Diez cosas que podrías desconocer acerca del fracking Understand article
Fracking es una tecnología muy controvertida, por lo que vale la pena echar un vistazo más de cerca a la ciencia detrás de los titulares.
En los EE. UU., Fracking es un gran negocio. Un aumento en el fracking en los últimos años significa que ahora representa más del 50% de toda la producción de gas de EE. UU.,-pero a medida que los niveles de fracking han aumentado, también lo han hecho la oposición y la preocupación pública. En Europa, los gobiernos y las comunidades están sopesando los costos y beneficios del fracking y algunos gobiernos ya lo han prohibido. Pero, ¿qué es exactamente fracking y cómo funciona? Aquí exploramos algo de la ciencia detrás de las discusiones actuales.
1. Fracking significa “fractura hidraulica”
El fracking es un ejemplo de extracción de gas no convencional. En este proceso, el agua (mezclada con arena y productos químicos) se inyecta en las rocas a una presión muy alta para fracturarlas, de ahí el nombre de fracturación hidráulica o fracking.
En la extracción convencional de las reservas de gas natural, como las del Mar del Norte, el gas migra hacia arriba desde las rocas de origen donde se formó y se acumula bajo una capa de roca impermeable, desde donde puede bombearse mediante perforación (ver figura 1) . Los recursos de gas no convencionales quedan atrapados en las propias rocas fuente, que deben romperse para liberar el gas. Las partículas de arena se utilizan para evitar que las fracturas se cierren nuevamente, permitiendo que el gas escape y migre a la superficie.
Conventional extraction: Extracción convencional; Unconventional extraction: Extracción no convencional; Borehole: Perforación; Cap rock: Roca impermeable; Fracking zone: Zona de fracking; Reservoir rock: Roca reservorio; Source rock (shale): Roca madre o roca fuente (roca de esquisto es una formación sedimentaria que contiene gas/petróleo)
2. El fracking es usado para extraer gas de esquisto
Actualmente, el fracking se usa principalmente para extraer el gas que se encuentra en las rocas sedimentarias de grano fino llamadas shale. A medida que los sedimentos de arena y barro se convirtieron en rocas pore estar sometidos durante millones a condiciones de altas temperatura y presión, los restos de plantas y animales asociados con los sedimentos se convirtieron en gas de esquisto, que consiste predominantemente en metano.
Los yacimientos de esquisto se encuentran en todo el mundo, pero las rocas que contienen la mayor cantidad de gas se formaron en ambientes marinos, particularmente en aguas de movimiento lento y pobremente oxigenadas, como antiguas cuencas marinas. Aquí, las plantas y los animales no podían descomponerse antes de ser enterrados, proporcionando material orgánico que luego se convirtió en combustible fósil.
Hay potenciales reservas de gas de esquisto a través de Europa, incluida Posidonia en Alemania (ver 4 en el mapa, figura 2) y Bowland en el norte de Inglaterra (ver 8, figura 2). La reserve de Posidonia se formó hace unos 200 millones de años, en el fondo del antiguo Mar de Tetis. Los fósiles de moluscos son comunes en estas rocas y también se han encontrado aquí restos de los animales más grandes.
Nicola Graf
3. Fracking ha sido usado por décadas
El fracking no es un método nuevo de extracción: se ha utilizado desde la década de 1940, pero principalmente en la extracción convencional como una forma de obtener el último gas restante. El tipo de fracking utilizado para extraer gas de esquisto es un desafío mayor, ya que estas reservas en los esquistos (shale) se encuentran a profundidades más superficiales, más cerca de las fuentes de agua subterránea y requieren mayores volúmenes de inyección de fluido que las reservas convencionales.
Más recientemente, los ingenieros han descubierto cómo perforar de costado los depósitos de esquisto, con lo que perforan más rocas con un solo pozo. En los Estados Unidos, este desarrollo ha llevado a un rápido aumento en la producción de gas de esquisto (shale) en la última década. En Europa, sin embargo, aunque hay algunos sitios de prueba, el fracking para extraer gas es muy limitado.
4. Fracking necesita cantidades de agua…
Algunos estados de EE. UU. han tenido un peligroso descenso de agua potable debido al fracking. Un solo pozo de fracking puede usar hasta 43 000 m3 de agua, cantidad suficiente para abastecer a un pueblo pequeño durante aproximadamente un mes. Algunos pozos usan solo un pequeño porcentaje de esta cantidad, pero en los EE. UU. Un gran porcentaje de pozos perforados se encuentran en áreas propensas a la sequía, como Texas y California. Además, el fracking utiliza agua potable extraída de embalses y acuíferos de aguas subterráneas, que deben ser dispuestos en lugar de volver al ciclo del agua. Esto suma más tensiones por los recursos locales de agua y está causando una gran preocupación.
5. …y una cantidad de arena
El fracking utiliza grandes cantidades de arena: hasta 8000 toneladas por pozo. El fracking ahora representa aproximadamente el 60% de la arena utilizada industrialmente en los EE. UU. La arena necesaria es bastante especial: se clasifica cuidadosamente para seleccionar granos con una forma y un tamaño particular y también con un alto contenido de cuarzo para soportar altas presiones.
6. fracking puede causar terremotos
Si bien el fracking puede causar temblores de tierra, estos son generalmente demasiado pequeños para notarlos. Sin embargo, hay evidencia de que la eliminación de los fluidos de fracking causa más problemas y terremotos más grandes que la misma estracción por fracking. Por ejemplo, en Oklahoma, EE. UU.,que tiene una gran cantidad de sitios de eliminación de los fluidos, hubo solo algunos temblores cada año hasta 2008, aumentando a 20 en 2009 y 105 en 2013. El temblor más grande tuvo una magnitud de 5,6 en la escala de Richter. y destruyó varias casas.
Los científicos del Servicio Geológico de EE.UU Geological Survey han descubierto que la intensidad de estos terremotos depende de la cantidad de líquido bombeado a las rocas. Calcularon que inyectar un volumen de unos 10 000 m3 (suficiente para llenar aproximadamente cuatro piletas olímpicas) podría provocar un terremoto con una magnitud máxima de 3,3. Sin embargo, esto no es una predicción sobre si ocurrirá un terremoto o no.
Adam Welz/Credo
7. Se requiere mucha presión para fracturar las rocas
Los depósitos de esquisto (shale) que pueden producir gas generalmente se encuentran a profundidades de entre 1000 y 5000 m. Luego de que el pozo ha sido perforado hasta las rocas, tiene que ser revestido cuidadosamente con concreto para proteger el ambiente circundante antes de que pueda comenzar el fracking. Luego se hacen orificios en el canal de la perforación cerca de los esquistos de gas (shales) y se introduce el fluido de fracturación hidráulica a través de estos agujeros en las rocas a presiones extremadamente altas: alrededor de 680 atm (69 millones de Pa). A modo de comparación, los neumáticos profesionales para bicicletas de carrera tienen presiones de alrededor de 10 atm, o 1 millón de Pa.
8. En Europa, muchos sitios potenciales de fracking están cerca de las ciudades.
En el norte de Inglaterra, las reservas de gas de esquisto están debajo de las grandes ciudades de Manchester y Leeds. En Alemania, los yacimientos de Posidonia se encuentran cerca de la ciudad de Hannover, que tiene una población de más de medio millón de personas. Un par de perforaciones requeriría un área del tamaño de un campo de fútbol, incluyendo espacio para plataformas de perforación, equipos y camiones; un lugar para almacenar y eliminar el agua y los desechos; así como el almacenamiento de gas y cabinas para los trabajadores. Establecer estos sitios y la infraestructura asociada, como las rutas de transporte, cerca de cualquier metrópoli europea no sería fácil.
9. Los cerveceros en Alemania se oponen al fracking
La ley alemana de cerveza establece que la cerveza alemana debe prepararse utilizando solo lúpulo, levadura, malta y agua. Por lo tanto, el agua y limpia es un ingrediente crucial de la elaboración de la cerveza y muchas cervecerías en Alemania obtienen el agua que utilizan de sus propios pozos. Cualquier contaminación del agua con metano o con fluidos de fracking sería una amenaza para esta importante industria, y las cervecerías en Alemania han declarado públicamente su posición anti-fracking.
Los defensores del fracking argumentan, sin embargo, que hay capas gruesas e impermeables de rocas sobre depósitos de los esquistos de gas, que actuarían como una barrera protectora durante el fracking, protegiendo los suministros de aguas subterráneas poco profundas de la possible contaminación. Además, el fracking siempre debe tener lugar a una distancia definida del agua subterránea. Otro factor de seguridad es que si se escapa cualquier fluido de fracking, se hundiría hacia abajo, en lugar de migrar hacia el nivel del agua subterránea. Pero aunque los suministros de agua subterránea podrían estar protegidos de cualquier contaminación que ocurra en profundidad, ha habido casos de contaminación del agua subterránea causada por derrames en la superficie, por lo que también se necesita un manejo cuidadoso de los productos de extracción y desperdicios alrededor del sitio de fracking.
10. Los científicos están usando una técnica similar para obtener energía geotérmica.
Un método conocido como sistemas geotérmico reforzado (EGS, por sus siglas en inglés) explota fracturas naturales en las rocas y utiliza agua a alta presión para crear aún más fracturas en el fondo, donde las rocas son naturalmente cálidas. Esto crea un depósito geotérmico que calienta el agua bombeada hacia las rocas y el vapor resultante se utiliza para generar electricidad. Una vez que el agua se enfria, se bombea de regreso a las rocas para calentarla nuevamente.
A diferencia del fracking para extraer gas de los esquistos, no se necesita arena u otros productos químicos para este proceso. Sin embargo, es aún más controvertido: un proyecto de EGS en Basilea, Suiza, fue cancelado después de que causó temblores significativos, dando lugar a reclamos de seguros por un total de millones de euros. Pero el desarrollo y la investigación continúan: en Europa, existen instalaciones de prueba de EGS en Portugal, Francia y Alemania, y se planean proyectos en Cornwall, Reino Unido, que se espera que estén operativos para el 2020.
Agradecimientos
El autor desea agradecer al Profesor Dr. Ernst Huenges y al Dr. Hans-Martin Schulz del Centro de Investigación Alemana para las Geociencias (GFZ), y al Dr. Clement Uguna de la Universidad de Nottingham, Reino Unido, por sus útiles aportes y comentarios sobre este artículo.
Resources
- Pueden leer un studio acerca de cómo se pueden inducer terremotos a partir del fracking.
- Ellsworth WL (2013) Injection-induced earthquakes. Science 341(6142): 1225942-1–7 doi: 10.1126/science.1225942
- Se puede encontrar información y un mapa interactivo de terremotos inducidos en HiQuake,una base de datos de terremotos inducidos por el hombre.
- El Servicio Geológico de los EE. UU. Publicó recientemente un estudio sobre el consumo de agua utilizado por el fracking. Obtenga más información en este artículo de Scientific American.
- Para conocer el estado actual de la producción de gas de esquisto en Alemania, visite el sitio web Shale Gas Information Platform website.
- Información sobre geología del gas de esquisto, fuentes y producción en Gran Bretaña están disponibles en the British Geological Survey website.
- Para obtener más información sobre fracking y la opinion pública en la actualidad en Gran bretaña se ha publicado este artículo en The Guardian.
- Pueden ver una classe TEDed titulada ‘How does fracking work?’ Para aprender acerca de la tecnología que está detras de esta forma de extracción y porqué es tan controversial.
Review
Este artículo proporciona una forma interesante de introducir el tema del fracking en las clasess de las diferentes materias. Por ejemplo, podría usarse en ciencias de la tierra para explorar la idea de los terremotos inducidos por el hombre en comparación con los fenómenos naturales.
El fracking es también un tema adecuado para el debate sobre la comunicación científica y la ciudadanía y incluida la participación de los ciudadanos en las decisiones sobre asuntos ambientales y las relaciones entre ciencia, política, protección del medio ambiente e intereses económicos.
El artículo podría ser utilizado como un juego de roles, con diferentes estudiantes tomando papeles de científicos, políticos, activistas medioambientales y ciudadanos. Los estudiantes usarían y seguirían la información en el artículo para defender sus puntos de vista en un debate.
Teresita Gravina, provesora de ciencias, Instituto Comprensivo Luigi Vanvitelli, Italia