El fracking podría incrementar el riesgo de sismos hasta a 10 kilómetros del pozo

La semana pasada, el contralor Edgardo Maya dijo que Colombia no estaba lista para el fracking. “Si bien el país tiene un potencial recuperable de este tipo de recurso natural, aún falta información técnica precisa, dado que persisten vacíos en estudios de detalle y datos insuficientes sobre la línea base ambiental”, aseguró al instalar el Seminario Internacional “Control Fiscal Ambiental para el Desarrollo Sostenible”.

A la par de ese evento, se realizaba en Valledupar un foro llamado “Minería y Petróleo: retos, mitos y realidades”. Allí, el presidente de la Asociación Colombiana de Ingenieros de Petróleo, ACIPET, Julio Vera, dijo que las palabras de Maya eran una “declaración desafortunada”.  

Esto para demostrar que las preguntas sobre el fracking son muchas, y aunque la técnica es de vieja data, hay poca seguridad sobre sus efectos.

Un nuevo estudio, publicado hoy en la revista Science Magazin por el Departamento de Geología y Ciencias Planetarias, de la Universidad de Santa Cruz (California, Estados Unidos), contribuye a conocer un poco más sobre esos efectos. Los geólogos y estadistas determinaron a qué distancia del sitio de inyección puede producirse –o inducirse– un terremoto. 

El fracking, en pocas palabras, consiste en inyectar agua por debajo de la capa de petróleo o inyectar gas por encima de la misma o en algunos casos ambas, de manera tal que funcione como un mecanismo de desplazamiento y mantenga la presión.

La actividad, que está popularizada en Estados Unidos, ha llevado a terremotos de magnitud moderada en América del Norte y Europa Central después de 2006, cuando esta técnica de extracción comenzó a ser utilizada.

“Los peligro de los terremotos inducidos por la inyección son particularmente difíciles de determinar porque los terremotos con frecuencia se producen a grandes distancias de las zonas de inyección específicas”, explican Thomas H. W. Goebel y Emily Brodsky, autores del estudio. (Lea también: Pozos de inyección de líquidos, relacionados con el aumento de sismos en EEUU)

Tradicionalmente, la conversación sobre el fracking ha girado en torno a la fractura de las capas de tierra y la contaminación del agua, pero no en torno a la sismicidad que genera la inyección hidráulica.

Por eso, los autores examinaron la distancia entre los terremotos inducidos por el fracking y los pozos en donde se hacen las inyecciones hidráulicas. Eligieron 27 sitios en donde se ha registrado actividad sísmica inducida en Estados Unidos, Europa Central y Australia, entre 2007 y 2009, como Soultz-Sous-Foretz (Francia), Fenton Hill y Nuevo México (Estados Unidos), entre otros. (Lea también: Industria petrolera desmiente que se esté haciendo fracking en el país)

Luego, probaron si la distribución de los terremotos se desviaba de la ubicación de los pozos para descartar aquellos sismos que hayan ocurrido cerca de los lugares de fracking por azar. Después del ejercicio de descarte, se quedaron con 18 secuencias de sismos para analizar. 

Después, calcularon las distancias entre los pozos y los epicentros de los terremotos, y los compararon con la profundidad promedio a la que se inyectó agua, y los intervalos entre cada inyección.

Los autores utilizaron el término “decaimiento espacial” (distance decay), que, en palabras sencillas, es la disminución de un efecto o una fuerza gracias a la distancia. La interacción entre dos entornos disminuye a medida que aumenta la distancia entre ellos. (Por ejemplo, entre más se aleje usted de la fuente del internet, es probable que menos le coja). Así, determinaron que hay dos tipos de sismos inducidos por el fracking en los pozos donde se lleva a cabo: el primero es cuando las secuencias de sismos se extendieron cerca del pozo, pero empezaron a decaer abruptamente a menos de 1 kilómetro. El segundo es cuando hubo secuencias constantes se sismos que solo comenzaron a perder fuerza a 10 kilómetros del pozo.  

Según la investigación, esta diferencia puede ser debido a los tipos de suelo y la presencia de fallas tectónicas. Sin embargo, dicen que las rupturas sísmicas y asísmicas (es decir, el fracking que genera y no genera sismos) sí aumenta el grado de sismicidad en ambos casos. Es decir que la inyección hidráulica representa un riesgo para el aumento de sismos a por lo menos, 10 kilómetros del lugar de inyección.

Luego investigaron la migración de esos sismos en cada secuencia, es decir, si un sismo provocaba otro en otro lugar, lejos del punto de inyección. “Esta migración es interesante porque el mecanismo más común para realizar el fracking, que es la inyección a alta presión grandes cantidades de agua con aditivos químicos y arena para fracturar la roca y liberar el gas, metano, se entiende muy bien, pero no la sismicidad que implica”, explican los autores.

Cabría hacer una explicación: la porosidad se refiere al porcentaje del volumen total de un material que está ocupado por huecos o espacios aéreos que existen entre los granos de roca. Cuanto más poroso es un material, mayor es la cantidad de espacios abiertos o vacíos que contiene.

El fracking contribuye a esa porosidad. Los investigadores encontraron que los terremotos se desencadenaron más allá de la región dominada por la presión, o sea, más allá del lugar de inyección, incluso poco después de que esta comience. “Los mecanismos adicionales que probablemente afecten la migración sismológica incluyen la creación de fracturas, los cambios en la estructura de permeabilidad y las tensiones inducidas térmicamente. Se espera que estos mecanismos sean más pronunciados durante la inyección geotérmica y cerca de los pozos de inyección”, dicen los autores.

Incluso esas tensiones pueden promover la activación de fallas lejanas y grandes que están próximas a fallar sin requerir una conexión hidráulica directa con el pozo. Este efecto se ve reforzado por pozos de inyección de alta velocidad y estrechamente espaciados” explican Goebel y Brodsky.

“Nuestros resultados sugieren que la inyección en rocas sedimentarias conduce a terremotos más distantes y más grandes para un volumen dado de inyección, tal vez debido a la presión más eficiente y la transmisión del estrés”, explican los autores.

Incluso, su modelo arrojó que la inyección bajo la capa de petróleo podría ser responsables de los recientes sismos en algunas áreas, como Alberta y Oklahoma. Adicional a esto, concluyen que la inyección hidráulica también plantea una fuente de riesgo sísmico. Los grandes terremotos, como el Arsenal de las Montañas Rocosas de 1967 (con una magnitud de 5.3) o los recientes eventos surcoreanos (de magnitud 5.4) pueden ocurrir si el fluido se inyecta directamente en una falla geológica, específicamente dirigida o encontrada por casualidad.

"El resultado clave de este análisis es que, si se inyecta sobre los sedimentos directamente bajo la capa de petróleo, es más probable que se encuentren con una gran falla por casualidad, y que por extensión la activen, así la falla no esté directamente sobre el pozo", dicen los autores.

En conclusión, la inyección de fluido puede causar una gran actividad sísmica, a veces a distancias inesperadamente grandes. “Los efectos espaciales de largo alcance durante la inyección pueden aumentar las magnitudes del evento y el riesgo sísmico más allá de las expectativas basadas en la sismicidad puramente impulsada por la presión, por lo que estos hallazgos deben considerarse al regular y administrar proyectos con potencial para inducir sismicidad”, concluyen.

Puede consultar el estudio aquí

La semana pasada, el contralor Edgardo Maya dijo que Colombia no estaba lista para el fracking. “Si bien el país tiene un potencial recuperable de este tipo de recurso natural, aún falta información técnica precisa, dado que persisten vacíos en estudios de detalle y datos insuficientes sobre la línea base ambiental”, aseguró al instalar el Seminario Internacional “Control Fiscal Ambiental para el Desarrollo Sostenible”.

A la par de ese evento, se realizaba en Valledupar un foro llamado “Minería y Petróleo: retos, mitos y realidades”. Allí, el presidente de la Asociación Colombiana de Ingenieros de Petróleo, ACIPET, Julio Vera, dijo que las palabras de Maya eran una “declaración desafortunada”.  

Esto para demostrar que las preguntas sobre el fracking son muchas, y aunque la técnica es de vieja data, hay poca seguridad sobre sus efectos.

Un nuevo estudio, publicado hoy en la revista Science Magazin por el Departamento de Geología y Ciencias Planetarias, de la Universidad de Santa Cruz (California, Estados Unidos), contribuye a conocer un poco más sobre esos efectos. Los geólogos y estadistas determinaron a qué distancia del sitio de inyección puede producirse –o inducirse– un terremoto. 

El fracking, en pocas palabras, consiste en inyectar agua por debajo de la capa de petróleo o inyectar gas por encima de la misma o en algunos casos ambas, de manera tal que funcione como un mecanismo de desplazamiento y mantenga la presión.

La actividad, que está popularizada en Estados Unidos, ha llevado a terremotos de magnitud moderada en América del Norte y Europa Central después de 2006, cuando esta técnica de extracción comenzó a ser utilizada.

“Los peligro de los terremotos inducidos por la inyección son particularmente difíciles de determinar porque los terremotos con frecuencia se producen a grandes distancias de las zonas de inyección específicas”, explican Thomas H. W. Goebel y Emily Brodsky, autores del estudio. (Lea también: Pozos de inyección de líquidos, relacionados con el aumento de sismos en EEUU)

Tradicionalmente, la conversación sobre el fracking ha girado en torno a la fractura de las capas de tierra y la contaminación del agua, pero no en torno a la sismicidad que genera la inyección hidráulica.

Por eso, los autores examinaron la distancia entre los terremotos inducidos por el fracking y los pozos en donde se hacen las inyecciones hidráulicas. Eligieron 27 sitios en donde se ha registrado actividad sísmica inducida en Estados Unidos, Europa Central y Australia, entre 2007 y 2009, como Soultz-Sous-Foretz (Francia), Fenton Hill y Nuevo México (Estados Unidos), entre otros. (Lea también: Industria petrolera desmiente que se esté haciendo fracking en el país)

Luego, probaron si la distribución de los terremotos se desviaba de la ubicación de los pozos para descartar aquellos sismos que hayan ocurrido cerca de los lugares de fracking por azar. Después del ejercicio de descarte, se quedaron con 18 secuencias de sismos para analizar. 

Después, calcularon las distancias entre los pozos y los epicentros de los terremotos, y los compararon con la profundidad promedio a la que se inyectó agua, y los intervalos entre cada inyección.

Los autores utilizaron el término “decaimiento espacial” (distance decay), que, en palabras sencillas, es la disminución de un efecto o una fuerza gracias a la distancia. La interacción entre dos entornos disminuye a medida que aumenta la distancia entre ellos. (Por ejemplo, entre más se aleje usted de la fuente del internet, es probable que menos le coja). Así, determinaron que hay dos tipos de sismos inducidos por el fracking en los pozos donde se lleva a cabo: el primero es cuando las secuencias de sismos se extendieron cerca del pozo, pero empezaron a decaer abruptamente a menos de 1 kilómetro. El segundo es cuando hubo secuencias constantes se sismos que solo comenzaron a perder fuerza a 10 kilómetros del pozo.  

Según la investigación, esta diferencia puede ser debido a los tipos de suelo y la presencia de fallas tectónicas. Sin embargo, dicen que las rupturas sísmicas y asísmicas (es decir, el fracking que genera y no genera sismos) sí aumenta el grado de sismicidad en ambos casos. Es decir que la inyección hidráulica representa un riesgo para el aumento de sismos a por lo menos, 10 kilómetros del lugar de inyección.

Luego investigaron la migración de esos sismos en cada secuencia, es decir, si un sismo provocaba otro en otro lugar, lejos del punto de inyección. “Esta migración es interesante porque el mecanismo más común para realizar el fracking, que es la inyección a alta presión grandes cantidades de agua con aditivos químicos y arena para fracturar la roca y liberar el gas, metano, se entiende muy bien, pero no la sismicidad que implica”, explican los autores.

Cabría hacer una explicación: la porosidad se refiere al porcentaje del volumen total de un material que está ocupado por huecos o espacios aéreos que existen entre los granos de roca. Cuanto más poroso es un material, mayor es la cantidad de espacios abiertos o vacíos que contiene.

El fracking contribuye a esa porosidad. Los investigadores encontraron que los terremotos se desencadenaron más allá de la región dominada por la presión, o sea, más allá del lugar de inyección, incluso poco después de que esta comience. “Los mecanismos adicionales que probablemente afecten la migración sismológica incluyen la creación de fracturas, los cambios en la estructura de permeabilidad y las tensiones inducidas térmicamente. Se espera que estos mecanismos sean más pronunciados durante la inyección geotérmica y cerca de los pozos de inyección”, dicen los autores.

Incluso esas tensiones pueden promover la activación de fallas lejanas y grandes que están próximas a fallar sin requerir una conexión hidráulica directa con el pozo. Este efecto se ve reforzado por pozos de inyección de alta velocidad y estrechamente espaciados” explican Goebel y Brodsky.

“Nuestros resultados sugieren que la inyección en rocas sedimentarias conduce a terremotos más distantes y más grandes para un volumen dado de inyección, tal vez debido a la presión más eficiente y la transmisión del estrés”, explican los autores.

Incluso, su modelo arrojó que la inyección bajo la capa de petróleo podría ser responsables de los recientes sismos en algunas áreas, como Alberta y Oklahoma. Adicional a esto, concluyen que la inyección hidráulica también plantea una fuente de riesgo sísmico. Los grandes terremotos, como el Arsenal de las Montañas Rocosas de 1967 (con una magnitud de 5.3) o los recientes eventos surcoreanos (de magnitud 5.4) pueden ocurrir si el fluido se inyecta directamente en una falla geológica, específicamente dirigida o encontrada por casualidad.

"El resultado clave de este análisis es que, si se inyecta sobre los sedimentos directamente bajo la capa de petróleo, es más probable que se encuentren con una gran falla por casualidad, y que por extensión la activen, así la falla no esté directamente sobre el pozo", dicen los autores.

En conclusión, la inyección de fluido puede causar una gran actividad sísmica, a veces a distancias inesperadamente grandes. “Los efectos espaciales de largo alcance durante la inyección pueden aumentar las magnitudes del evento y el riesgo sísmico más allá de las expectativas basadas en la sismicidad puramente impulsada por la presión, por lo que estos hallazgos deben considerarse al regular y administrar proyectos con potencial para inducir sismicidad”, concluyen.

Puede consultar el estudio aquí