PumpsSellado de bombas de lodo: empaquetadura, expeller o sello mecánico
Publicado el 10 de agosto de 2026 · Coolair Group Engineering · 11 min de lectura
El sistema de sellado del eje es la parte de la bomba de lodo que más discusiones genera en planta y la que menos se analiza con números. Casi siempre se hereda: la bomba llegó con empaquetadura, y con empaquetadura se queda durante quince años. Mientras tanto la planta gasta agua tratada, diluye el producto y cambia trenzas cada seis semanas sin preguntarse si existe una opción mejor.
Hay tres soluciones reales y ninguna gana siempre. La elección depende del agua disponible, del proceso aguas abajo y de cómo trabaja el turno de mantenimiento. Este artículo compara las tres con los números que hemos visto en concentradoras de Chile, Perú, México y Colombia.
Contenido
1. Qué tiene que resolver el sellado
La caja de sellos está en el punto donde el eje atraviesa la carcasa. Dentro hay pulpa a presión; fuera está el rodamiento y el piso de la planta. El sellado tiene que impedir que la pulpa salga y que el aire entre, y tiene que hacerlo con un eje girando entre 400 y 1 400 rpm.
La presión en la caja de sellos no es la presión de descarga. Es aproximadamente la presión de succión más un tercio de la altura desarrollada por el impulsor. En una bomba 8/6 que levanta 40 m con succión inundada de 5 m, la caja ve unos 18 a 20 m de columna, cerca de 180 kPa. Ese número define todo lo demás, y sorprende cuántas plantas dimensionan el agua de sello sin haberlo calculado nunca.
El segundo dato es el tipo de pulpa. Una pulpa de relaves con 60 % de sólidos y partículas de cuarzo a 0,3 mm ataca cualquier superficie que gire contra ella. Una pulpa de flotación con 30 % de sólidos finos es mucho más benigna. El mismo sello se comporta de forma distinta en los dos servicios.
2. Empaquetadura con agua de sello
Es el sistema más extendido en minería latinoamericana. Cuatro o cinco anillos de trenza de fibra sintética grafitada se comprimen dentro de la caja contra la camisa del eje. En el medio del juego va el casquillo de linterna, un anillo hueco por donde entra agua limpia a presión.
El agua cumple dos funciones. Refrigera la zona de roce, que sin ella pasa de 120 °C en minutos, y genera un flujo hacia el interior de la bomba que impide la entrada de sólidos a la trenza. Ese flujo hacia adentro es la clave del sistema y también su principal defecto: el agua termina en el proceso.
La vida útil típica de un juego de trenza va de 1 500 a 4 000 horas en servicio de relaves, y llega a 6 000 horas en agua de proceso limpia. El goteo normal es de 30 a 60 gotas por minuto con la bomba caliente. Un prensaestopas apretado hasta que no gotee es la causa número uno de camisas rayadas y de trenzas carbonizadas en dos semanas.
Ventaja decisiva: falla de forma progresiva. El operador ve el goteo aumentar, ajusta media vuelta, y programa el cambio para el siguiente turno de mantenimiento. La bomba nunca para de golpe.
3. Expeller o sello dinámico
El expeller es un segundo impulsor pequeño montado por detrás del impulsor principal, dentro de una cámara propia. Al girar, lanza la pulpa hacia afuera por fuerza centrífuga y crea una contrapresión que mantiene la caja de sellos vacía. Sin líquido en la caja, no hace falta agua de sello.
El ahorro es completo: cero consumo de agua limpia y cero dilución del producto. En una planta que paga el agua a 1,20 USD por metro cúbico y opera veinte bombas, la diferencia anual se cuenta en cientos de miles de dólares.
La limitación es física. El expeller solo sella mientras gira cerca de su velocidad nominal, y solo puede vencer una presión de succión limitada, del orden de 10 % a 15 % de la altura total de la bomba. Con presión de succión alta, la pulpa vence al expeller y sale por el eje. Cuando la bomba se detiene el sellado queda a cargo de un sello estático auxiliar, que es un elemento de desgaste propio.
Por eso el expeller funciona bien en descarga de molino y en alimentación de ciclones a velocidad constante, y funciona mal en bombas de sumidero con arranques cada veinte minutos.
4. Sello mecánico de cartucho
Dos caras planas, una fija y una girando, presionadas entre sí por resortes o fuelle. La cara dura suele ser carburo de silicio; la contracara puede ser el mismo material o carbón. Entre ambas queda una película de líquido de micras de espesor que hace el sellado.
En bombas de lodo se usa el formato de cartucho: viene armado de fábrica, con la camisa incluida y las caras ya calibradas. El técnico lo monta como una pieza y retira los clips de transporte. Esto evita el error clásico de calibrar la compresión del resorte en terreno.
La vida útil va de 8 000 a 16 000 horas si el líquido de sellado se mantiene limpio. El consumo de agua cae a entre 0,1 y 0,3 m³/h en la versión con inyección, y a cero en la versión con caras dobles y sistema cerrado de barrera.
El punto débil es el modo de falla. Cuando la película se rompe, las caras se tocan en seco y el sello se destruye en menos de un minuto. No hay aviso previo ni ajuste posible: la bomba se para y se cambia el cartucho completo. En operaciones con bodega lejana esto convierte una ventaja técnica en un riesgo operativo.
5. Comparación y criterio de selección
| Criterio | Empaquetadura | Expeller | Sello mecánico |
|---|---|---|---|
| Costo inicial | Bajo | Medio | Alto |
| Agua limpia requerida | 1,5 a 10 m³/h | Ninguna | 0 a 0,3 m³/h |
| Vida útil típica | 1 500 a 4 000 h | 6 000 a 10 000 h | 8 000 a 16 000 h |
| Modo de falla | Progresivo, avisa | Progresivo | Súbito, sin aviso |
| Tolera arranques frecuentes | Sí | No | Sí |
| Tolera succión positiva alta | Sí | No | Sí |
| Nivel técnico para el montaje | Básico | Medio | Alto |
El criterio práctico se reduce a tres preguntas. Si el agua limpia es abundante y barata y el turno tiene poca especialización, la empaquetadura sigue siendo la respuesta correcta. Si el agua es cara o la dilución afecta la ley del concentrado, y la bomba gira a velocidad constante, el expeller paga la conversión rápido. Si el proceso no tolera goteo ni dilución y existe repuesto en bodega, el sello mecánico es la opción de menor costo por hora operada.
6. El costo escondido del agua de sello
Este es el número que casi nadie calcula. Una bomba 10/8 con empaquetadura consume unos 5 m³/h de agua tratada. En operación continua son 43 800 m³ al año por bomba. A 1,20 USD por metro cúbico, cerca de 52 000 USD anuales de agua que además entra al circuito y hay que volver a espesar.
La dilución tiene un segundo efecto. Ese caudal baja la concentración de sólidos en el cajón de alimentación, obliga al espesador a trabajar más y desplaza el punto de operación de la bomba hacia la derecha de su curva. Varias plantas que buscaban un problema de espesamiento terminaron encontrando doce bombas con el agua de sello abierta al máximo.
Frente a eso, la conversión de seis bombas grandes a expeller cuesta del orden de 90 000 USD y devuelve la inversión en menos de un año solo en agua, sin contar el ahorro en trenzas y horas hombre. Es una de las pocas mejoras de bombeo con retorno tan directo.
7. Qué se usa en cada región
En el norte de Chile, donde el agua es el recurso más caro de la faena, la conversión a expeller avanzó fuerte en Escondida, Collahuasi y Los Pelambres para bombas de descarga de molino. Las bombas de sumidero y de piso siguen con empaquetadura porque arrancan y paran todo el día.
En Perú, Antamina y Cerro Verde combinan sello mecánico en bombas de alimentación a ciclones con empaquetadura en el resto. La altura sobre el nivel del mar juega en contra del expeller porque cualquier problema de succión reduce el margen disponible.
En México, en el cinturón de Sonora y en Peñasquito, predomina la empaquetadura por disponibilidad de repuestos y por costo de intervención. En Colombia, en las operaciones de carbón del Cesar y La Guajira, el agua de sello es abundante y la empaquetadura domina sin discusión.
El patrón se repite: la escasez de agua manda más que la teoría de sellado.
8. Errores frecuentes de armado
El primero es cortar los anillos de trenza a tope y montarlos todos con la unión en la misma posición. Cada anillo debe ir girado 90 grados respecto al anterior para que las uniones no formen un canal continuo hacia afuera.
El segundo es olvidar el casquillo de linterna o dejarlo desplazado respecto a la entrada de agua. Cuando pasa, el agua nunca llega al medio del juego, los sólidos entran y la camisa se raya en pocos días. Si aparece una camisa rayada con trenza nueva, este es el primer punto a revisar.
El tercero es apretar el prensaestopas hasta cortar el goteo. La trenza necesita fuga para refrigerarse. Sin ella se vitrifica, pierde el grafito y empieza a comportarse como una lija.
El cuarto es montar un cartucho mecánico sin verificar el juego axial del eje. Si el rodamiento tiene holgura mayor a 0,2 mm, las caras se separan en cada golpe de presión y el sello dura semanas en lugar de años.
El quinto es reutilizar la camisa del eje cuando ya perdió su acabado. Una camisa con rugosidad visible al tacto destruye una trenza nueva en menos de un mes y arruina las caras de un sello mecánico en horas.
9. Preguntas frecuentes
¿Cuánta agua de sello consume una bomba de lodo con empaquetadura?
Depende del tamaño. Una 6/4 AH consume entre 1,5 y 3 m³/h; una 10/8 entre 4 y 7 m³/h; una 14/12 puede llegar a 10 m³/h. La presión de agua debe superar la presión en la caja de sellos en 35 a 70 kPa. Si el caudal es mucho mayor, casi siempre indica empaquetadura gastada o casquillo de linterna mal ubicado.
¿Cuándo conviene un expeller en lugar de empaquetadura?
Cuando el agua limpia es escasa o cara, cuando la dilución afecta el proceso aguas abajo, y cuando la bomba trabaja a velocidad estable. No conviene con arranques y paradas frecuentes ni con presión de succión positiva alta, porque el expeller solo sella mientras gira a régimen. Con la bomba detenida el sellado depende del sello estático auxiliar.
¿Un sello mecánico dura más que la empaquetadura en pulpa abrasiva?
En horas de operación sí: 8 000 a 16 000 horas frente a 1 500 a 4 000 de un juego de trenza. Pero el modo de falla es distinto. La empaquetadura avisa con goteo creciente y se ajusta en turno. El sello mecánico falla de golpe y obliga a parar la bomba. En plantas sin repuesto en bodega, esa diferencia pesa más que la vida útil nominal.
¿Por qué se raya la camisa del eje si la empaquetadura es blanda?
Porque los sólidos entran a la caja cuando falta presión de agua o cuando el casquillo de linterna quedó desalineado con la entrada. Las partículas quedan atrapadas entre la trenza y la camisa y actúan como abrasivo. Una camisa rayada casi nunca es culpa del material de la trenza.
¿Se puede convertir una bomba con empaquetadura a sello mecánico?
Sí, con un kit que reemplaza la caja de sellos, la camisa y el prensaestopas. El costo típico va de 3 500 a 12 000 USD según el tamaño. La conversión se justifica cuando el ahorro de agua y el menor tiempo de intervención cubren la inversión en menos de dos años. En bombas 4/3 y menores rara vez se justifica.
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Envíenos el modelo de bomba, la presión de succión y el consumo actual de agua de sello. Le indicamos si la conversión a expeller o a sello mecánico se justifica en su caso.
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