RESUMEN EJECUTIVO

Conclusión

Fecha: 09 de marzo de 2025, 11:23:21 hrs
Evento: Fractura catastrófica del eje por sobrecarga torsional
Causa inmediata: Atascamiento (seizure) del cojinete radial de base
Días en operación: 192 días (arranque: 02-ago-2024)

Concepto técnico integrado:

Con base en la evidencia consolidada (análisis espectral FFT, series de tiempo normalizadas, análisis comparativo entre unidades I–J–K y resultados de teardown), se concluye que la falla de la bomba HPS-042J fue originada por un mecanismo mecánico interno progresivo, y no por un evento hidráulico o eléctrico externo.

El proceso de falla presentó las siguientes características clave:

Progresivo: ventana de escalamiento dinámico ≈ 4.9 minutos
Localizado: daño concentrado en un solo cojinete de un total de doce
No sistémico: ausencia de firmas equivalentes en bombas I y K
Predecible: detectable mediante análisis vibratorio ya disponible antes del evento final

Estas características son consistentes con un mecanismo de inestabilidad estructural / alineación deficiente, conforme a la taxonomía ISO 14224.

Dimensión	Impacto Cuantificado	Estado
Implicaciones de Negocio — Falla Bomba HPS-042J
Impactos operativos, financieros y de riesgo derivados del evento del 09-mar-2025
Producción perdida	72 días fuera de línea = 4.32 MMbbl de agua no inyectada	Materializado
Costo de reparación	USD $850K (reemplazo de bomba, servicios especializados y análisis técnico)	Materializado
Riesgo operacional	Seis (6) unidades HPS restantes operan sin protección vibratoria predictiva activa	Vigente
Exposición legal / contractual	Informe de teardown atribuye la causa a un 'evento externo', conclusión no soportada por la evidencia integrada	Vigente
Los impactos vigentes representan riesgos activos que pueden materializarse nuevamente si no se implementan acciones correctivas

Recomendaciones Accionables

Acciones prioritarias con retorno de inversión claro y trazable:

Taller de Análisis de Causa Raíz (RCA)
- Costo estimado: USD $2,500
- Plazo: 1 semana
- Objetivo: cerrar formalmente la causa raíz bajo metodología ISO 14224 y API
Activación de protección vibratoria predictiva
- Costo incremental: USD $0 (infraestructura existente)
- Beneficio esperado: Prevención de ≥1 falla catastrófica cada 2 años
- Ahorro estimado: USD $250K - $300K por evento evitado
Auditoría de las condiciones de instalación y estructural (soft foot)
- Costo estimado: USD $0
- Plazo: 3 semanas
- Objetivo: validar y corregir la causa raíz más probable identificada

Retorno económico esperado:

La prevención de una sola falla catastrófica similar representa un ahorro del orden de USD $250,000, sin considerar impactos indirectos en producción y confiabilidad.

Solicitud a decisión ejecutiva:

Autorizar la ejecución inmediata del programa completo por un monto total de USD $2,500, como acción preventiva y de cierre técnico del evento.

Dimensión	Impacto Cuantificado	Estado
Implicaciones de Negocio — Falla Bomba HPS-042J
Impactos operativos, financieros y de riesgo derivados del evento del 09-mar-2025
Producción perdida	72 días de no-disponibilidad	Materializado
Costo de reparación	USD $250K - $300K (reemplazo de bomba, servicios especializados y análisis técnico)	Materializado
Riesgo operacional	Seis (6) unidades HPS restantes operan sin protección vibratoria predictiva activa	Vigente
Exposición legal / contractual	Informe de teardown atribuye la causa a un 'evento externo', conclusión no soportada por la evidencia integrada	Vigente
Los impactos vigentes representan riesgos activos que pueden materializarse nuevamente si no se implementan acciones correctivas

Recomendaciones Accionables

Acciones prioritarias con retorno de inversión claro y trazable:

Taller de Análisis de Causa Raíz (RCA)
- Costo estimado: USD $2,500
- Plazo: 1 semana
- Objetivo: cerrar formalmente la causa raíz bajo metodología ISO 14224 y API
Activación de protección vibratoria predictiva
- Costo incremental: USD $0 (infraestructura existente)
- Beneficio esperado: Prevención de ≥1 falla catastrófica cada 2 años
- Ahorro estimado: USD $350K por evento evitado solo en costos directos.
Auditoría de condiciones de instalación y puesta en servicio (alineación y condición estructural, soft foot), etc.
- Costo estimado: USD $0
- Plazo: 3 semanas
- Objetivo: validar y corregir la causa raíz más probable identificada

Retorno económico esperado:

La prevención de una sola falla catastrófica similar representa un ahorro del orden de USD $350,000, sin considerar impactos indirectos en producción y confiabilidad.

Solicitud a decisión ejecutiva:

Autorizar la ejecución inmediata del programa completo por un monto total de USD $2,500, como acción preventiva y de cierre técnico del evento.

SECCIÓN 1 — INTRODUCCIÓN

1.1 Propósito y Alcance

Este documento presenta la caracterización técnica de la falla de la Unidad HPS-042J, ocurrida el 09 de marzo de 2025, mediante la integración de datos operativos de alta resolución (2 Hz - 0.5 s) y evidencia física obtenida durante el teardown [7].

El propósito del análisis es:

Establecer qué ocurrió, mediante la identificación de modos de falla conforme a ISO 14224 (Anexo B.2.6);
Describir cómo evolucionó el evento, a través de la caracterización de mecanismos de falla (ISO 14224, Anexo B.2.2);
Delimitar hipótesis técnicas sobre por qué ocurrió, en términos de causas raíz potenciales (ISO 14224, Anexo B.2.3), como insumo para una investigación posterior.

Este documento corresponde a una fase Pre-RCA y no constituye un Análisis de Causa Raíz formal. Su objetivo es proporcionar una base cuantitativa, trazable y verificable para la ejecución de una investigación RCA conforme a la metodología establecida en ISO 14224:2016 [2].

Elemento	Descripción
Alcance del Estudio
Unidad	HPS-042J – Bomba multietapa 2500 HP (Halliburton HPS ST2500)
Resolución Datos	2 Hz (0.5 s) — 100× más detalle que registro histórico (1/min)
Ventana Análisis	642 s previos a falla (10.7 minutos)
Fase Proyecto	Pre-RCA \| Caracterización técnica para investigación formal
Datos: SCADA CPE6 @ 2 Hz │ Referencia física: [7] Halliburton (2025)

1.2 Marco ISO 14224:2016

Nivel ISO	Qué Caracteriza	Estado en Este Doc
Clasificación ISO 14224 — Anexo B
B.2.6 Modos de falla (observable)	VIB (min 3.5) → LOO (min 8.1) → BRD (min 8.4)	Caracterizado con evidencia fisica y cuantitativa
B.2.2 Mecanismo de falla (evidencia física)	2.4 Wear → 2.7 Overheating → 1.6 Sticking / Seizure → 2.5 Breakage / Fracture	Validado con teardown físico
B.2.3 Causas de falla (hipótesis RCA)	3.1 Off-design service / 2.2 Installation failure	Delimitado como hipótesis para RCA
Referencia: ISO 14224:2016 Annex B

SECCIÓN 2 — ANÁLISIS

2.1 Visión General

El análisis de la falla de la unidad HPS-042J integra evidencia física obtenida durante el teardown con datos operacionales de alta resolución (2 Hz / 0.5 s) correspondientes a los últimos 8.4 minutos previos a la fractura del eje.

La reconstrucción cronológica del evento, basada en la evolución de variables normalizadas y en el análisis espectral en el dominio frecuencial, permite identificar tres fases operativas diferenciadas:

Operación estable (0.0–2.0 min): régimen estacionario, sin anomalías dinámicas relevantes.
Escalada progresiva (2.0–7.8 min): aparición secuencial de inestabilidades mecánicas, iniciando en el conjunto Upper, propagándose al Lower y manifestándose finalmente en HTC.
Colapso catastrófico (7.8–8.4 min): pérdida abrupta de grados de libertad mecánicos, atascamiento del cojinete radial de base y fractura del eje por sobrecarga torsional.

Esta segmentación temporal constituye la base para la interpretación integrada de patrones dinámicos, mecanismos físicos y modos de falla desarrollada en las secciones siguientes.

El análisis tiempo–frecuencia indica que la transición desde frecuencias discretas subsíncronas (0.2–0.5 Hz) hacia una banda ancha continua (0.1–0.8 Hz), observada alrededor del minuto 5.2, marca un umbral de irreversibilidad mecánica, precediendo en aproximadamente 3.2 minutos la fractura torsional del eje.

La caracterización conforme a ISO 14224 permite establecer una secuencia coherente de mecanismos de falla, consistente con la evidencia dinámica y física observada:

Empuje axial descendente inducido mecánicamente (1.2 Axial Loads) ↵
Contacto impulsor–difusor (2.4 Wear) ↵
Sobrecalentamiento del cojinete radial de base (2.7 Overheating) ↵
Atascamiento con acumulación de torsión elástica (1.6 Sticking) ↵
Ruptura por sobrecarga torsional (5.1 Overload)

Esta secuencia describe la evolución mecánica interna del evento y, de forma consistente con la evidencia comparativa y espectral, no implica causalidad hidráulica externa.

2.2 Evolución Integrada: Factores Normalizados y Dominio Frecuencial

La gráfica consolidada integra el comportamiento dinámico normalizado (panel superior) con su evolución espectral en el dominio frecuencial (panel inferior), permitiendo una lectura vertical sincronizada que relaciona de manera directa la respuesta operacional observada (qué ocurre) con su manifestación física interna (cómo se manifiesta a nivel frecuencial).

Esta representación integrada proporciona un marco analítico robusto para:

correlacionar variaciones en factores dinámicos normalizados con cambios en el contenido espectral,
identificar la aparición y evolución de componentes subsíncronas asociadas a pérdida progresiva de estabilidad mecánica,
y delimitar ventanas temporales objetivas de intervención operativa, previas al establecimiento de un estado de daño mecánico irreversible.

La lectura conjunta de ambos dominios permite distinguir entre fluctuaciones operativas benignas y patrones dinámicos consistentes con mecanismos de degradación activa, fortaleciendo la trazabilidad entre evidencia instrumental y la interpretación física del proceso de falla.

2.2.1 HPS HTC

2.2.2 HPS Lower

2.2.3 HPS Upper

2.2.4 Interpretación de Patrones

Tres patrones emergen de la lectura integrada tiempo–frecuencia, cuya identificación se fundamenta en la coherencia entre evolución espectral, respuesta dinámica y evidencia física posterior:

Las frecuencias discretas subsíncronas (0.2–0.5 Hz) constituyen precursores tempranos robustos

La aparición de bandas discretas en el intervalo cercano al minuto 3.5 precede en aproximadamente 1.7 minutos al incremento detectable de la vibración RMS (factor >1.5 observado alrededor del minuto 5.2).

Este desfase temporal es consistente con un régimen de contacto mecánico intermitente, en el cual pulsos de baja frecuencia aportan energía localizada que inicialmente no se refleja en el valor RMS global, pero sí resulta identificable en el dominio frecuencial.

La presencia de bandas discretas bien definidas, en lugar de un ensanchamiento espectral aleatorio, es compatible con un mecanismo mecánico de desgaste por contacto (ISO 14224 – 2.4 Wear) y no con perturbaciones de origen hidráulico o eléctrico, las cuales típicamente presentan firmas espectrales distintas.
La transición hacia un espectro de banda ancha señala un punto de irreversibilidad operativa

En torno al minuto 5.2, el espectro pierde su estructura discreta y evoluciona hacia una banda ancha continua en el rango aproximado de 0.1–0.8 Hz.
Esta transición indica un cambio de régimen físico, desde contacto intermitente hacia contacto continuo con fricción predominante. De forma concurrente, se observa el inicio de una disminución progresiva del torque transmitido (≈1.0 → 0.95 en valor normalizado), lo cual es consistente con una degradación de la capacidad de transmisión mecánica.
A partir de este punto, la evidencia es compatible con la consolidación de daño térmico y mecánico en el cojinete radial de base (ISO 14224 – 2.7 Overheating). La meseta observada en los niveles de vibración durante esta fase no representa estabilización del sistema, sino un cambio hacia un régimen dinámico no lineal, con pérdida de reversibilidad operativa incluso ante una detención inmediata.
La saturación espectral constituye la firma dinámica del atascamiento previo a la fractura

La saturación del espectro en el rango 0–1 Hz, con incrementos de energía del orden de 40 dB observados alrededor del minuto 7.8, es característica de impactos mecánicos repetitivos de alta energía.

Este comportamiento es consistente con un régimen de stick–slip, en el cual el eje experimenta ciclos de atascamiento, acumulación de torsión elástica y liberación súbita. La concentración de energía en muy baja frecuencia (0–0.1 Hz) indica la participación del conjunto estructural completo, lo que es compatible con una pérdida significativa de rigidez efectiva del soporte.

Esta firma precede la fractura del eje en aproximadamente 0.6 minutos (36 segundos), constituyendo el último indicador dinámico observable previo al evento catastrófico. La línea vertical de energía simultánea en todas las frecuencias en el minuto 8.4 corresponde a la onda de choque asociada a la fractura torsional, seguida por el colapso inmediato del espectro, consistente con un desacoplamiento mecánico total.

2.3 Patrones Dinámicos Identificados

Ubicación del Sensor	Rango Frecuencial Dominante (Hz)	Inicio de Anomalía (min)	Tipo de Firma Espectral	Condición Dinámica Inferida	Mecanismo ISO 14224 (B.2.2)	Implicación Mecánica
Tabla 2.3 — Patrones Dinámicos Identificados en Análisis Tiempo–Frecuencia
Firmas sub-síncronas (<1 Hz), secuencia temporal y condiciones dinámicas inferidas
Upper	0.2–0.9	2.0	Sub-síncrona discreta	Bamboleo estructural por pérdida local de rigidez (soft foot / instalación)	Structural looseness (no clasificada explícitamente)	Condición iniciadora localizada; no sistémica
Lower	0.2–0.3	2.5	Sub-síncrona discreta	Contacto intermitente impulsor–difusor inducido por carga radial oscilante	2.4 — Wear (interferencia mecánica)	Mecanismo de daño primario en etapa inferior
HTC	0.2–0.5	3.5	Stick–slip / banda mixta	Fricción severa progresiva con transición a contacto continuo	2.7 — Overheating → 1.6 — Sticking	Elemento crítico de colapso mecánico
Fuentes técnicas: API RP 684; ISO 10816 / ISO 20816; Bloch & Budris (2013); Muszynska (2005); Bently Nevada Diagnostics Manual.
Nota técnica: Las firmas sub-síncronas discretas (<1 Hz) son indicativas de inestabilidades mecánico-estructurales (pérdida de rigidez, soft foot, fricción auto-excitada). Fenómenos hidráulicos o eléctricos suelen manifestarse como excitaciones síncronas o bandas anchas, no observadas en este caso.

2.4 Modos y Mecanismos de Falla ISO 14224

Fase	Vibración	Torque	Mecanismo ISO 14224 (B.2.2)	Modo de Detección (B.2.4)
Progresión de Modos y Mecanismos de Falla (ISO 14224)
Integración de datos SCADA @ 2 Hz, análisis espectral y evidencia física
Normal (0–3.5)	0.149 ± 0.007 in/s	3,696 Nm estable	—	—
VIB (3.5–8.1)	Escalada progresiva hasta 0.280 in/s	Incremento gradual hasta 4,046 Nm (+9.5%)	2.4 Wear (contacto impulsor–difusor) con desarrollo de 2.7 Overheating	Continuous monitoring
LOO (8.1–8.4)	Pico 0.373 in/s	4,414 Nm (-19.8% previo a ruptura)	1.6 Sticking (seizure del cojinete radial de base)	Production interference
BRD (8.4+)	Caída inmediata a 0	0 Nm (pérdida total)	2.5 Breakage (fractura torsional del eje)	Corrective maintenance
Framework: ISO 14224:2016 (B.2.2, B.2.4, B.2.6) │ Fuente: SCADA + Teardown [7]

SECCIÓN 3 — VALIDACIÓN

3.1 Validación: Teardown vs Evidencia Operativa

Esta sección contrasta las conclusiones derivadas del análisis post-mortem (teardown) con la evidencia operativa independiente obtenida de datos de alta resolución (2 Hz), análisis tiempo–frecuencia y comparación entre unidades en operación paralela (I–J–K). El objetivo es determinar qué afirmaciones del teardown quedan validadas, cuáles resultan no soportadas y cuáles deben considerarse no corroboradas, desde un enfoque Pre-RCA conforme a ISO 14224:2016.

3.1.1 Alcance del teardown

El análisis de teardown proporciona evidencia física directa sobre el estado final de los componentes al momento de la falla. Permite:

Identificar daño observable (desgaste, deformación, fractura, marcas de contacto).
Inferir mecanismos físicos locales (fricción, sobrecalentamiento, adhesión).
Confirmar o descartar defectos de material o manufactura.

Sin embargo, el teardown no permite por sí solo:

Determinar la secuencia temporal de los eventos.
Establecer si el daño fue causa primaria o consecuencia secundaria.
Atribuir causalidad a eventos operativos externos sin evidencia dinámica concurrente.
Diferenciar entre mecanismos iniciadores y mecanismos terminales.

Estas limitaciones no invalidan el teardown como herramienta diagnóstica, pero delimitan su capacidad para establecer causalidad primaria sin evidencia operativa complementaria.

3.1.2 Afirmaciones del teardown

A partir del reporte de inspección y desensamble [7], las afirmaciones se clasifican según su naturaleza:

Observables (O): Basadas en evidencia física directa.
Inferidas (I): Deducciones técnicas a partir del daño observado.
No corroboradas (NC): Atribuciones causales sin respaldo dinámico directo.

Principales afirmaciones identificadas:

O: Daño severo y atascamiento en el cojinete radial de base.
O: Marcas de contacto impulsor–difusor en la etapa inferior.
O: Fractura torsional del eje.
I: Presencia de empuje axial descendente previo a la falla.
NC: Evento hidráulico externo como causa iniciadora del daño.

Esta clasificación es fundamental para la validación posterior.

3.1.3 Contraste con evidencia operativa

La evidencia operativa integrada incluye:

Series de tiempo normalizadas (vibración, torque, potencia, velocidad).
Análisis tiempo–frecuencia (waterfall FFT) en sensores Upper, Lower y HTC.
Análisis comparativo entre bombas I, J y K operando en paralelo.

Los principales hallazgos son:

Secuencia temporal clara y progresiva: las anomalías aparecen primero en Upper (≈2.0 min), luego en Lower (≈2.5 min) y finalmente en HTC (≈4.0 min), lo que indica propagación mecánica interna progresiva y no un estímulo externo simultáneo.
Bandas sub-síncronas discretas (0.2–0.5 Hz): observadas previo al colapso, no características de transientes hidráulicos de corta duración y coherentes con procesos de inestabilidad mecánica estructural y contacto progresivo.
Desacoplamiento mecánico–eléctrico: la vibración escala mientras torque, potencia y velocidad permanecen estables, lo que no respalda una perturbación hidráulica o eléctrica sistémica.
Comparación I–J–K: ausencia de firmas espectrales o cambios de variabilidad en I y K durante el evento, lo que no sustenta un origen externo común.

3.1.4 Determinación de validez

Con base en el contraste anterior, se concluye:

Afirmaciones observables del teardown:
→ VALIDADAS. El daño físico descrito es consistente con la evidencia dinámica terminal.
Inferencias sobre empuje axial y contacto progresivo:
→ VALIDADAS. Coinciden con la secuencia espectral y la localización del daño.
Suposición de evento hidráulico externo como causa raíz:
→ NO CORROBORADA. No se identificó evidencia operativa independiente que permita sostener dicha atribución dentro del marco temporal, comparativo y espectral analizado.

En consecuencia, el teardown describe correctamente el estado final del daño, pero sus inferencias causales deben ser reinterpretadas a la luz de la evidencia operativa, la cual es consistente con una falla mecánica interna, progresiva y localizada, y no con un evento externo súbito.

Esta validación sustenta la priorización de causas raíz presentada en la Sección 3.2 y delimita el alcance de la investigación RCA formal.

Componente	Daño_Observado_Teardown	Tipo_Afirmacion	Condicion_Dinamica_Inferida	Evidencia_Dinamica	Modo_Falla_ISO	Mecanismo_ISO	Estado_Validacion
Tabla 3.1 — Validación Cruzada: Teardown vs Evidencia Dinámica
Conciliación de daño observado, condiciones dinámicas inferidas y taxonomía ISO 14224
Cojinete lower	Agarrotamiento severo con decoloración térmica	Observada	Stick–slip prolongado y pérdida de lubricación	Bandas sub-síncronas 0.2–0.5 Hz (HTC, t≈3.5 min)	B.2.6 – Vibration	B.2.2 – Wear / Sticking	Validada (consistente con evidencia operativa)
Impulsor inferior	Excoriación radial y marcas de interferencia	Observada	Carga radial oscilante por bamboleo estructural	Bandas 0.2–0.3 Hz (Lower, t≈2.5 min)	B.2.6 – Vibration	B.2.2 – Wear / Sticking	Validada (consistente con evidencia operativa)
Eje	Ruptura torsional posterior a atascamiento	Observada	Sobrecarga torsional inducida por bloqueo progresivo	Colapso vibratorio previo al evento final	B.2.6 – Breakdown	B.2.2 – Breakage	Validada (consistente con evidencia operativa)
Base / anclajes	Historial de ajustes y realineaciones reiteradas	Documentada	Pérdida de rigidez basal (soft foot / anclaje deficiente)	Baseline vibratorio elevado + bamboleo 0.2–0.9 Hz (Upper)	B.2.6 – Structural deficiency	B.2.2 – Looseness	Validada (consistente con evidencia operativa)
Referencia normativa: ISO 14224:2016 - Table B.2 (Failure Mechanisms), Table B.3 (Failure Causes) y Table B.6 (Failure Modes) aplicadas para clasificar el daño observado, los mecanismos físicos inferidos y las causas raíz delimitadas.
Criterio de validación: Una hipótesis se considera validada cuando el daño físico observado en el teardown es consistente con: (i) la condición dinámica inferida, (ii) la evidencia espectral/temporal disponible y (iii) una correspondencia directa con los modos y mecanismos definidos en ISO 14224.

Conclusión de Validación Cruzada

El teardown de Halliburton identifica correctamente los mecanismos físicos involucrados (ISO B.2.2: 2.4 Wear, 2.7 Overheating, 1.6 Sticking, 2.5 Breakage), pero extiende sus inferencias causales más allá de lo que el análisis post-mortem puede demostrar por sí solo, al atribuir la secuencia de daño a un evento externo sistémico no respaldado por evidencia operativa independiente.

Los datos operativos a 2 Hz demuestran que:

La falla fue LOCAL (bomba J), no sistémica (PAD completo).
La falla fue PROGRESIVA (≈4.6 min desde el inicio de inestabilidad vibratoria hasta la ruptura).
La falla fue MECÁNICA INTERNA, con origen en el cojinete base, y no hidráulica externa.

Clasificación ISO 14224 coherente con la evidencia integrada:

Failure Mode (B.2.6): VIB → LOO → BRD
Failure Mechanism (B.2.2): 2.4 (Wear) → 2.7 (Overheating) → 1.6 (Sticking) → 2.5 (Breakage)
Failure Cause (B.2.3 — hipótesis): 2.2 (Installation) o 3.0 (Operation/Maintenance)

El downthrust observado en el teardown es real y físicamente consistente, pero la evidencia operativa indica que ocurrió como consecuencia del atascamiento mecánico progresivo (contacto impulsor–difusor), y no como resultado demostrable de un evento hidráulico externo súbito.

3.3 Hipótesis de Causas Raíz — Priorización Revisada

Con base en la validación cruzada presentada en la Sección 3.1, esta subsección presenta una priorización revisada de hipótesis de causa raíz conforme a ISO 14224:2016, enfocada en mecanismos plausibles y operativamente consistentes, y excluyendo aquellas atribuciones que no cuentan con respaldo dinámico suficiente.

Este ejercicio corresponde a una fase Pre-RCA, cuyo propósito es acotar el espacio causal, priorizar líneas de investigación técnica y definir acciones específicas para una eventual RCA formal. No constituye una determinación definitiva de causa raíz, sino un screening técnico basado en evidencia integrada (física, dinámica y comparativa).

Las hipótesis se evalúan considerando:

Coherencia con el daño físico observado.
Consistencia con la secuencia temporal y espectral.
Exclusión lógica de causas externas o sistémicas ya no corroboradas.
Capacidad explicativa respecto a la localización y progresión del daño.

Código ISO B.2.3	Causa Hipotética	Hipótesis Específica	Evidencia a Favor	Prioridad RCA	Acción Específica Requerida
Hipótesis de Causas Raíz — ISO 14224 B.2.3 (Priorización Revisada)
Screening pre-RCA basado en evidencia física dominante y coherencia dinámica
2.2	Installation failure	Condición estructural/instalación deficiente (soft foot y/o desalineación residual) generó cargas radiales excesivas y pérdida de rigidez efectiva en el conjunto lower	CRÍTICO: Falla concentrada en UN SOLO cojinete (base) de 12 totales; el resto en condición aceptable. Patrón característico de carga radial localizada asociada a deficiencia estructural o alineación. Baseline vibratorio elevado previo al evento.	ALTA	Revisión registros Easy Laser 420 (nov-2024); verificación de tolerancias aplicadas vs API 610 Annex I; inspección de planicidad, anclajes y medición de runout del eje.
3.0	Operation/Maintenance — General	Contaminación del agua de inyección con crudo de alta viscosidad deterioró la película hidrodinámica, reduciendo la capacidad de carga del cojinete base	Presencia de crudo de alta viscosidad en etapas; sistema diseñado para 100% agua. Posible degradación de lubricación hidrodinámica bajo cargas anómalas.	Media	Análisis fisicoquímico del agua de inyección: fracción de crudo, viscosidad, sólidos suspendidos y compatibilidad con lubricación hidrodinámica.
3.1	Off-design service conditions	Transiente hidráulico local generó downthrust temporal que pudo iniciar contacto impulsor–difusor sin propagación sistémica	Contacto impulsor–difusor observado físicamente; sin evidencia de evento hidráulico sistémico ni respuesta simultánea en bombas I y K.	Baja	Reconstrucción del evento con datos de la facilidad completa (presión de header, válvulas, secuencia operativa y estados de otras unidades).
3.4	Expected wear and tear	Desgaste acelerado por operación prolongada (192 días)	192 días de operación; sin embargo, análisis metalúrgico ATS descarta fatiga. Material Inconel 718 conforme, sin iniciadores de grieta.	Descartada	Acción cerrada: análisis metalúrgico ATS — material conforme; no se requiere investigación adicional.
Status: PRE-RCA │ Metodología: ISO 14224:2016 │ Next phase: Root Cause Analysis detallado

3.3.1 Validación de Hipótesis Operativas (no estadísticas)

Esta subsección evalúa hipótesis operativas de alto nivel que suelen plantearse en análisis de falla tempranos (eventos sistémicos, eléctricos o hidráulicos), contrastándolas contra la evidencia disponible.

La validación aquí presentada no es de naturaleza estadística, sino física y lógica, basada en:

Coherencia temporal entre variables.
Correspondencia espectral con mecanismos conocidos.
Comparación entre unidades sometidas a condiciones operativas similares.

Los resultados estadísticos formales se documentan en el Anexo G y se utilizan únicamente como herramienta de apoyo, no como criterio exclusivo de causalidad.

Hipótesis	Naturaleza	Formulación de la Hipótesis	Evidencia Clave Esperada	Evidencia Observada	Resultado
Validación de Hipótesis Operativas
Integración de evidencia estadística (Anexo G), espectral y física
H-OP1	Sistémica	El evento fue causado por una perturbación sistémica común que afectó simultáneamente a las bombas I, J y K	Cambios de variabilidad y firmas espectrales similares en J y K	K permanece estable (p ≥ 0.05 en todas las variables); J muestra desacople dinámico	Inconsistente
H-OP2	Eléctrica	El evento fue inducido por una anomalía eléctrica o de torque común a todas las unidades	Variaciones simultáneas de torque, potencia y vibración en J y K	Torque y potencia estables en K; variabilidad localizada en J	Inconsistente
H-OP3	Hidráulica Transitoria	Un transiente hidráulico local generó downthrust suficiente para iniciar el daño mecánico	Firma transitoria de corta duración correlacionada con variables hidráulicas	No se observa evento hidráulico sistémico ni correlación temporal	Débil / No concluyente
H-OP4	Estructural / Instalación	Una condición estructural/instalación deficiente (soft foot o desalineación residual) generó cargas anómalas progresivas en la bomba J	Baseline vibratorio elevado previo al evento y evolución espectral progresiva localizada	Baseline vibratorio elevado en J; bandas sub-síncronas progresivas Upper→Lower→HTC	Consistente
Nota: El Anexo G evalúa cambios de variabilidad (H₀ estadística) y no establece causalidad │ Marco ISO 14224

3.3.2 Relación entre Evidencia Estadística (Anexo G) y Hipótesis Mecánicas

Con el fin de evitar interpretaciones incorrectas de los resultados estadísticos, esta subsección establece una tabla puente entre los hallazgos cuantitativos del Anexo G y su lectura dinámica y mecánica correcta.

Es importante enfatizar que:

Las pruebas estadísticas detectan cambios de variabilidad, no mecanismos físicos.
La ausencia de significancia estadística no implica ausencia de fenómeno mecánico, especialmente en eventos intermitentes o de corta duración.
La causalidad se establece mediante coherencia física, secuencia temporal y correspondencia con evidencia de teardown, no por significancia estadística aislada.

La tabla siguiente integra estos dominios para asegurar trazabilidad técnica y consistencia interpretativa.

Variable / Dominio	Resultado Estadístico (Anexo G)	Lectura Dinámica Correcta	Implicación Mecánica	Hipótesis Operativa Soportada / Descartada
Tabla Puente — Evidencia Estadística vs Interpretación Dinámica y Mecánica
Integración Anexo G, análisis espectral y marco ISO 14224
Vibración HTC (J)	p = 0.0011 → Rechazo H₀ (variabilidad disminuye)	Estabilización post-evento indica eliminación forzada del grado de libertad	Bloqueo / agarrotamiento del cojinete base	Soporta H-OP4 (estructural)
Vibración Lower (J)	p = 0.0584 → No se rechaza H₀ (ΔCV alto, muestra limitada)	Incremento fuerte de dispersión sin significancia estadística sugiere fenómeno intermitente	Contacto intermitente impulsor–difusor	Soporta H-OP4 (estructural)
Vibración Upper (J)	p = 0.4099 → No se rechaza H₀	Reducción de dispersión refleja pérdida de movilidad previa al atascamiento	Bamboleo estructural amortiguado al progresar el daño	Soporta H-OP4 (estructural)
Torque / Potencia (J)	p > 0.5 → No se rechaza H₀	Ausencia de perturbación torsional sistémica	Descarta origen eléctrico o de carga externa	Descarta H-OP2 (eléctrica)
Comparativo J vs K	K estable en todas las variables (p ≥ 0.19)	Desacople dinámico: perturbación localizada en J	Descarta causa externa o sistémica	Descarta H-OP1 (sistémica)
Secuencia Temporal Upper→Lower→HTC	No evaluable estadísticamente (análisis espectral)	Propagación mecánica progresiva en estructura	Indica origen estructural interno	Soporta H-OP4 (estructural)
Nota metodológica: Los resultados estadísticos (Anexo G) detectan cambios de variabilidad, pero no prueban causalidad. La causalidad se establece por coherencia física, secuencia temporal y evidencia de teardown.

SECCIÓN 4 — CONCLUSIONES

4.1 Conclusiones Técnicas (ISO 14224)

Las conclusiones que se presentan a continuación corresponden a una fase Pre-RCA, fundamentadas en la integración de evidencia operativa de alta resolución, análisis tiempo–frecuencia, comparación entre unidades paralelas y validación contra evidencia física de teardown. Estas conclusiones delimitan con precisión los modos de falla observados, los mecanismos físicos validados y las hipótesis de causa raíz priorizadas, conforme a la taxonomía ISO 14224:2016.

4.1.1 Modos de Falla Caracterizados (ISO 14224 – B.2.6)

Con base en la reconstrucción cronológica y el comportamiento dinámico observado, la secuencia de modos de falla para la unidad HPS-042J se caracteriza como:

VIB (≈ min 5.5–8.1):
Vibración anormal progresiva — Categoría (c): indicación no crítica.
Corresponde a una condición detectable y evolutiva, sin pérdida inmediata de función.
LOO (≈ min 8.1–8.4):
Salida reducida (reducción efectiva de torque útil) — Categoría (b): función fuera de límites.
Asociada a incremento de fricción interna y pérdida de eficiencia mecánica.
BRD (≈ min 8.4):
Daño serio — Categoría (b): pérdida total de función.
Materializado como fractura torsional del eje posterior al atascamiento mecánico.

Esta secuencia VIB → LOO → BRD es consistente con una falla progresiva, no súbita, y con capacidad demostrada de detección anticipada.

4.1.2 Mecanismos Físicos Validados (ISO 14224 – B.2.2)

La integración de evidencia espectral, temporal y física valida la siguiente secuencia de mecanismos físicos:

2.4 Wear
(contacto impulsor–difusor bajo carga anómala)
→ 2.7 Overheating
(pérdida de capacidad portante del cojinete base)
→ 1.6 Sticking
(atascamiento / seizure del cojinete radial inferior)
→ 2.5 Breakage
(fractura torsional del eje por sobrecarga acumulada).

Esta progresión es coherente con:

Bandas sub-síncronas discretas previas al colapso.
Desacoplamiento mecánico–eléctrico observado.
Localización del daño físico en el conjunto lower.

4.1.3 Causas Raíz Delimitadas (ISO 14224 – B.2.3)

Con base en la evidencia disponible, las hipótesis de causa raíz se delimitan y priorizan de la siguiente manera:

2.2 — Installation (Prioridad ALTA):
Desalineación residual y/o condición estructural deficiente (soft foot) como causa más plausible de cargas radiales excesivas y pérdida de rigidez efectiva en el conjunto lower.
3.0 — Operation / Maintenance (Prioridad MEDIA):
Contaminación del agua de inyección con crudo de alta viscosidad como factor contribuyente, potencialmente agravando la pérdida de lubricación hidrodinámica bajo cargas anómalas.
3.1 — Off-design service (Prioridad BAJA):
Transiente hidráulico local como hipótesis secundaria, no corroborada por evidencia operativa sistémica ni comparativa.

Estas causas se presentan como hipótesis priorizadas, sujetas a validación definitiva en una RCA formal.

4.2 Justificación de la Priorización

El patrón de daño observado —falla localizada en un único cojinete radial (base) de un total de doce, con los restantes en condición aceptable [7]— es característico de carga radial localizada de origen estructural o de instalación, y no de un problema sistémico de lubricación, diseño o evento hidráulico externo.

El análisis metalúrgico ATS conforme, sin defectos de material ni iniciadores de grieta [7], descarta mecanismos de falla asociados a manufactura o fatiga intrínseca del material.

Adicionalmente, la evidencia operativa demuestra la existencia de ventanas claras de detección preventiva, lo que confirma el carácter progresivo del evento:

Ventana temprana: ≈ 2.9 min
(incremento sostenido de tendencia vibratoria ≈ +40 %/min)
Ventana intermedia: ≈ 1.6 min
(superación de umbral absoluto > 0.25 in/s)
Ventana tardía: ≈ 0.3 min
(tasa de incremento > 0.15 in/s/min, previo al colapso)

En conjunto, estas conclusiones sustentan que la falla de la unidad HPS-042J fue local, progresiva y mecánica interna, con capacidad demostrable de detección anticipada mediante instrumentación existente, y proporcionan una base técnica sólida para la priorización de acciones correctivas y la ejecución de una RCA formal conforme a ISO 14224.

SECCIÓN 5 — RECOMENDACIONES

5.1 Recomendaciones Accionables

Las recomendaciones que se presentan a continuación se derivan directamente de la evidencia validada en las Secciones 3 y 4 y se estructuran conforme a un enfoque Pre-RCA, priorizando acciones de protección inmediata, reducción de riesgo operativo y validación técnica de las hipótesis de causa raíz más plausibles, de acuerdo con ISO 14224:2016.

5.1.1 Protección Inmediata — Gestión del Riesgo Operativo

Responsable: Instrumentación FEC

Acción: Configurar en el PLC existente tres niveles de protección vibratoria basados en la señal HTC, aprovechando la instrumentación ya instalada.

Lógicas recomendadas:

Alarma temprana (tendencial):
Incremento de VIB_HTC ≥ +40 % en ventana móvil de 60 s
(Detección de inicio de degradación progresiva)
Alarma crítica (absoluta):
VIB_HTC > 0.25 in/s sostenida durante 30 s
(Condición fuera de límites operativos aceptables)
Parada automática (shutdown):
VIB_HTC > 0.35 in/s o tasa de incremento > 0.15 in/s/min
(Riesgo inminente de daño severo)

Hardware: Transmisor existente 413_VI_042J_1 (sin CAPEX adicional)
Plazo de implementación: ≤ 2 semanas
Referencia técnica: ISO 20816-1 [6]

Nota: Esta acción no sustituye la RCA formal, pero reduce de forma inmediata la probabilidad de repetición del modo BRD.

5.1.2 Investigación RCA — Hipótesis ISO 14224 B.2.3 (2.2 Installation)

Responsable: Mantenimiento FEC + Halliburton
Prioridad: ALTA (hipótesis más plausible según evidencia integrada)

Acción principal: Auditoría técnica de alineación, rigidez estructural e instalación del conjunto bomba–motor.

Fase 1 — Revisión documental (≈ 1 semana)

Comparar reportes de alineación láser Easy Laser 420 de P-042J y P-042K
(ambas instaladas en nov-2024 bajo el mismo procedimiento)
Verificar tolerancias aplicadas vs API 610 Annex I [1]:
- Offset < 0.05 mm
- Angularidad < 0.05 mm / 100 mm
Revisar registros de torque y secuencia de apriete de pernos del housing del cojinete base

Fase 2 — Mediciones en campo (solo si la fase documental no es concluyente)

Medición de runout del eje con comparador de carátula
Verificación de planitud y nivelación de bases de concreto
(nivel digital; tolerancia < 0.1°)
Inspección física de shims, placas de nivelación y posibles condiciones de soft foot

Documentación requerida: Registros archivados en SharePoint FEC
Plazo estimado:
- Fase 1: 1 semana
- Fase 2 (si aplica): 2 semanas
Inversión estimada:
- USD 0 (documental)
- ~USD 800 (mediciones en campo)

5.1.3 Investigación RCA — Hipótesis ISO 14224 B.2.3 (3.0 Operation / Maintenance)

Responsable: Laboratorio + Operaciones
Prioridad: MEDIA (factor contribuyente potencial)

Acción complementaria: Evaluación fisicoquímica del agua de inyección para determinar su compatibilidad con lubricación hidrodinámica.

Ensayos recomendados:

Contenido de hidrocarburos: ASTM D3921
Sólidos suspendidos totales: ASTM D5907
Viscosidad cinemática: ASTM D445 @ 40 °C
Evaluación de capacidad de formación de película lubricante

Muestra: Agua de inyección en header, aguas arriba de P-042J
Comparar contra: Especificaciones de diseño (100 % agua)
Plazo: ≈ 3 semanas
Inversión estimada: ~USD 600

Nota: Dado el carácter localizado del daño (un solo cojinete afectado), esta hipótesis se considera contribuyente, no primaria, salvo que la RCA formal indique lo contrario.

5.1.4 Monitoreo Preventivo — Unidades en Operación

Responsable: Instrumentación FEC

Acción: Revisión cruzada de condiciones de instalación y alineación entre unidades en servicio.

Alcance mínimo:

Comparar reportes Easy Laser 420 entre P-042J y P-042K
Verificar coherencia de tolerancias aplicadas vs API 610 Annex I [1]
Confirmar torque y secuencia de apriete en housings de cojinetes base

Plazo: ≤ 1 semana
Inversión: USD 0 (revisión documental)

Objetivo: Identificar condiciones latentes replicables antes de que evolucionen a modos VIB o BRD.

5.2 Valor para la Toma de Decisiones

Este análisis proporciona a la organización:

Caracterización completa y trazable de los modos de falla VIB → LOO → BRD conforme a ISO 14224
Validación de mecanismos físicos dominantes: 2.4 → 2.7 → 1.6 → 2.5
Priorización clara de hipótesis RCA, diferenciando causas primarias, contribuyentes y no corroboradas
Medidas de mitigación inmediatas implementables sin CAPEX adicional
Base técnica sólida para una RCA formal enfocada y costo-efectiva

Siguiente fase recomendada:
Ejecución de Root Cause Analysis (RCA) formal conforme a ISO 14224 B.2.3, con énfasis inicial en la hipótesis 2.2 (Installation) y validación complementaria de 3.0 y 3.1.

ANEXOS

ANEXO A — Estadísticos Dataset @2Hz

Data summary
Name	data_raw
Number of rows	1201
Number of columns	39
_______________________
Column type frequency:
character	1
numeric	38
________________________
Group variables	None

Variable type: character

skim_variable	n_missing	complete_rate	min	max	empty	n_unique	whitespace
DateTime	0	1	20	20	0	1201	0

Variable type: numeric

skim_variable	complete_rate	mean	sd	p0	p25	p50	p75	p100	hist
index	1	601.00	346.84	1.00	301.00	601.00	901.00	1201.00	▇▇▇▇▇
413_PT_042J.PV	1	65.35	0.53	64.43	64.95	65.46	65.46	67.01	▂▅▇▁▁
413_FI_042J.PV	1	41353.37	18727.76	12.50	49525.00	49687.50	50112.50	50412.50	▂▁▁▁▇
413_PI_042J_1.PV	1	56.04	2.03	54.90	54.90	54.90	55.67	63.40	▇▁▁▂▁
413_PI_042I_2.PV	1	1252.50	468.66	57.19	1454.62	1455.19	1455.75	1457.06	▁▁▁▁▇
413_PI_042I_4.PV	1	1256.15	466.21	60.56	1456.50	1456.88	1457.62	1458.75	▁▁▁▁▇
413_PI_042I_1.PV	1	56.62	1.38	55.52	55.77	55.92	56.95	63.24	▇▁▂▁▁
413_VI_042I_1.PV	1	0.35	0.14	0.01	0.41	0.41	0.41	0.43	▂▁▁▁▇
413_VI_042I_2.PV	1	0.07	0.03	0.01	0.08	0.08	0.08	0.36	▂▇▁▁▁
413_VI_042I_3.PV	1	0.17	0.06	0.01	0.19	0.19	0.20	0.23	▁▁▁▁▇
413_VI_042I_4.PV	1	0.94	0.00	0.94	0.94	0.94	0.94	0.94	▁▁▇▁▁
413_VI_042I_5.PV	1	0.94	0.00	0.94	0.94	0.94	0.94	0.94	▁▁▇▁▁
P_041J_VSD.Val_SpeedFdbk	1	52.16	0.89	50.27	52.31	52.35	52.40	53.45	▂▁▁▇▂
P_042D_VSD.Val_SpeedFdbk	1	56.00	0.00	56.00	56.00	56.00	56.00	56.00	▁▁▇▁▁
P042G_VSD.Val_SpeedFdbk	1	-15.00	0.00	-15.00	-15.00	-15.00	-15.00	-15.00	▁▁▇▁▁
P042H_VSD.Val_SpeedFdbk	1	52.07	4.78	40.00	54.00	54.00	54.00	54.00	▁▁▁▁▇
P042I_VSD.Val_SpeedFdbk	1	45.98	16.76	0.00	53.00	53.00	53.00	53.00	▁▁▁▁▇
P042J_VSD.Val_SpeedFdbk	1	50.49	7.58	10.00	53.00	53.00	53.00	53.00	▁▁▁▁▇
P042K_VSD.Val_SpeedFdbk	1	45.18	18.06	0.00	53.00	53.00	53.00	53.00	▁▁▁▁▇
413_FI_042I.PV	1	28638.45	12668.46	0.00	34012.50	34143.75	34306.25	40000.00	▂▁▁▁▇
413_FI_042K.PV	1	42131.24	18529.55	0.00	50206.25	50406.25	50512.50	50706.25	▂▁▁▁▇
413_FIT_042D.PV	1	134386.66	3.18	134363.42	134386.94	134386.94	134386.94	134405.75	▁▁▇▁▁
413_FIT_042H.PV	1	28811.90	6224.26	12886.60	30412.37	30927.84	30927.84	42783.50	▂▁▅▇▁
P_042I_VSD.Power	1	824.43	350.12	0.00	978.84	980.38	982.55	1025.17	▂▁▁▁▇
P_042K_VSD.Power	1	939.95	416.97	0.00	1128.91	1130.74	1131.91	1134.28	▂▁▁▁▇
P_042J_VSD.Power	1	1075.39	492.17	4.41	1220.98	1235.41	1372.01	1469.98	▂▁▁▁▇
413_PI_042J_3.PV	1	56.54	1.96	55.24	55.45	55.56	56.37	64.94	▇▁▂▁▁
413_PI_042J_2.PV	1	1193.70	535.19	41.24	1443.30	1443.30	1443.30	1463.92	▂▁▁▁▇
413_VI_042J_1.PV	1	0.26	0.07	0.04	0.20	0.26	0.33	0.46	▁▇▂▇▁
413_VI_042J_2.PV	1	0.14	0.05	0.01	0.12	0.14	0.16	0.45	▁▇▁▁▁
413_VI_042J_3.PV	1	0.16	0.05	0.02	0.13	0.15	0.20	0.43	▁▇▅▁▁
413_VI_042J_4.PV	1	-0.25	0.00	-0.25	-0.25	-0.25	-0.25	-0.25	▁▁▇▁▁
413_VI_042J_5.PV	1	-0.25	0.00	-0.25	-0.25	-0.25	-0.25	-0.25	▁▁▇▁▁
413_PI_042J_4.PV	1	1210.98	530.60	59.81	1457.44	1458.00	1458.56	1459.69	▂▁▁▁▇
413_VI_042K_1.PV	1	0.08	0.03	0.00	0.08	0.09	0.09	0.25	▂▇▁▁▁
413_VI_042K_2.PV	1	0.16	0.06	0.01	0.16	0.18	0.19	0.34	▂▁▇▁▁
413_VI_042K_3.PV	1	0.18	0.06	0.02	0.19	0.20	0.21	0.27	▂▁▁▇▁
413_VIT_042H.PV	1	0.11	0.02	0.06	0.11	0.11	0.12	0.14	▁▁▁▇▁

Fase	n	Inicio (min)	Fin (min)	Potencia (kW)					Velocidad (RPM)		Vibración HTC (in/s)			Torque estimado (Nm)
A.1 Resumen Estadístico por Fase Operativa
HPS-042J \| Fases definidas: 0–5.5 \| 5.5–6.8 \| 6.8–8.1 \| 8.1–8.4 \| >8.4 min
Fase	n	Inicio (min)	Fin (min)	Media	DE	CV (%)	Mín	Máx	Media	CV (%)	Media	CV (%)	Máx	Media	CV (%)
1. Operación Normal	420	0.0	3.49	1225.2	5.7	0.47	1219.1	1243.4	3180	0.00	0.201	1.66	0.206	3679.0	0.47
2. Inicio Escalada	204	3.5	5.19	1300.6	38.1	2.93	1243.4	1372.0	3180	0.00	0.279	23.27	0.376	3905.7	2.93
3. Fase Crítica	312	5.2	7.79	1395.1	23.0	1.65	1351.7	1464.9	3180	0.00	0.329	6.13	0.361	4189.4	1.65
4. Pre-Ruptura	72	7.8	8.39	979.1	617.6	63.08	36.3	1470.0	3165	1.58	0.295	25.03	0.464	2940.6	63.04
5. Post-Ruptura	193	8.4	10.00	30.5	20.4	66.78	4.4	52.3	2248	33.32	0.269	37.09	0.464	114.5	49.70
Fuente: SCADA CPE6 @ 2 Hz \| CV = Coeficiente de Variación (%)

phase	CV Potencia (%)	CV Velocidad (%)	CV Vibración (%)	CV Torque (%)
A.2 Coeficientes de Variación (CV %) por Fase
Indicador de estabilidad operativa \| Valores bajos = régimen estable
1. Operación Normal	0.47	0.00	1.66	0.47
2. Inicio Escalada	2.93	0.00	23.27	2.93
3. Fase Crítica	1.65	0.00	6.13	1.65
4. Pre-Ruptura	63.08	1.58	25.03	63.04
5. Post-Ruptura	66.78	33.32	37.09	49.70
CV < 5% = alta estabilidad \| CV > 20% = inestabilidad significativa

ANEXO B — Análisis de Grupo (Bombas I–J–K)

B.1 Combinada

La comparación con unidades paralelas permite descartar eventos sistémicos:

B.3 Presión

B.4 Potencia

B.5 Flujo

B.6 Velocidad (Hz)

B.7 Vibraciones

Resultado clave: Las bombas I y K no presentan perturbaciones antes ni después del evento → descarta transitorios hidráulicos sistémicos como golpe de ariete o surge propagado [1, 7].

B.8 Combinada

ANEXO C - Trazabilidad Conceptual

Evidencia Técnica (Sección 2)	Validación Cruzada (Sección 3)	Inferencia Técnica Controlada	Clasificación ISO 14224	Conclusión Técnica (Sección 4)	Acción Recomendada (Sección 5)
Tabla Puente — Trazabilidad Técnica Integrada (Secciones 2 → 3 → 4 → 5)
Encadenamiento verificable desde evidencia dinámica hasta recomendaciones accionables
Bandas sub-síncronas discretas (0.2–0.9 Hz) en Upper desde min 2.0	Validado frente a I–J–K: patrón exclusivo de J; sin correlato sistémico	Condición dinámica compatible con pérdida local de rigidez estructural o instalación	B.2.3 — Causa potencial 2.2 (Installation)	La causa raíz más plausible es desalineación residual / condición de instalación	Auditoría de alineación y condición estructural (Hipótesis 2.2)
Bandas discretas 0.2–0.3 Hz en Lower desde min 2.5	Consistente con daño físico observado en impulsor–difusor (teardown)	Contacto intermitente impulsor–difusor inducido por cargas radiales oscilantes	B.2.2 — Mecanismo 2.4 (Wear)	El contacto impulsor–difusor es mecanismo iniciador del daño	Revisión geométrica del conjunto lower
Firma stick–slip (0.2–0.5 Hz) en HTC desde min 3.5	Consistente con daño térmico y agarrotamiento del cojinete base	Fricción severa progresiva con transición a contacto continuo	B.2.2 — Mecanismos 2.7 (Overheating) → 1.6 (Sticking)	El cojinete base actúa como elemento crítico de colapso	Protecciones vibracionales tempranas en HTC
Incremento progresivo de vibración sin variación de potencia/velocidad	Descarta perturbación hidráulica o eléctrica externa	Desacoplamiento mecánico–eléctrico: fenómeno interno localizado	B.2.6 — Modo VIB	La falla no es sistémica ni hidráulica externa	Mantener descarte de hipótesis sistémica
Incremento de torque sin variación de velocidad previo a la ruptura torsional	Compatible con acumulación de torsión elástica por fricción interna	Resistencia mecánica creciente previa a bloqueo total	B.2.6 — Transición LOO	La ruptura es consecuencia, no causa primaria	Configuración de alarmas de tasa de cambio
Saturación espectral 0–1 Hz y colapso dinámico en min 8.4	Coincide con fractura torsional observada en el eje	Liberación súbita de energía torsional acumulada	B.2.6 — Modo BRD / B.2.2 — 2.5 (Breakage)	Pérdida total de función por sobrecarga torsional	Shutdown automático por vibración crítica
Marco metodológico: ISO 14224:2016 │ Uso previsto: RCA formal, soporte contractual y pericial
Nota pericial: Las inferencias técnicas se formulan como compatibilidades físicas basadas en coherencia temporal, espectral y física, sin atribuir causalidad fuera del alcance de la evidencia disponible.

ANEXO D - 3D delTransiente

El siguiente gráfico interactivo permite explorar la trayectoria tridimensional del transiente en el espacio Tiempo × Potencia × Vibración, evidenciando el desacoplamiento entre dominio eléctrico y mecánico.

ANEXO E — Taxonomía ISO 14224 para Bombas Rotativas

E.1 Failure Modes (ISO 14224 Table B.8)

Código	Descripción	Aplicable HPS-042J
Failure Modes para Bombas Rotativas — ISO 14224 Table B.8
Catálogo completo de 21 modos de falla aplicables a equipos rotativos
AIR	Abnormal instrument reading	No
BRD	Breakdown — Serious damage (seizure, breakage)	Sí
ERO	Erratic output	No
ELF	External leakage — fuel	No
ELP	External leakage — process medium	No
ELU	External leakage — utility medium	No
FTS	Failure to start on demand	No
HIO	High output	No
INL	Internal leakage	No
LOO	Low output — Delivery below acceptance	Sí
NOI	Noise — Abnormal noise	Posible
OHE	Overheating	Posible
PDE	Parameter deviation	Sí
PLU	Plugged/choked	No
SER	Minor in-service problems	No
STP	Failure to stop on demand	No
STD	Structural deficiency	Sí
UST	Spurious stop — Unexpected shutdown	No
VIB	Vibration — Abnormal vibration	Sí
OTH	Other	No
UNK	Unknown	No
Referencia: ISO 14224:2016 Annex B.2.6 │ Negrita: Modos identificados en HPS-042J

E.2 Failure Mechanisms (ISO 14224 Table B.2)

Código	Categoría	Descripción	Aplicable HPS-042J
Failure Mechanisms — ISO 14224 Table B.2
Catálogo completo de mecanismos físicos clasificados en 6 categorías
1.0	1. Mechanical	General	No
1.1	1. Mechanical	Leakage	No
1.2	1. Mechanical	Vibration	Posible
1.3	1. Mechanical	Clearance/alignment failure	Sí
1.4	1. Mechanical	Deformation	No
1.5	1. Mechanical	Looseness	No
1.6	1. Mechanical	Sticking/Seizure	Sí
2.0	2. Material	General	No
2.1	2. Material	Cavitation	No
2.2	2. Material	Corrosion	No
2.3	2. Material	Erosion	No
2.4	2. Material	Wear/Galling	Sí
2.5	2. Material	Breakage/Fracture	Sí
2.6	2. Material	Fatigue	No
2.7	2. Material	Overheating	Sí
2.8	2. Material	Burst	No
3.0	3. Instrument	General	No
3.1	3. Instrument	Control failure	No
3.2	3. Instrument	No signal	No
3.3	3. Instrument	Faulty signal	No
3.4	3. Instrument	Out of adjustment	No
3.5	3. Instrument	Software error	No
3.6	3. Instrument	Common cause	No
4.0	4. Electrical	General	No
4.1	4. Electrical	Short circuit	No
4.2	4. Electrical	Open circuit	No
4.3	4. Electrical	No power	No
4.4	4. Electrical	Faulty power	No
4.5	4. Electrical	Earth fault	No
5.0	5. External	General	No
5.1	5. External	Blockage	No
5.2	5. External	Contamination	Sí
5.3	5. External	Miscellaneous external	No
6.0	6. Miscellaneous	General	No
6.1	6. Miscellaneous	No cause found	No
6.2	6. Miscellaneous	Combined causes	No
6.3	6. Miscellaneous	Other	No
6.4	6. Miscellaneous	Unknown	No
Referencia: ISO 14224:2016 Annex B.2.2 │ Negrita: Mecanismos confirmados en HPS-042J

E.3 Failure Causes (ISO 14224 Table B.3)

Código	Categoría	Descripción	Hipótesis RCA
Failure Causes — ISO 14224 Table B.3
Catálogo de causas raíz para investigación RCA formal
1.0	1. Design	General	No
1.1	1. Design	Improper capacity	Posible
1.2	1. Design	Improper material	No
2.0	2. Fabrication/Installation	General	No
2.1	2. Fabrication/Installation	Fabrication failure	No
2.2	2. Fabrication/Installation	Installation failure	Media
3.0	3. Operation/Maintenance	General	Alta
3.1	3. Operation/Maintenance	Off-design service	Media
3.2	3. Operation/Maintenance	Operating error	No
3.3	3. Operation/Maintenance	Maintenance error	No
3.4	3. Operation/Maintenance	Expected wear	Baja
4.0	4. Management	General	No
4.1	4. Management	Documentation error	No
4.2	4. Management	Management error	No
5.0	5. Miscellaneous	General	No
5.1	5. Miscellaneous	No cause found	No
5.2	5. Miscellaneous	Common cause	No
5.3	5. Miscellaneous	Combined causes	No
5.4	5. Miscellaneous	Cascading failure	No
5.5	5. Miscellaneous	Other	No
5.6	5. Miscellaneous	Unknown	No
Referencia: ISO 14224:2016 Annex B.2.3 │ Prioridad: Alta (3.0), Media (3.1, 2.2)

ANEXO F — Especificaciones Técnicas HPS-042J

F.1 Datos de Diseño y Componentes

Componente	Descripción Técnica	Fabricante
Especificaciones Técnicas — Unidad HPS-042J
Componentes principales del sistema de inyección
Bomba	HPS H2.5K29, 2500HP, 012STG, ST2500, L4 THRUST CHAMBER	Halliburton
Motor	ABB 2500HP, 4160V, TEAAC, CW (Clockwise)	ABB
Cámara de Empuje (HTC)	L4001 LONG SHAFT, INC, 450mmSH, RTD	Halliburton
VSD	2500HP, 4160V, IP54, 24 PULSES	SLA COL
PLC	CL, CILA 2S SCB, RETIE, 4X	SLA COL
Fuente: DOS HPS Frontera CPE6 360K (Halliburton, 06/10/2023)

F.2 Condiciones de Operación Nominal

Parámetro	Valor	Unidades SI
Condiciones de Operación Nominal
Caudal de Diseño	60,000 BPD	9,542 m³/d
Presión de Descarga	1,500 PSI	10.3 MPa
Presión de Succión	30 PSI	0.21 MPa
Potencia Nominal	2,500 HP	1,865 kW
Velocidad Nominal	3,000 RPM (50 Hz)	3,000 RPM
Número de Etapas	12 (6+6)	—
Fuente: DOS HPS Frontera CPE6 360K (Halliburton, 06/10/2023)

F.3 Resultados de Pruebas de Aceptación en Fábrica

Serial	Identificación	Fecha Prueba	Estado FAT	Eficiencia BEP (%)	Desviación vs Curva (%)
Resultados de Factory Acceptance Test (FAT)
Pruebas realizadas en Summit ESP — Tulsa, OK
14093379	Bomba Lower (Succión)	17/06/2024	PASSED	84.3	−2.0
14093380	Bomba Upper (Descarga)	25/06/2024	PASSED	85.8	−0.4
Fuente: Summit ESP Test Reports │ Work Order: 107671225-226

ANEXO G — Validación de Hipótesis Nula $H_o$

Hipotésis Nula $H_o$ = La variabilidad operacional (dispersión estadística) de las variables de proceso en las Bombas J y K NO cambió significativamente entre el periodo anterior y posterior al evento de apagado de la Bomba I (sucedio a las 8:46 am del 3 de marzo de 2025, dos horas ant. Formalmente: σ²(antes) = σ²(después) para cada variable.

Hipotésis Alternativa $H_1$ = La variabilidad operacional cambió significativamente. Formalmente: σ²(antes) ≠ σ²(después)

Bomba	Variable	n₁	n₂	CV₁ (%)¹	CV₂ (%)¹	Δ CV (%)	σ²₂ / σ²₁²	p-value³	Interpretación
Análisis de Variabilidad Operacional — Evento 9 de Marzo de 2025
Test de homogeneidad de varianzas (Levene) — Evaluación estadística no causal
J	vib_htc	15	15	9.87	2.55	−74.12	0.04	0.0011	✓ Variabilidad disminuyó (estabilizó)
J	vib_lower	15	15	1.74	4.48	157.34	7.14	0.0584	⚠ VARIABILIDAD AUMENTÓ SIGNIFICATIVAMENTE
J	vib_upper	15	15	21.70	6.37	−70.63	0.18	0.4099	✓ Variabilidad disminuyó (estabilizó)
J	torque_nm	15	15	3.19	2.36	−26.14	0.58	0.8774	✓ Variabilidad estable
J	power_kw	15	15	4.49	2.36	−47.52	0.32	0.5686	✓ Control mejoró
J	speed_rpm	15	15	1.37	0.00	−100.00	0.00	0.1534	✓✓ Control mejoró significativamente
K	vib_htc	15	15	7.28	4.43	−39.14	0.42	0.6570	✓ Variabilidad estable
K	vib_lower	15	15	13.27	6.11	−53.99	1.69	0.1957	✓ Variabilidad estable
K	vib_upper	15	15	9.02	3.94	−56.34	0.74	0.7746	✓ Variabilidad estable
K	torque_nm	15	15	3.91	3.10	−20.76	0.74	0.8540	✓ Variabilidad estable
K	power_kw	15	15	5.07	3.10	−38.94	0.49	0.6249	✓ Control estable
K	speed_rpm	15	15	1.40	0.00	−100.00	0.00	0.1534	✓✓ Control mejoró significativamente
¹ Coeficiente de Variación (CV) = σ / μ × 100. Métrica adimensional que cuantifica la dispersión relativa de una variable respecto a su media. Valores mayores de CV indican mayor variabilidad relativa entre observaciones. El CV no es un indicador directo de causalidad ni de condición mecánica, y su interpretación debe realizarse en conjunto con el contexto operativo y otras evidencias.
² Ratio de varianzas (σ²₂ / σ²₁): indicador comparativo del cambio en la dispersión entre dos periodos. Valores mayores que 1 indican aumento de varianza; valores menores que 1 indican disminución. Este ratio no implica causalidad, únicamente cuantifica diferencias estadísticas entre periodos.
³ Test de Levene: prueba estadística para evaluar la homogeneidad de varianzas entre grupos. Hipótesis nula (H₀): σ²₁ = σ²₂. Hipótesis alternativa (H₁): σ²₁ ≠ σ²₂. Un p-value < 0.05 indica evidencia estadística suficiente para rechazar H₀ (α = 5%). El test no evalúa medias, no identifica mecanismos físicos y no establece causalidad.
Nota metodológica: Este análisis evalúa cambios en variabilidad operacional, NO causalidad. La detección de diferencias estadísticamente significativas (p < 0.05) indica que la dispersión de la variable difiere entre periodos, pero no prueba que el evento (apagado de la Bomba I) haya causado dichos cambios. La interpretación física requiere integración con evidencia espectral, comparativa (I–J–K) y de teardown.

Glosario

Término	Definición
Seizure (ISO 14224 – B.2.2, 1.6)	Bloqueo mecánico súbito causado por pérdida de lubricación efectiva, incremento de fricción y adhesión localizada entre superficies en contacto.
Galling (ISO 14224 – B.2.2, 2.4)	Mecanismo de daño por adhesión y arranque de material entre superficies metálicas sometidas a carga y deslizamiento relativo.
VIB / LOO / BRD	Códigos de modo de falla según ISO 14224 (Anexo B.2.6): Vibration, Low Output, Breakdown.
Baseline operacional	Condición de operación estable utilizada como referencia para el análisis de desviaciones dinámicas y estadísticas (definida aquí como los primeros 20 s del periodo analizado).
CV (Coeficiente de Variación)	Relación adimensional definida como σ/μ × 100, que cuantifica la dispersión relativa de una variable respecto a su media.
Desacoplamiento dinámico	Pérdida de correlación temporal entre variables eléctricas (potencia, torque, velocidad) y variables mecánicas (vibración), indicativa de un fenómeno mecánico localizado.
BEP (Best Efficiency Point)	Punto de operación hidráulica de máxima eficiencia de la bomba, definido por el fabricante.

Referencias

[1] API 610 (2010). Centrifugal Pumps for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries. 11th ed., American Petroleum Institute.

[2] ISO 14224 (2016). Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Collection and exchange of reliability and maintenance data for equipment. International Organization for Standardization.

[3] API 682 (2014). Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps. 4th ed., American Petroleum Institute.

[4] API RP 686 (2012). Recommended Practice for Machinery Installation and Installation Design. American Petroleum Institute.

[5] Bloch, H.P. & Budris, A.R. (2010). Pump User’s Handbook: Life Extension. 3rd ed., Elsevier / Gulf Professional Publishing.

[6] ISO 20816-1 (2016). Mechanical vibration — Measurement and evaluation of machine vibration — Part 1: General guidelines. International Organization for Standardization.

[7] ISO 13373-1 (2015). Condition monitoring and diagnostics of machines — Vibration condition monitoring. International Organization for Standardization.

[8] Bently, D.E. & Hatch, C.T. (2002). Fundamentals of Rotating Machinery Diagnostics. Bently Pressurized Bearing Press.

[9] Ehrich, F.F. (2004). Handbook of Rotordynamics. McGraw-Hill.

[10] Halliburton (2025). Reporte de Inspección y Teardown — Unidad HPS-042J. Documento técnico interno.

[11] Frontera Energy (2025). Sistema Historian PI — Dataset operativo a 2 Hz. Base de datos interna.

[12] Frontera Energy (2024–2025). Registros de alineación, vibración y mantenimiento — Bombas HPS. Documentación interna no publicada.

Fin del documento | Generado con RAPIDS™ Reliability Engineering Framework

RAPIDS FAILURE CHARACTERIZATION REPORT

Pre-RCA Technical Analysis | HPS-042J Event 09-Mar-2025 | CPE6-360K Water Injection System

JR Engineering Company RAPIDS™ Reliability Engineering Framework Frontera Energy Colombia

18 de December de 2025

RESUMEN EJECUTIVO

Conclusión

Recomendaciones Accionables

Recomendaciones Accionables

SECCIÓN 1 — INTRODUCCIÓN

1.1 Propósito y Alcance

1.2 Marco ISO 14224:2016

SECCIÓN 2 — ANÁLISIS

2.1 Visión General

2.2 Evolución Integrada: Factores Normalizados y Dominio Frecuencial

2.2.1 HPS HTC

2.2.2 HPS Lower

2.2.3 HPS Upper

2.2.4 Interpretación de Patrones

2.3 Patrones Dinámicos Identificados

2.4 Modos y Mecanismos de Falla ISO 14224

SECCIÓN 3 — VALIDACIÓN

3.1 Validación: Teardown vs Evidencia Operativa

3.1.1 Alcance del teardown

3.1.2 Afirmaciones del teardown

3.1.3 Contraste con evidencia operativa

3.1.4 Determinación de validez

Conclusión de Validación Cruzada

3.3 Hipótesis de Causas Raíz — Priorización Revisada

3.3.1 Validación de Hipótesis Operativas (no estadísticas)

3.3.2 Relación entre Evidencia Estadística (Anexo G) y Hipótesis Mecánicas

SECCIÓN 4 — CONCLUSIONES

4.1 Conclusiones Técnicas (ISO 14224)

4.1.1 Modos de Falla Caracterizados (ISO 14224 – B.2.6)

4.1.2 Mecanismos Físicos Validados (ISO 14224 – B.2.2)

4.1.3 Causas Raíz Delimitadas (ISO 14224 – B.2.3)

4.2 Justificación de la Priorización

SECCIÓN 5 — RECOMENDACIONES

5.1 Recomendaciones Accionables

5.1.1 Protección Inmediata — Gestión del Riesgo Operativo

5.1.2 Investigación RCA — Hipótesis ISO 14224 B.2.3 (2.2 Installation)

Fase 1 — Revisión documental (≈ 1 semana)

Fase 2 — Mediciones en campo (solo si la fase documental no es concluyente)

5.1.3 Investigación RCA — Hipótesis ISO 14224 B.2.3 (3.0 Operation / Maintenance)

5.1.4 Monitoreo Preventivo — Unidades en Operación

5.2 Valor para la Toma de Decisiones

ANEXOS

ANEXO A — Estadísticos Dataset @2Hz

ANEXO B — Análisis de Grupo (Bombas I–J–K)

B.1 Combinada

B.3 Presión

B.4 Potencia

B.5 Flujo

B.6 Velocidad (Hz)

B.7 Vibraciones

B.8 Combinada

ANEXO C - Trazabilidad Conceptual

ANEXO D - 3D delTransiente

ANEXO E — Taxonomía ISO 14224 para Bombas Rotativas

E.1 Failure Modes (ISO 14224 Table B.8)

E.2 Failure Mechanisms (ISO 14224 Table B.2)

E.3 Failure Causes (ISO 14224 Table B.3)

ANEXO F — Especificaciones Técnicas HPS-042J

F.1 Datos de Diseño y Componentes

F.2 Condiciones de Operación Nominal

F.3 Resultados de Pruebas de Aceptación en Fábrica

ANEXO G — Validación de Hipótesis Nula \(H_o\)

Glosario

Referencias

JR Engineering Company
RAPIDS™ Reliability Engineering Framework
Frontera Energy Colombia