Especificaciones de la Unidad:

• Modelo: HPS-042J, bomba multietapa de 2.500 HP
• Diseño: 60.000 BPD @ 1.500 PSI de descarga
• Tiempo en operación: 192 días (02-ago-2024 – 09-mar-2025)

Evento de Falla:

• Fecha: 09 de marzo de 2025
• Modo: Fractura catastrófica del eje en el cojinete de base
• Impacto: 72 días de indisponibilidad

Análisis de Datos Operativos:

• Frecuencia de muestreo: 2 Hz (resolución 0,5 s)
• Ventana analizada: 8,4 minutos previos a la fractura y 1,6 minutos post evento.
• Variables: Vibración (3 sensores), potencia, torque, velocidad
• Normalización: Promedio en régimen estable (0–20 s)
• Contexto: Segmento de 10 minutos extraído de operación estacionaria prolongada (>1 hora).

Análisis Comparativo:

• Unidades paralelas: I, J y K operando simultáneamente
• Objetivo: diferenciar eventos sistémicos vs fallas localizadas

Validación Cruzada:

• Evidencia física (teardown) vs Evidencia dinámica (datos operativos)
• Clasificación conforme a ISO 14224:2016 (Modos, Mecanismos y Causas de Falla)

Patrón observado:

1. t = 0–3,5 min: Régimen estable dentro de ±5% de la línea base.

2. t = 3,5–7,8 min: Escalamiento progresivo de vibración HTC (+80%), acompañado por incremento proporcional de potencia y torque, con velocidad de rotación constante, indicando desacople mecánico–eléctrico progresivo.

3. t = 7,8–8,4 min: Falla mecánica terminal caracterizada por caída de torque (~15%), potencia eléctrica esencialmente constante y vibración hasta ~2,5× la línea base inmediatamente antes de la fractura.

Implicación técnica:

La secuencia es consistente con una falla mecánica interna progresiva, con una ventana predictiva aproximada de 4,6 minutos, y no es consistente con un evento hidráulico externo de carácter súbito.

Firmas relevantes identificadas:

• t ≈ 2,5–7,8 min:
  Aparición progresiva de bandas discretas en el rango 0,2–0,3 Hz, compatibles con contacto intermitente impulsor–difusor (stick–slip).

• t ≈ 7,8–8,4 min:
  Saturación de banda ancha, consistente con seizure terminal, posteriormente confirmado en la inspección física (teardown).

Ausencia de firma hidráulica externa:

No se observa saturación súbita de energía en el rango 0–1 Hz en el instante inicial (t₀), lo cual no es compatible con un golpe de ariete como causa primaria.

Hallazgos clave:

• Solo la Unidad J presenta anomalías dinámicas y espectrales.

• Las Unidades I y K mantienen operación estable durante el mismo intervalo.

• No se registran picos vibratorios simultáneos entre unidades.

Implicación:

La ausencia de manifestaciones concurrentes en múltiples unidades no es consistente con una causa sistémica a nivel PAD.

La falla se localiza exclusivamente en la Unidad J.

Conclusión técnica: El daño físico observado es consistente con una falla mecánica interna progresiva, validada por correspondencia directa entre patrones dinámicos operativos y hallazgos de teardown. No se identifica evidencia operativa independiente que sustente la ocurrencia de un evento externo súbito ni de un fenómeno sistémico a nivel PAD como causa primaria del daño.

Solicitudes Formales:

• 24-nov-2024 (Reporte EGM):
  “La unidad presenta vibraciones elevadas en HTC lado acople motor.
  Recomendación: verificar alineación HTC–bomba.”

• 25-nov-2024 (Solicitud formal Frontera):
  Se solicitó ajuste mecánico preventivo basado en el caso exitoso P-042K,
  donde la vibración se redujo de 0,30 → 0,07 in/s
  tras intervención de técnico especialista de fábrica (USA).

• 09-mar-2025:
  Ocurre la falla catastrófica sin registro documental verificable que confirme la ejecución de las acciones correctivas previamente solicitadas.

Implicación técnica: Los niveles elevados de vibración no se evidencian como inherentes al diseño, dado que fueron corregidos mediante intervención técnica especializada bajo condiciones operativas comparables.

La evidencia operativa demuestra:

1. Falla progresiva: ventana de ≈ 4,6 minutos desde inicio de anomalía hasta ruptura
2. Falla localizada: daño en 1 de 12 cojinetes, únicamente en la Unidad J
3. Origen mecánico interno: firma espectral incompatible con evento hidráulico externo

Condición previa a la falla:

• Operación sostenida en 0,30 in/s (ISO 10816-3: Zona Inaceptable)
• Solicitud formal de corrección mecánica (25-nov-2024) no eficaz
• Contradicción documental entre manuales técnicos y comunicación comercial

Clasificación final:

• Clasificación técnica consolidada (ISO 14224): Evidencia consistente con la categoría 2.2 (Falla de instalación), sustentada en historial operativo, firmas dinámicas y comparación con unidad paralela intervenida exitosamente.