Bomba para Relaves y Descarga de Espesador: Criterios de Selección para Minería

Publicado el 17 de agosto de 2026 · Por Coolair Group Engineering · 9 min de lectura

La descarga del espesador y la línea de transporte de relaves concentran los errores de selección más caros de la planta. Una decisión mal tomada se traduce en impulsores que se cambian cada seis semanas, sellos que no llegan al próximo turno y horas de bombeo perdidas que nadie registra. Esta nota revisa los criterios que separan a una bomba que trabaja cuatro mil horas entre revisiones de una que no llega a las dos mil.

El texto se concentra en sistemas con densidades entre 1,4 y 1,8 t/m³, partículas hasta 10 mm y longitudes típicas de faenas sudamericanas. No cubre transporte de concentrado ni pulpas con químicos activos. Lo que sigue sirve para conversar con un proveedor sobre la misma base y entender por qué dos cotizaciones que parecen equivalentes terminan en operaciones muy distintas.

1. Densidad y viscosidad: la primera restricción

El underflow del espesador sale con una densidad que depende del material, del floculante y del tiempo de residencia. Para cobre, cae entre 1,45 y 1,55 t/m³; para relave de hierro, sube a 1,6 y 1,75 t/m³. La misma bomba que entrega 800 m³/h a 1,4 t/m³ puede caer a 650 m³/h a 1,7 t/m³ sin que nadie haya tocado la impulsión.

La viscosidad efectiva sube con la concentración de sólidos y con la presencia de arcillas. En relaves con arcilla sobre el 8 %, la velocidad mínima de transporte sube de 2,5 a 3,5 m/s. Por debajo, la línea se estratifica y aparecen pulsos de arena que golpean el impulsor en cada cambio de régimen.

El error más común es usar la curva del fabricante con agua limpia y multiplicar el caudal por la densidad. El criterio operativo es pedir al proveedor la curva con pulpa de referencia a la densidad del proyecto y comparar contra una medición de campo.

2. Presión de descarga y altura del sistema

La presión que la bomba debe entregar es la suma de tres términos: altura estática, pérdida por fricción y margen para transitorios. Para un depósito a 1 800 metros con 45 m de desnivel, la cuenta típica entrega entre 8 y 12 bar en el manifold. Para tubería de 250 mm a 3,2 m/s y pulpa de cobre, la pérdida por fricción se mueve entre 3 y 5 bar por km.

Las bombas centrífugas horizontales de una etapa cubren hasta 12 bar con impulsor de 600 mm. Cuando la tubería pasa los 3 km, la siguiente opción es una bomba de etapas múltiples o dos en serie con un estanque intermedio. Una bomba con presión excesiva trabaja fuera del BEP, con recirculación interna.

El cierre de la válvula de descarga al final del turno merece atención. Si es de cierre rápido, el transitorio puede generar picos del doble del régimen estable, romper los pernos y fatigar el asiento del impulsor. La recomendación es instalar actuadores de cierre lento antes de aceptar la bomba.

3. Tipo de impulsor y material: por qué importa el relave

La elección del impulsor se decide con tres datos: tamaño de partícula, pH de la pulpa y presencia de partículas cortantes. Para relaves con partículas hasta 6 mm y pH entre 6 y 9, el impulsor semiabierto de tres aspas en A05 (27 % Cr) entrega el mejor balance entre vida y eficiencia. Para partículas sobre 10 mm, se prefiere el semiabierto en A07 (15 % Cr, 3 % Ni).

El elastómero tiene su propio límite. El caucho natural resiste bien la abrasión por debajo de 70 °C y pH entre 4 y 10. Cuando el relave viene del espesador con floculante residual y la temperatura pasa los 65 °C, conviene pasar a sintético o carcasa metálica. Un impulsor con elastómero inadecuado se despega del núcleo y la eficiencia cae a la mitad en 200 horas.

La tabla es referencial. La vida real depende del punto de operación, del NPSH y del agua de sello. Una cotización sin esos tres datos vale poco: el proveedor puede vender una bomba que pasa el diseño pero falla a las 800 horas por mala lectura del sistema.

4. Sellado mecánico y agua de flushing

El sello mecánico trabaja en uno de los ambientes más agresivos de la planta. La pulpa a 1,6 t/m³ con partículas finas entra al sello por cualquier holgura y destruye las caras de carburo de silicio en menos de un turno. La defensa estándar es el sello con agua de flushing a 1,5 bar sobre la presión de la carcasa, con filtro de 50 micras y caudal mínimo de 4 L/min.

Cuando el agua de planta es escasa, se usan sistemas de recirculación con un hidrociclón dedicado que devuelve el agua limpia al sello. Esta variante aparece en faenas del norte de Chile donde el agua viene de plantas desalinizadoras. Sin recirculación, el coste operativo del sello se duplica.

Un punto que muchos proveedores omiten: la distancia entre el sello y la carcasa. Si está demasiado cerca, recibe el calor del impulsor y se seca. La regla del fabricante pide una cámara con volumen suficiente para que el agua de flushing arrastre el calor. Si la cámara es pequeña, la temperatura sube y el elastómero se cuartea. Verificar este punto en el plano antes de aceptar el montaje.

5. Curva de la bomba y margen para transitorios

La curva de la bomba debe pedirse siempre con la densidad real del proyecto, no con agua. Los fabricantes serios entregan curvas con pulpa de referencia hasta 1,8 t/m³; los que solo entregan curva con agua ahorran trabajo que después se paga en operación. La comparación entre ofertas se hace sobre la misma base: caudal a la presión de diseño, eficiencia al punto de operación y potencia al caudal máximo.

El punto de operación debe quedar cerca del BEP (mejor eficiencia) con un margen del 10 % al 15 % hacia cada lado. Si la bomba debe trabajar con variaciones de caudal del ±20 %, conviene especificar un impulsor con diámetro recortado o un variador de frecuencia. La opción del impulsor recortado es más barata; la del variador permite ajuste fino.

La curva cambia con el desgaste del impulsor. Una bomba que arranca con 800 m³/h a 6 bar puede caer a 720 m³/h a 5 bar después de 1 500 horas. Si el sistema exige los 800 m³/h durante toda la vida del impulsor, se debe pedir una bomba con margen hacia arriba. Esta conversación ahorra la frustración de ver el caudal caer en el tercer mes.

6. Transitorios: la causa oculta de fallas prematuras

El transitorio hidráulico en una línea de relaves es la causa más frecuente de fallas mal diagnosticadas. Un cierre de válvula genera una onda que viaja por la tubería a la velocidad del sonido en pulpa (cerca de 1 200 m/s), golpea la carcasa y vuelve. En líneas de 2 km con cierre rápido, el pico puede llegar al doble de la presión de régimen y romper los pernos.

El control pasa por tres medidas: actuadores de cierre lento, válvula de alivio calibrada al estudio de transitorios y una rutina de arranque que llene la tubería antes de abrir la válvula. La válvula de alivio se monta en la descarga, calibrada al 110 % de la presión de diseño. Se amortiza en la primera falla que evita.

Una tubería vacía con cierre en la descarga genera golpe de ariete al arrancar la bomba. La rutina correcta es abrir la válvula contra un bypass, llenar por el punto bajo y solo después abrir la principal. Esta disciplina operativa es la que separa a las faenas que cambian un sello al año de las que cambian tres.

7. Contexto regional: relaves en Chile y Perú

En la zona norte de Chile, faenas como Chuquicamata, Collahuasi y Radomiro Tomic operan espesadores con underflow entre 1,5 y 1,65 t/m³ y líneas sobre 4 km. El reto no es la selección de la bomba, sino la estabilidad: el relave trae variaciones de granulometría entre turnos que mueven el punto de operación fuera del BEP. La instrumentación de caudal y presión en línea se vuelve tan importante como la bomba misma.

En Perú, Cerro Verde y Las Bambas concentran la operación sobre los 3 800 metros, donde la densidad del aire reduce el margen de NPSH. El transitorio de parada es la variable que decide la vida del sello. Un estudio dedicado vale más que un cambio de elastómero.

La recomendación operativa es la misma para ambos países: medir antes de cambiar. Una campaña de caudal, presión, NPSH y vibración durante un turno entrega más información que cualquier ficha técnica. Con esos datos, la conversación con el proveedor se vuelve técnica.

8. Conclusión y siguiente paso

La bomba correcta para descarga de espesador y transporte de relaves se elige con cinco datos: densidad del underflow, presión de descarga, tamaño de partícula, pH de la pulpa y longitud de la línea. Con esos cinco números se puede conversar con cualquier proveedor sobre la misma base. La diferencia entre una buena selección y una mala se paga en horas de impulsor, vida del sello y horas de bombeo perdidas.

Si su faena está revisando el sistema de relaves, vale la pena partir por la medición. El equipo de PSP puede revisar las curvas de las bombas en operación y los datos de placa. Para opciones de repuestos para bombas de lodos y piezas tipo Warman, el catálogo en línea tiene las referencias dimensionales.

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