Tipos de cierres mecánicos para bombas: diseños simple, doble, de cartucho y partido

Actualizado en septiembre de 2026

¿Qué quiere decir exactamente con «un cierre de cartucho en lugar de uno doble»? Un cierre doble también puede ser de cartucho, y un diseño partido también puede ser de cartucho. Por tanto, el equipo y el trabajo de instalación pueden variar entre los dos ejemplos planteados.

Esta guía trata sobre la selección de cierres mecánicos para bombas industriales del sector de procesos. En comparación con los cierres mecánicos lubricados por líquido, los cierres lubricados por gas requieren tener en cuenta otros aspectos del sistema de suministro. Del mismo modo, las reglas de estanqueidad de los compresores no deben aplicarse automáticamente a una bomba. El objetivo de lo que sigue es establecer una especificación para el usuario que sirva de base a mantenimiento, ingeniería mecánica y compras relacionadas.

Cómo encajan entre sí los tipos de cierres mecánicos

Los distintos tipos de cierres mecánicos corresponden a distintas categorías de diseño. Para identificar la disposición de un cierre, compruebe cuántos pares de caras ofrece el fabricante. Los cierres mecánicos también pueden suministrarse en forma de cartucho o como componentes que se montan en el equipo. En los diseños partidos, las piezas se montan alrededor del eje. También hay que tener en cuenta las cargas hidráulicas y los elementos de estanqueidad secundarios.

Los componentes de los distintos tipos de cierres mecánicos deben evaluarse como un conjunto: en una bomba centrífuga, los tipos de cierre combinan disposiciones de caras, elementos de estanqueidad secundarios y formatos de instalación.

En un cierre de cartucho para bomba, la cara giratoria trabaja contra la cara fija, en el límite entre la carcasa y el eje giratorio de la bomba. Una junta tórica, una junta plana u otro elemento secundario sella las demás holguras. El mecanismo de muelles y las fuerzas hidráulicas ayudan a mantener el contacto entre las caras cuando se mueve el eje giratorio.

«Cierre mecánico simple de cartucho, con el par de caras y los elastómeros aprobados para el servicio de agua especificado» es un ejemplo que describe tanto una disposición como un conjunto. Para especificar todos los requisitos, también hay que indicar el modelo, las dimensiones y las condiciones de servicio admisibles.

El resumen de especificaciones del Hydraulic Institute para bombas voladizas de uso general contempla cierres mecánicos simples en configuración de cartucho o de componentes. El cierre partido de cartucho 442C de Chesterton muestra otros diseños de cierres mecánicos. Los ejemplos mostrados no son diseños de cierres de BBP. La opción óptima entre los distintos tipos y usos de cierres mecánicos depende del servicio real; las bombas necesitan una disposición adecuada y un formato de instalación compatible.

Cierres mecánicos simples: empiece por el fluido y los requisitos de fuga

Los cierres mecánicos simples utilizan un par de caras, una giratoria y otra fija, para controlar las fugas. En los diseños que emplean una película líquida, las caras necesitan una película fina adecuada para lubricarse y controlar la fricción. Para controlar las fugas, hay que tener en cuenta las características del fluido bombeado, incluidas las condiciones en las caras y las consecuencias de una fuga.

En algunos diseños, el líquido que lubrica las caras procede del proceso; en otros, se utiliza un suministro externo. La descripción de AESseal sobre la lubricación de las caras explica el concepto de película microscópica y el control de la fricción y las fugas de fluido entre las caras. «Sin goteo visible» no significa que no haya fugas, que estén por debajo del límite admisible ni que el cierre pueda funcionar en seco. Para evitar fugas se necesitan condiciones de instalación y funcionamiento adecuadas; exigir al cierre que las evite no establece una garantía de fuga cero.

Considere una bomba de trasiego de agua limpia con espacio accesible para el mantenimiento. Un diseño de cierre simple adecuado puede simplificar el conjunto, pero no determina el tamaño de la carcasa de la bomba requerido. Si el agua está caliente, puede ser necesario revisar la temperatura, la presión y la corrosión teniendo en cuenta su composición química real. Los principios de control de fugas pueden ser similares en una aplicación con lodos, pero los materiales del cierre y los requisitos del sistema auxiliar pueden diferir de los del servicio con agua limpia.

En un conjunto de bomba de aspiración axial, identifique el cierre necesario e indique las conexiones pertinentes en el plano de la bomba. El precio del conjunto de componentes por sí solo no define el alcance completo del suministro. Si se omiten elementos como los refrigeradores o el equipo de lavado, el precio del conjunto queda incompleto y no permite determinar su valor. La empaquetadura tradicional, otro método de estanqueidad del eje, tiene distintas condiciones de funcionamiento y requisitos para convertir una caja de empaquetadura en un cierre mecánico.

Cierres mecánicos dobles: los sistemas de fluido tampón y de barrera son distintos

Los cierres dobles tienen dos pares de caras. Sin embargo, «doble» no indica la presión entre esos pares en relación con la presión de la cámara del cierre. Una configuración doble húmeda sin presurizar puede emplear un fluido tampón a una presión inferior a la de la cámara, mientras que un sistema doble presurizado utiliza un fluido de barrera a una presión superior para controlar la dirección de la fuga del lado del proceso.

La explicación de las disposiciones de John Crane distingue las configuraciones simple, doble sin presurizar y doble presurizada como disposiciones 1, 2 y 3. «Cara contra dorso», «dorso contra dorso» y «cara contra cara» describen orientaciones físicas. No deduzca la disposición completa de presiones a partir del uso impreciso de «en tándem» o «doble».

Si un fluido de barrera químicamente compatible entra en el producto, aun así puede comprometer su pureza y echar a perder un lote. La política de calidad del producto debe especificar el tipo y la cantidad de fluido de barrera que puede entrar en él a través del sistema de cierre.

No basta con dibujar un depósito. La información de EagleBurgmann sobre el sistema auxiliar TSA6 ofrece ejemplos de planes de tuberías y condiciona los valores de funcionamiento al servicio. Solicite información sobre quién suministra la instrumentación, la fuente de presión y la refrigeración, y quién define la respuesta ante un fallo del sistema auxiliar. La presión de diseño del recipiente no representa las condiciones de servicio ni la presión para la que se aprobaron los cierres.

Comprar dos cierres tampoco garantiza el cumplimiento de la normativa. Para el servicio con líquidos ligeros en bombas cubiertas por la normativa de Estados Unidos, 40 CFR 60,482-2(d) establece condiciones adicionales para la exención de monitorización de cierres dobles, incluida la detección de fallos. También hay que tener en cuenta las demás condiciones de la planta. No se puede garantizar que una disposición controle las emisiones en todas las situaciones de fallo posibles.

Cierres de cartucho y de componentes: ¿qué viene preajustado y qué no?

Los cierres de cartucho se terminan y montan antes del envío, lo que reduce el trabajo de montaje y ajuste necesario en el equipo durante la instalación. El cartucho integra los componentes giratorios y fijos con los elementos de montaje. Los cierres de componentes requieren más trabajo de montaje y ajuste por parte del instalador.

Incluso un cartucho intacto puede instalarse en un equipo en el que no encaje o conectarse a tuberías auxiliares incorrectas. Las comprobaciones de tolerancias de la máquina y las verificaciones posteriores a la instalación forman parte del programa de formación de instalación de la Fluid Sealing Association. El premontaje no exime al equipo de mantenimiento de realizar las comprobaciones mencionadas.

La hoja de instalación original de AESSEAL para el modelo BQFD-E ofrece un ejemplo concreto: antes de instalar el cartucho, se comprueban el diámetro del eje, su descentramiento, el juego axial y la alineación de la cara de la cámara. También especifica cuándo se retiran sus clips de ajuste. Sus dimensiones y secuencia corresponden a ese modelo; el equipo de mantenimiento debe obtener las instrucciones vigentes del cierre suministrado.

Antes de seleccionar una modernización que incluya el montaje y la inserción de un cartucho, hay que evaluar el lado de instalación y el espacio disponible. Una tapa prensaestopas, una camisa o una disposición de conexiones adecuada para una bomba puede limitar la colocación del cartucho en otra. También hay que tener en cuenta la relación entre el ajuste del cierre y la posición del eje cuando los ajustes del rodete desplazan el eje.

La construcción por componentes puede seguir siendo una opción razonable si el diseño de la bomba la requiere y se dispone de personal cualificado para el montaje. Compare el trabajo que elimina realmente un cartucho con el que sigue siendo necesario. Por ejemplo, la comprobación de la holgura del anillo de desgaste se refiere a una holgura interna distinta y no sustituye las comprobaciones de instalación del cierre.

Cierres mecánicos partidos: compare las ventajas de acceso con las limitaciones de servicio

Los cierres mecánicos partidos se montan alrededor del eje en lugar de deslizarse por su extremo. Los equipos diseñados para esta característica pueden requerir menos desmontaje para acceder a los cierres. El diseño puede contemplar esta opción, pero su idoneidad depende de las condiciones reales de servicio y de que encaje en el equipo. El fluido, la presión, la temperatura y los requisitos de fuga determinan si el cierre es adecuado para el servicio.

El coste de acceder al extremo del eje puede ser considerable, especialmente en bombas verticales y maquinaria con ejes de doble extremo. La construcción partida resuelve este problema de acceso; sin embargo, las uniones partidas aumentan el riesgo de montaje incorrecto y requieren estanqueidad secundaria. En los cierres mecánicos partidos, hay que revisar el rango de funcionamiento y los límites de los materiales para el proceso real; la guía citada de Chesterton no recomienda utilizarlos en servicios peligrosos.

Según la información de Chesterton sobre el modelo 442C, la capacidad de presión depende del fluido, la temperatura, la velocidad y la combinación de caras. El conjunto seleccionado debe soportar el servicio especificado; una designación de alta presión no demuestra que sea adecuado para un fluido o una temperatura sin especificar. Si el fabricante no indica los parámetros de servicio admisibles, el nombre genérico del tipo de cierre no los define. Steve Bullen, de Chesterton, explica los límites de fuga y de los materiales en su artículo firmado sobre cierres partidos; se trata de recomendaciones del proveedor, no de una aprobación independiente para un servicio concreto.

Un caso de adaptación de una turbina hidráulica de Flexaseal ilustra por qué importa el alcance del suministro. La solución incluía una placa adaptadora, un cartucho partido, un casquillo y una disposición de lavado con agua. El resultado publicado corresponde a esa instalación. No establece un tiempo estándar de sustitución de bombas ni una afirmación de rendimiento de BBP.

La primera conversión debe evaluarse por separado del mantenimiento posterior del cierre. Retirar el cierre macizo existente puede requerir modificar la disposición de montaje o corregir la configuración del eje, lo que también exigiría un esfuerzo considerable. El coste de la primera parada no debe calcularse como si la conversión ya estuviera hecha y se pudieran aplicar los ahorros de acceso futuros. La parada debe planificarse para incluir una parada segura, el aislamiento y la despresurización conforme a los procedimientos de la planta.

Diseños equilibrados, de empujador y de fuelle: el siguiente nivel de selección

La carga hidráulica de las caras del cierre puede estar equilibrada o desequilibrada. Los elementos de estanqueidad secundarios pueden permitir el movimiento axial deslizándose en un diseño de empujador o flexionándose como fuelles en un diseño sin empujador. Estas denominaciones describen por separado la carga hidráulica y los mecanismos de estanqueidad secundaria; no indican la disposición del cierre. Ninguna de ellas especifica un valor absoluto de presión, temperatura o compatibilidad química aprobado para el cierre completo.

En un cierre equilibrado, una geometría sometida a presión controla las fuerzas que actúan sobre las caras de los elementos. La denominación «de empujador» se refiere al movimiento del elemento secundario, no a si la carga sobre las caras está equilibrada o desequilibrada. Esto no significa que el elemento giratorio de la bomba esté equilibrado dinámicamente; la carga hidráulica sobre las caras del cierre es una cuestión distinta. Incluso en un diseño equilibrado, la selección debe mantenerse dentro del rango de funcionamiento aprobado para el modelo.

En un cierre de empujador, los depósitos o los daños superficiales pueden limitar el movimiento de un elemento secundario, como una junta tórica, y crear riesgo de fallo del cierre. Un elemento de fuelle sin empujador permite el movimiento axial mediante flexión; no se define por un elemento deslizante con junta tórica. Los fuelles elastoméricos mantienen los límites químicos y térmicos de su material; en un conjunto de fuelle metálico, también hay que revisar la aleación, las caras y las juntas estáticas.

La descripción de David Gustaferro de los elementos básicos de un cierre identifica cada elemento por separado. Para comprar, la expresión «cierre de fuelle» no basta. Hay que averiguar de qué material está hecho el fuelle y qué tipo de cierre secundario lleva. Tampoco basta con elegir el material más duro para las caras. Hay que tener en cuenta el lubricante, los sólidos y el elemento de contacto.

Adapte el cierre y el sistema auxiliar al servicio

Para seleccionar cierres mecánicos para bombas centrífugas se necesita información completa sobre la composición del fluido, las condiciones de la cámara del cierre, los requisitos de contención, el equipo y las condiciones del proceso. Si falta información pertinente del proceso, puede que no sea posible justificar la selección del cierre. Documente la información que falta para seleccionarlo e indique quién debe aportarla antes de cursar el pedido.

Al planificar la fiabilidad, evalúe los requisitos del cierre por separado de los datos generales de la placa de características de la bomba. El operador debe informar al responsable de planificar los cierres sobre el funcionamiento anómalo, la pérdida de líquido de servicio y la formación de depósitos. El personal de mantenimiento, con ayuda de los proveedores, debe evaluar el historial de mantenimiento y las paradas del cierre en lugar de dar por hecho que un precio más alto supone una vida útil más larga.

El resumen del tutorial de Michael Huebner sobre fluidos de barrera y tampón, publicado por los Turbomachinery Laboratories de Texas A&M, aborda conjuntamente el cierre, el sistema auxiliar, la bomba y el proceso. Esta perspectiva de conjunto explica por qué un modelo de cierre conocido puede necesitar una disposición de suministro distinta en otro servicio.

En un servicio de trasiego de productos químicos, la contención puede determinar la disposición, mientras que los límites de pureza del producto restringen el fluido de barrera. En un servicio con agua cargada de partículas, pueden primar la protección de las caras y un lavado fiable. Ninguno de estos casos se resuelve eligiendo el cierre con la cifra de presión publicada más alta. Las comprobaciones generales de mantenimiento de bombas para lodos siguen siendo pertinentes cuando el estado mecánico o el servicio abrasivo contribuyen a fallos repetidos.

La presión de impulsión y la presión máxima admisible de trabajo de la carcasa de la bomba no sustituyen a la presión de la cámara del cierre. Del mismo modo, el punto de funcionamiento de la bomba en la curva del sistema ayuda a explicar los cambios de servicio, pero no determina por sí solo la disposición del cierre. Pida a los proveedores de la bomba y del cierre que concilien esos datos.

Compare las ofertas antes de aprobar un cambio de cierre

Una comparación adecuada de las soluciones de sellado puede incluir unos límites definidos para los equipos, los sistemas auxiliares y los trabajos de instalación. Pueden ser límites razonables para la comparación. También pueden aplicarse a ofertas de distintos proveedores o a una oferta revisada del mismo proveedor. Estos límites también pueden ser pertinentes cuando los requisitos de un sistema permiten recurrir a un único proveedor.

«Por ejemplo, cuando una especificación se limita a indicar “conforme a las normas del Hydraulic Institute”, el fabricante no sabe qué pretendía el autor de la especificación».

El mantenimiento necesita acceso y un plan de trabajo repetible. Producción necesita un calendario de paradas fiable. Finanzas necesita conocer el coste instalado y disponer de pruebas que respalden cualquier reducción alegada de la producción perdida. Los ahorros comunicados por el proveedor en una instalación no relacionada no confirman que se obtengan esos mismos ahorros. Solicite una estimación de costes vinculada a la oferta, la justificación de la secuencia de trabajo y una lista clara de exclusiones.

Cuando se especifique API 682, registre la edición contractual y cualquier desviación. La hoja de alcance publicada atribuye al comprador y al proveedor del cierre la responsabilidad de determinar la idoneidad. En la consulta de septiembre de 2026, la tabla de desarrollo de API indicaba que la edición 5 estaba en fase de votación. Una revisión en desarrollo no constituye un requisito de compra publicado.

Si también se está considerando una alternativa sin cierre, mantenga aparte la comparación del sistema de bombeo; la herramienta de BBP para comparar costes de bombas de accionamiento magnético aborda esa otra opción. Para tratar un conjunto de bomba química, envíe el modelo de la bomba, el plano, los datos del fluido, el rango de funcionamiento, los servicios auxiliares y los requisitos de contención. Solicite que se confirmen conjuntamente la disposición del cierre propuesta y su alcance de suministro.

Preguntas frecuentes

¿Qué tipos de cierre se utilizan habitualmente en las bombas de agua?

Según el diseño al que se refiera el término «bomba de agua», puede utilizarse un cierre mecánico de caras o una empaquetadura de compresión. Los cierres mecánicos pueden ser simples o dobles, de componentes o de cartucho, y algunas aplicaciones admiten una construcción partida. Deben tenerse en cuenta el líquido, el diseño y las dimensiones del equipo que se va a sellar, así como las condiciones de servicio y los requisitos de fuga.

¿Cuáles son los tres tipos de cierres mecánicos?

No existe una lista de tres tipos de cierres mecánicos aceptada universalmente. Por ejemplo, en la clasificación de disposiciones de API, la disposición 1 corresponde a un cierre simple; la disposición 2, a un diseño doble sin presurizar; y la disposición 3, a un diseño doble presurizado. Otras listas incluyen elementos como un empujador, un fuelle elastomérico o un fuelle metálico. «De cartucho» y «partido» describen la configuración de los elementos y pueden combinarse con los anteriores, pero no son sinónimos de las tres disposiciones.

¿Qué es un cierre mecánico Type 21?

John Crane Type 21 es un cierre de eje con fuelle elastomérico para servicio general. La designación identifica un diseño de producto, no una norma universal aplicable a todas las bombas. Para seleccionar un repuesto, siguen siendo necesarios el tamaño correcto, las dimensiones de trabajo, la pareja de caras, el elastómero y los límites de funcionamiento adecuados. No debe aceptarse un cierre de aspecto similar únicamente porque el proveedor use el mismo número de tipo.

¿Qué causa el fallo de los cierres mecánicos en las bombas?

Entre las causas posibles están la falta de lubricación, unas condiciones adversas del fluido, la contaminación por abrasivos, la incompatibilidad de los materiales, una instalación incorrecta, un movimiento excesivo del eje o un fallo del sistema auxiliar. Una fuga, por sí sola, no permite determinar la causa. Conserve las piezas averiadas, los registros de funcionamiento y las condiciones pertinentes del proceso. También conviene que personal cualificado contraste los hallazgos con las instrucciones de la bomba y del cierre. Sustituir un cierre de componentes por uno de cartucho no resuelve un problema del proceso, y cambiar el material de las caras no restablece un suministro de líquido de lavado interrumpido.

¿Puede un cierre de cartucho ser simple o doble?

Sí. «De cartucho» indica que se trata de una unidad premontada, mientras que «simple» o «doble» indica la disposición de la pareja de caras. La oferta debe especificar ambas cosas. En un cartucho doble, indique si la zona entre cierres está sin presurizar o presurizada e identifique el sistema de fluido de barrera o de separación necesario.

Referencias y fuentes

• Hoja pública de alcance de API Standard 682, cuarta edición: alcance de aplicación y responsabilidad de selección.
• Plan de normas de API: estado de desarrollo y publicación consultado en septiembre de 2026.
• Huebner, Selección y consideraciones sobre fluidos de barrera y de separación para cierres mecánicos, 2016: resumen público de un artículo técnico.
• Guía de especificaciones del Hydraulic Institute, 2023: delimita el alcance de la bomba y las responsabilidades de compra e instalación.
• 40 CFR 60,482-2: requisitos para el servicio de bombas con líquidos ligeros incluido en su ámbito de aplicación.