¿Cada cuánto tiempo se debe reemplazar el cartucho de cojinetes de una bomba de lodo?

En concentradoras de cobre chilenas con operación continua, el cartucho de cojinetes (bearing assembly) dura entre 8.000 y 14.000 horas, dependiendo del tipo de grasa, la temperatura ambiente y la calidad de la alineación. En plantas con agua de proceso limpia y alineación correcta al arranque, se acerca al extremo superior. En plantas con agua con sólidos en suspensión y desalineación recurrente, baja a 6.000-8.000 horas. La práctica recomendada es no esperar al fallo: medir temperatura y vibración cada 500 horas y reemplazar el cartucho cuando la temperatura del lado acople supera los 75°C en régimen estable o cuando la vibración RMS sobrepasa 4,5 mm/s.

¿Cómo distinguir entre falla de cojinete y desalineación del acople?

La diferencia clave está en la firma de vibración. La falla de cojinete genera frecuencias altas (entre 200 y 500 Hz), con armónicos en las bandas de paso de bola o de pista, medibles con acelerómetro FFT. La desalineación genera vibración a 1× rpm (frecuencia de giro) con amplitud dominante en axial, normalmente por debajo de 100 Hz. Si la vibración axial es alta y el rodamiento se mantiene frío, hay desalineación. Si la vibración es alta en radial y el rodamiento calienta a más de 75°C, hay falla de cojinete. En la práctica ambos problemas se ven juntos, porque la desalineación acelera el desgaste del cojinete.

¿Qué grasa se debe usar en el cartucho de cojinetes de una bomba de lodo?

Grasa de litio compleja NLGI grado 2 con aceite base ISO 14068 100 a 220, aditivos EP (extrema presión) y de protección contra herrumbre. Marcas como Mobilux EP2, Shell Gadus S2 V220 y Klüber Centoplex 2DL dan resultado en bombas AH, AHP y L de 4/3 a 14/12. Evitar grasa de calcio, que se separa con agua y pierde consistencia; evitar grasa de sodio, que no resiste más de 70°C. Cantidad de relleno: entre 30% y 50% del volumen libre del cartucho. Sobrepasar 60% recalienta el cojinete por batido; bajar de 25% lo deja sin lubricación en condiciones de carga alta.

¿Se puede reemplazar el cartucho completo sin desmontar el impulsor?

En bombas con diseño de cartucho tipo cartridge (housing completo que se saca como una sola pieza con eje, rodamientos y sellos), sí. El cartucho se extrae por el lado del acople después de retirar el guardapolvo y desacoplar el motor. El impulsor queda en la carcasa de la bomba, no se toca. Esta es la ventaja del diseño cartridge sobre el diseño de ejes pasantes: reduce el tiempo de intervención de 8 a 12 horas a 3 a 4 horas, y elimina el riesgo de dañar el cono del eje durante el desmontaje. En bombas de diseño antiguo (eje pasante), no queda otra que sacar el conjunto completo por el lado de la carcasa.

¿Cómo verificar que el cartucho nuevo quedó bien montado antes de poner en marcha?

Cuatro verificaciones: 1) Holgura axial del eje entre 0,05 y 0,15 mm, medida con reloj comparador empujando el eje hacia adelante y hacia atrás. 2) Pre-engrase: aplicar 20-30 bombeos de grasa antes del primer arranque para distribuirla en las pistas. 3) Giro manual del eje una vuelta completa, sin puntos duros ni arrastre audible. 4) Lectura de temperatura a 30 minutos de arranque: el lado acople debe estar entre 45 y 60°C, el lado opuesto entre 40 y 55°C. Si el lado acouple supera 70°C en la primera media hora, parar y revisar el juego axial y la cantidad de grasa. Bajo ningún concepto dar por buena una bomba con temperatura sobre 75°C al cabo de 30 minutos.

¿Cuánto cuesta reemplazar el cartucho de cojinetes comparado con reparar solo el rodamiento?

El cartucho completo (housing, eje corto, dos rodamientos, sellos, tornillería) cuesta entre 1.800 y 4.500 USD según el tamaño de la bomba. Reparar solo el rodamiento cuesta entre 600 y 1.400 USD más mano de obra. A primera vista la reparación parece más barata, pero hay dos factores que invierten el cálculo. Primero, el tiempo de intervención: cambiar el cartucho toma 3-4 horas, reparar el rodamiento in situ toma 8-12 horas. Segundo, el riesgo: si elHousing presenta fatiga o el eje tiene marcas, la reparación no elimina la causa raíz y la próxima parada ocurre a las 1.500-2.000 horas. El reemplazo completo del cartucho en condición programada rinde entre 8.000 y 14.000 horas.

Reemplazo del cartucho de cojinetes en bomba de lodo: diagnóstico de fallas y procedimiento en minería

Publicado 19 de octubre, 2026 · Por Ingeniería Coolair Group · 11 min de lectura

El cartucho de cojinetes (bearing assembly o cartridge) sostiene el eje y absorbe las cargas radiales y axiales que genera el impulsor. En bombas horizontales tipo AH, AHP y L, el cartucho opera del lado del acople y del lado opuesto del impulsor. Una falla aquí detiene toda la línea de concentrado: el costo de paro no planificado en una planta de cobre chilena supera los 80.000 USD por día, sin contar la pérdida de metal fino en el circuito.

Esta guía describe cómo detectar a tiempo la fatiga del cartucho, qué señales de campo recogemos en visitas a yacimientos procesados en planta concentradora, y el procedimiento paso a paso para reemplazar el cartucho en bombas compatibles con Warman 4/3, 6/4 y 8/6 AH, sin tocar el impulsor ni el liner.

Cartucho de cojinetes de bomba de lodo tipo AH desarmado sobre banco de taller mostrando eje, rodamientos y housing

Señales de campo que anticipan la falla del cartucho

El cartucho no se rompe de golpe. Avisa. Cuatro indicadores, medibles sin equipo sofisticado, permiten detectar la degradación semanas antes del colapso:

Temperatura del lado acople: en operación estable, el rodamiento lado acople (drive end) trabaja entre 50 y 65°C. Subida sostenida por encima de 70°C indica degradación de grasa o carga axial mal distribuida. Lectura con termómetro infrarrojo apuntando a la tapa del cartucho, no al housing.
Vibración RMS en el housing: medible con acelerómetro o, en su defecto, comparando vibración al tacto con una bomba gemela sana. Límite ISO 10816-3 clase II: 4,5 mm/s RMS en bombas medianas; 7,1 mm/s en bombas grandes. Sobre estos valores, parada en menos de una semana.
Ruido de alta frecuencia: el chirrido o zumbido agudo, detectable con un tubo de escucha (o con la punta de un destornillador apoyado en el oído y el mango sobre el housing), indica pista de rodamiento picada. Chirrido de 1-2 kHz perceptible a un metro de distancia es señal de paro inminente.
Grasa expulsada por el sello: si la grasa aparece negra o con partículas metálicas en el descartable, hay contaminación o inicio de descamación. Análisis de grasa con kit de campo (presencia de hierro >200 ppm) confirma degradación.

Cuando aparecen dos señales simultáneamente, la falla del cartucho está a menos de 500 horas. Esperar a la cuarta señal para actuar implica paro no planificado.

Límites de temperatura y vibración por tamaño de bomba

Los límites no son iguales para todas las bombas. Una bomba 4/3 AH trabaja a 1.450 rpm con cargas moderadas; una 14/12 TU-AH trabaja a 600-900 rpm con cargas altas por el peso del impulsor. La siguiente tabla recoge los valores que aplicamos como umbral de intervención:

Tamaño de bomba	Velocidad nominal	Temperatura normal (lado acople)	Temperatura de paro	Vibración RMS admisible
4/3 D-AH	1.450 rpm	50-60°C	75°C	4,5 mm/s
6/4 E-AH	1.200-1.500 rpm	55-65°C	78°C	4,5 mm/s
8/6 F-AH	900-1.200 rpm	55-65°C	78°C	5,0 mm/s
10/8 G-AH	700-900 rpm	60-70°C	80°C	5,5 mm/s
14/12 TU-AH	500-700 rpm	60-70°C	80°C	7,1 mm/s

La temperatura ambiente en plantas concentradoras del norte grande (Calama, Chuquicamata, Radomiro Tompoyas) puede llegar a 32°C en verano. Sumar este factor al lado acople: en una bomba al sol, el límite real es 5-8°C más bajo que el de tabla. Las bombas que operan en sala cerrada con ventilación mantienen mejor la temperatura.

Procedimiento de reemplazo del cartucho

1. Parada segura y bloqueo

Bloquee el arrancador con candado y tarjeta personal. Cierre las válvulas de succión y descarga, drene la carcasa por la válvula inferior. Espere a que motor y acople estén por debajo de 40°C antes de empezar. Si la bomba maneja pulpa sobre 60°C, vacíe completamente y deje enfriar 30 minutos más.

2. Desacople del motor y marcaje

Marque la posición del acople con marcador permanente en ambos lados antes de separar. Sin esta marca, el rearmado puede generar desalineación y falla prematura del cartucho nuevo. Retire el guardapolvo y separe el motor dejando 30 cm mínimo para extraer el cartucho.

3. Retiro del cartucho (lado acople)

Quite los pernos de la tapa del housing del cartucho, marque las posiciones de los shims de ajuste (entre housing y carcasa de bomba) y registre el orden. Los shims definen el juego axial del eje: alterar el orden genera juego excesivo o flujo del impulsor contra el liner.

Saque el cartucho completo con tecle de 1.5 tons mínimo. En bombas 14/12 el cartucho puede pesar 280-400 kg; use tecle eléctrico con cable de acero revisado. No golpee el housing: el alto cromo del eje corto es duro pero frágil y un golpe mal puesto puede fracturarlo.

4. Inspección del housing y del eje corto

Antes de montar el reemplazo, revise: superficie interna del housing (sin grietas en las zonas de apoyo del rodamiento), eje corto (sin marcas de rodamiento agarrotado, sin estrías), housing interior (sin corrosión por agua de proceso). Si el eje corto presenta marcas visibles, no lo reuse: mánde a taller para rectificado.

Revise los sellos del cartucho (retén y labio de polvo). Si ve ablandamiento o deformaciones en placa, cámbielos. Costo de sellos: 80-180 USD. Costo de un housing nuevo: 1.800-4.500 USD.

5. Pre-engrase del cartucho nuevo

Aplique grasa de litio NLGI grado 2 (Mobilux EP2, Shell Gadus S2 V220 o equivalente) entre 30 y 50 % del volumen libre del cartucho. Antes del montaje, dé 20 a 30 bombeos manuales de grasa para distribuirla en las pistas del rodamiento. Sin este pre-engrase, el primer minuto de operación es en lubricación deficiente y aparecen marcas de arranque en la pista.

6. Montaje del cartucho nuevo

Instale el cartucho respetando el orden de los shims registrado en el paso 3. Apriete los pernos de la tapa en patrón cruzado, en tres pasadas: 50%, 80% y 100% del torque especificado (normalmente 80-150 Nm para pernos M16-M20). Verifique que el eje gire a mano, sin arrastre.

7. Realineación del acople y arranque

Vuelva a alinear el acople usando reloj comparador. Tolerancias: 0,05 mm axial y 0,08 mm radial en bombas hasta 6/4; 0,08 axial y 0,10 radial en bombas más grandes. Sin alineación, el cartucho nuevo falla en menos de 1.500 horas.

Arranque en vacío por 30 segundos: la corriente no debe superar 30% del nominal. Cargue lentamente la bomba. Temperatura del lado acople debe llegar a 55-65°C en los primeros 30 minutos. Si llega a 80°C en ese intervalo, pare y revise el juego axial.

Caso 1: Concentradora de cobre en Calama, invierno 2024

Una concentradora del distrito de Calama operaba una flota de seis bombas 8/6 F-AH en el tren de molienda secundario. El cartucho del lado acople de la bomba 3 venía registrando temperatura ascendente: pasó de 58°C en enero a 71°C en mayo. La vibración RMS, medida con acelerómetro portátil, subió de 3,2 mm/s a 5,8 mm/s en el mismo periodo.

El equipo de mantenimiento programó el reemplazo del cartucho para la próxima parada de planta, pero lo postergó dos veces por urgencias en otros equipos. En julio la temperatura tocó 82°C en operación estable, y la bomba disparó por sobrecorriente del motor. El paro no planificado costó a la planta 92.000 USD en producción perdida más 4.200 USD en repuestos de emergencia.

Lección: cuando la temperatura cruza 70°C en operación estable y la vibración cruza 4,5 mm/s en forma simultánea, el cartucho tiene menos de un mes. Postergar por otras prioridades es una falsa economía. La planta modificó su procedimiento: cualquier cartucho que cruce 70°C en lectura continua entra a planificación de reemplazo con prioridad alta, sin esperar a paro general.

Caso 2: Planta de sulfuros en la región de Antofagasta, 2025

En una planta de procesamiento de sulfuros de la región de Antofagasta, una bomba 6/4 E-AH del circuito de limpieza empezó a expulsar grasa negra por el sello del cartucho cada 30 horas. El análisis de grasa con kit de campo mostró presencia de hierro sobre 350 ppm, indicador de partículas metálicas en suspensión. La temperatura del lado acople estaba en 68°C, no era todavía preocupante.

La inspección con boroscopio del cartucho reveló picadura en la pista externa del rodamiento lado acople. La bomba operaba con alineación fuera de tolerancia por 0,15 mm axial, arrastrada de un cambio de motor seis meses antes. El reemplazo programado (cartucho completo, costo 2.400 USD) tomó 3,5 horas y devolvió la bomba a operación normal. La alineación se corrigió al cambiar el cartucho, no antes.

Lección: la grasa negra con hierro alto no es normal, es una alerta. Y la alineación hay que verificarla cada vez que se toca el acople, no solo cuando se cambia el cartucho. Una alineación mal hecha consume cartucho silenciosamente.

Cuándo conviene reparar y cuándo reemplazar

El reemplazo completo del cartucho no siempre es la mejor decisión. Tres escenarios donde la reparación in situ es aceptable:

Bomba pequeña (4/3 o menos) con housing sano y solo rodamiento dañado: el cambio de rodamiento cuesta 600-900 USD y rinde 6.000-8.000 horas. Tiene sentido si el housing no tiene más de 3 años de servicio.
Parada de planta urgente con cartucho de repuesto no disponible en stock: la reparación con rodamiento de inventario reduce el tiempo de paro. Marcar la intervención como provisoria y planificar reemplazo completo en el próximo mantenimiento programado.
Bomba con housing a medida o de modelo descatalogado: el reemplazo del cartucho completo puede tomar 8-12 semanas de importación. La reparación in situ con rodamiento comercial equivalente es la única opción razonable.

En todos los demás escenarios, el reemplazo completo del cartucho es la mejor relación tiempo/costo. La diferencia de 1.200 a 2.000 USD frente a la reparación se paga sola en menos de 6 meses por la mayor vida útil.

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