el ciclón, no por la bomba. Cada fabricante publica para cada tamaño de ciclón un rango de presión de entrada y un caudal nominal. Los ciclones de 250 mm en clasificación fina (corte a 75 micras) trabajan alrededor de 100 a 150 kPa. Los ciclones de 380 mm en molienda secundaria (corte a 150 micras) suben a 150 a 220 kPa. Los ciclones grandes de 500 mm usados en desbaste bajan a 80 kPa pero no cortan fino.
El segundo parámetro es la boquilla. La boquilla de underflow es el órgano que regula el caudal por ciclón. Mientras más grande la boquilla, más pulpa admite el ciclón y más sube el corte. Una boquilla demasiado chica sube la presión a la entrada, satura la bomba en altura y el caudal cae. Una boquilla demasiado grande deja pasar demasiadas partículas gruesas al overflow.
| Tamaño de ciclón | Presión de entrada | Boquilla típica | Caudal por ciclón |
|---|---|---|---|
| 150 mm | 150 a 250 kPa | 35 a 50 mm | 10 a 20 m³/h |
| 250 mm | 100 a 150 kPa | 50 a 80 mm | 25 a 40 m³/h |
| 380 mm | 150 a 220 kPa | 80 a 120 mm | 50 a 90 m³/h |
| 500 mm | 80 a 150 kPa | 120 a 180 mm | 90 a 160 m³/h |
Una regla empírica que funciona en la mayoría de las plantas: la boquilla mide entre 20 y 35 % del diámetro del ciclón. Para un 250 mm con boquilla de 60 mm estamos dentro del rango. Cuando el porcentaje sale de esa banda, hay otra variable que ajustar aguas arriba: densidad de pulpa, carga circulante, tamaño de molienda.
3. El punto BEP como criterio de dimensionamiento
El punto BEP, best efficiency point, es el punto de la curva caudal-presión donde la bomba tiene su mejor rendimiento. Para una bomba centrífuga es además el punto donde trabaja con menos recirculación interna, y por lo tanto donde se desgasta menos.
Una bomba de alimentación de ciclones debe elegirse para que el punto de operación real quede cerca del BEP. Cuando uno se aleja pasan dos cosas. El rendimiento cae entre 10 y 20 %, lo que se nota en la factura eléctrica. Y la presión en el manifold se vuelve inestable, lo que se nota en la estabilidad del corte.
En un banco de seis ciclones, un desvío de 15 % del caudal nominal hace perder el equivalente de un ciclón en capacidad de clasificación. El ciclón más lejano del manifold recibe menos presión, su corte deriva, y el underflow de ese ciclón devuelve partículas que deberían haber pasado al overflow. Es un efecto silencioso que se acumula durante semanas.
El método práctico consiste en tomar la curva del fabricante, ubicar el punto de operación esperado y verificar que caiga a menos de 10 % del BEP tanto en caudal como en presión. Si uno está al 20 %, conviene cambiar el tamaño de bomba en vez de creer que se compensará con una válvula en la descarga.
4. Revestimiento de caucho o metálico
La elección del revestimiento depende del tamaño de partículas y la concentración de sólidos. Para partículas finas bajo 6 mm y pulpas con menos de 50 % de sólidos, el caucho natural (Shore 30 a 40) dura 2 a 3 veces más que el metal y cuesta menos por tonelada tratada. Para partículas sobre 8 mm con riesgo de piedras, el metal en aleación de alto cromo (A05, A07) o en hierro blanco A49 sigue siendo la referencia.
El detalle que cambia todo es el tamaño máximo, no el promedio. Muchas plantas combinan los dos: impulsor y voluta en metal para los golpes, liners en caucho para el desgaste lento. Costo inicial más alto pero disponibilidad operativa que mejora entre 10 y 15 % en el año.
5. Arquitectura del manifold y cantidad de ciclones
El manifold es la tubería que reparte la pulpa desde la bomba hacia cada ciclón. Su diseño pesa tanto como la elección de la bomba. Un manifold subdimensionado produce una pérdida de carga que varía con el caudal, por lo tanto una presión desigual entre ciclones. Un manifold sobredimensionado cuesta más en tuberías y soportes sin aportar beneficio.
La regla simple: la velocidad en el manifold no supera los 2,5 m/s en pulpa. Por encima de eso la pérdida de carga sube y las partículas más pesadas sedimentan en los puntos bajos. Bajo 1,5 m/s, el manifold se vuelve una piscina de decantación.
Sobre el número de ciclones por bomba, la práctica se ubica entre 4 y 16. Sobre 12 ciclones de 250 mm la menor fluctuación de presión se transmite a todo el manifold y la regulación se vuelve inestable. Las plantas grandes prefieren dos bombas en paralelo con un manifold común y válvulas de corte por ciclón. Eso permite sacar un ciclón para mantenimiento sin detener la clasificación, que es la norma en plantas sobre 5 000 toneladas por día.
6. Señales de una bomba subdimensionada
Cuatro indicadores en planta permiten reconocer una bomba que no entrega lo que el banco pide. Presión en el manifold bajo el objetivo en más de 20 %: el manómetro a la salida no miente. Rebalse del ciclón con arena visible: la primera causa es la presión, la segunda el desgaste de la boquilla, la tercera el desgaste de la bomba. Arena en el concentrado de flotación aguas abajo: señal más insidiosa que aparece una etapa después. Amperaje del motor en diente de sierra: una bomba estable consume amperaje regular, y toda oscilación traduce cavitación o underflow tapado.
Cuando tres de los cuatro indicadores aparecen al mismo tiempo, el diagnóstico no deja dudas. La bomba está subdimensionada para el circuito actual. O el caudal subió, o la presión requerida aumentó, o las boquillas se agrandaron por desgaste y piden más pulpe de la prevista.
7. Casos reales en Chile, Perú y México
En el norte de Chile, en concentradoras de cobre de la Región de Antofagasta, los bancos de ciclones de 380 mm operan a 180 kPa con boquillas de 90 mm. Las bombas 8/6 usan impulsor en alto cromo A07 y voluta en caucho. La campaña entre cambios de impulsor supera los 14 meses en la mayoría de los circuitos. El mineral es competente, el P80 anda en 180 micras, y la presencia de partículas sobre 8 mm es marginal.
En Perú, en Cerro Verde y Antamina, la molienda opera con ciclones de 250 mm en clasificación de remolienda, a 120 a 140 kPa. Los operadores mantienen el impulsor en A05 y reemplazan los liners de caucho cada 8 a 10 meses. La altura (3 600 a 4 200 metros) reduce la densidad del aire y exige atención especial a la ventilación de la bomba y al NPSH, que queda ajustado en paradas en frío.
En México, en Peñasquito y el cinturón de Sonora, los minerales son más arcillosos y el corte se vuelve sensible a la dilución del agua de proceso. Los operadores adoptan boquillas más pequeñas que en el sur del continente y compensan con presión más alta, alrededor de 160 kPa. Esto encarece la energía por tonelada pero estabiliza el corte cuando la pulpa se vuelve más viscosa en temporada de lluvias.
El patrón común: la bomba de ciclones rara vez es la causa directa de una parada no programada. Cuando el conjunto se desregula, casi siempre es un ciclón que se tapó, una boquilla que se gastó, o un molino que cambió su carga. La bomba aguanta. Por eso se la subdimensiona al arranque: porque aguanta sin romperse. El costo se ve después en la recuperación metalúrgica.
8. Preguntas frecuentes
¿Qué presión debe entregar la bomba de alimentación de un banco de hidrociclones?
Entre 100 y 250 kPa en la entrada del manifold según el diámetro de los ciclones y la granulometría de corte buscada. Los ciclones de 250 mm en clasificación fina operan alrededor de 100 a 150 kPa. Los ciclones de 380 a 500 mm en molienda secundaria piden 150 a 220 kPa. Bajo 80 kPa el corte se vuelve incontrolable y el rebalse arrastra partículas gruesas.
¿Cómo dimensionar el diámetro de boquilla de un hidrociclón?
Tres variables: el caudal de pulpa por ciclón, la densidad de la pulpa y el corte objetivo. Una regla empírica confiable: la boquilla mide entre 20 y 35 % del diámetro del ciclón. Para un ciclón de 250 mm que trata 25 m³/h de pulpa a 1,3 kg/L, la boquilla cae entre 50 y 70 mm. Muy grande sube el corte, muy pequeña la presión se dispara y la bomba colapsa en caudal.
¿Por qué la bomba debe trabajar cerca del punto BEP para alimentar ciclones?
En el punto BEP la bomba tiene su mejor eficiencia y su caudal estable. Cuando se aleja, la presión cae, el corte del ciclón deriva y la eficiencia energética baja de 10 a 20 %. En un banco de seis ciclones, un desvío de 15 % del caudal hace perder el equivalente de un ciclón en clasificación. Por eso se ajusta la bomba antes de tocar las boquillas.
¿Revestimiento de caucho o metálico para la bomba de ciclones?
Caucho para partículas finas bajo 6 mm y pulpas con menos de 50 % de sólidos: la vida útil se triplica y el costo de desgaste por tonelada tratada baja. Metálico (A05, A07, A49) para partículas gruesas sobre 8 mm y servicios con presencia de piedras. En Perú sobre cobre porfirítico con arcillas, el caucho gana en clasificación fina. En Chile sobre roca dura, el metal sigue rindiendo.
¿Cuántos hidrociclones se pueden conectar a una sola bomba de alimentación?
En la práctica entre 4 y 16 ciclones por bomba según su tamaño. Sobre 12 ciclones de 250 mm la menor fluctuación de presión se transmite a todo el manifold y la regulación se vuelve inestable. Las plantas grandes usan dos bombas en paralelo con un manifold común y válvulas de corte por ciclón.
¿Cuáles son las señales de que la bomba de ciclones está subdimensionada?
Cuatro indicadores en planta: presión en el manifold bajo el objetivo en más de 20 %, rebalse del ciclón con partículas gruesas, presencia de arena en el concentrado de flotación aguas abajo, y amperaje del motor en diente de sierra. Cuando tres de los cuatro aparecen juntos, el diagnóstico no deja dudas: la bomba no entrega el caudal-presión que el banco necesita.
¿Quiere revisar el dimensionamiento de su bomba de ciclones?
Envíenos el caudal de pulpa, la presión en el manifold, el tamaño de los ciclones y la densidad de alimentación. Recalculamos el punto de operación real contra el BEP y le indicamos si conviene cambiar la bomba, las boquillas o ambas.
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