Fractura hidráulica y sismicidad

La relación entre fracking y movimientos sísmicos inducidos es incuestionable.

Rafael Yus Ramos, Doctor en Ciencias, GENA-Ecologistas en Acción. Revista El Ecologista nº 78.

Investigaciones recientes han mostrado de forma contundente como la inyección de líquidos a presión que se realiza en la fractura hidráulica promueve los movimientos sísmicos, de una forma mucho más compleja de lo que se pensaba. Una razón de peso más para acabar con una técnica que pretende alargar el agónico final de la era de los combustibles fósiles.

Los movimientos sociales vienen desplegando una ardua batalla contra el uso de la fracturación hidráulica (fracking) para la extracción de gas de esquisto en aquellas partes del mundo donde esta nueva fiebre del oro se ha disparado, de la mano de las compañías del sector energético. Los Gobiernos, especialmente de países, como España, altamente dependientes del petróleo, muestran una tendencia a abrazar esta tabla de salvación de la era del petróleo ante la creciente elevación del precio del barril.

Uno de los argumentos de mayor peso para la oposición a estas prácticas es el peligro real (demostrado allá donde se realiza) de contaminación de los acuíferos. Otros argumentos como la sismicidad inducida por la inyección de agua en el subsuelo han quedado en un segundo plano por la escasez de evidencias. Sin embargo, en los últimos años está aumentado considerablemente la certeza científica de que este argumento es sólido y serio, y que, por lo tanto, la sociedad debe conocerlo para implicarse en el control de dichas actividades.

Estudios que asocian el fracking con la sismicidad

La literatura disponible sobre la relación entre fracking y sismicidad inducida es creciente, pero curiosamente es en el presente año, 2013, cuando más estudios se han realizado, sobre todo en Estados Unidos. Uno de los pioneros fue el geofísico Cliff Frohlich, de la Universidad de Texas, que entre noviembre del 2009 y septiembre del 2011, estudió los datos de una red de sismógrafos en un área de 70 km2 cubriendo una explotación de gas en Texas (EE UU), detectando 67 terremotos, de los que 24 tenían epicentros a menos de 3,2 km de uno o más pozos de inyección de aguas residuales procedentes de fractura hidráulica. Estos datos sugirieron que los terremotos inducidos por la inyección eran más comunes de lo que generalmente se reconocía.

En estudios posteriores, Frohlich comprobó que la magnitud de los terremotos no dependía de la tasa de inyección de agua, sino del tiempo en que se ha estado haciéndolo, mostrando que cuanto más tiempo haya estado un pozo inyectando agua más alta es la probabilidad de que el terremoto sea de mayor magnitud. Este inquietante hallazgo significa que los pozos más viejos estarían preparando progresivamente terremotos más grandes. De aquí se podría plantear la cuestión de desfase entre acción y reacción, que hacen inoperantes los esfuerzos de monitoreo, tal como recomiendan los planes de prevención: la respuesta no se produce durante la acción, sino en un tiempo posterior más o menos prolongado, posiblemente cuando los pozos ya están obsoletos y la empresa responsable ha levantado el campo.

En el Estado de Oklahoma (EE UU), en el año 2011, Ellsworth y otros geólogos del US Geological Survey, relacionaron el incremento de terremotos con la utilización de los fluidos de perforación del fracking, pues, desde que se iniciaron estas operaciones, en la zona se ha pasado de tener 1,2 terremotos M.3,0 al año a 25. Es decir, se multiplicó por veinte la frecuencia de los seísmos de magnitud moderada y en especial un terremoto M.5,6, una magnitud más propia de otros lugares sometidos a tectónica. Alarmados por este informe, el Comité de Energía y Recursos Naturales de Estados Unidos reclamó un informe al asesor sobre sismicidad, William Leith (2012), quien no tuvo más remedio que admitir esta relación entre fractura hidráulica y sismicidad inducida, al afirmar que “dependiendo de las circunstancias, la sismicidad resultante puede tener consecuencias serias e imprevistas […] si algunos de estos eventos inducidos son suficientemente grandes (magnitud superior a 4), produciría daños en la superficie o perturbaciones a los residentes cercanos”.

Más adelante, el 26 de marzo de 2013, Katie M. Keranen y colaboradores, de las Universidades de Oklahoma y California, también encontraron una relación entre terremotos de M.5,7 ocurridos durante 2011 en Oklahoma con la inyección de aguas residuales del fracking. El análisis del terremoto muestra que se produjo en una secuencia, con 2 terremotos de 5,0 MW de potencia, y una secuencia numerosa de réplicas, mostrando que el plano de ruptura inicial estaba a unos 200 metros de los pozos de inyección hidráulica y a 1 kilómetro de la superficie.

La progresiva ruptura de tres planos de falla en esta secuencia sugiere que el estrés cambiaba desde la ruptura inicial disparando los sucesivos terremotos. De este modo, los eventos inducidos por inyección pequeña a moderada pueden dar como resultado la liberación de estrés tectónicos adicionales. Este caso ilustra significativamente que es posible que exista un intervalo de décadas entre el comienzo de la inyección de fluido y la producción de terremotos inducidos, lo cual hace inoperante las llamadas “medidas de mitigación”, ya que no hay respuesta inmediata para detectarla. En este estudio se demuestra que la sismicidad puede aparecer con un retraso de cerca de 20 años desde el inicio de la inyección, y durante 5 años después de un aumento más sustancial de la presión de la inyección, un hallazgo similar al de Frohlich.

Más evidencias

En otro artículo reciente, Van der Erlst et al. (2013) del Observatorio de la Tierra de la Universidad de Columbia (EE UU) escribieron otro artículo sobre lo que califican como “alarmante aumento de sismicidad en el medio oeste de los Estados Unidos”, ofreciendo las razones por las que creen que estos terremotos podrían estar relacionados con el aumento de inyección de aguas residuales procedentes de la fractura hidráulica, que está realizándose en la zona desde hace décadas, también relacionado por autores anteriores.

Estos autores encontraron que terremotos catalogados con magnitud 3,0 M entre los años 2003 y 2013 en tres localidades se produjeron diez días después del terremoto de febrero del 2010 de Maule, del de 2011 de Tohoju-oki y de abril del 2012 de Sumatra, coincidiendo casi exclusivamente con tres campos de fracking etiquetados como Prague (Oklahoma). Con ello demostraron que estas áreas sospechosas de terremotos antropogénicos también son más susceptibles que otras ante terremotos de origen natural procedentes de lugares tan lejanos como Sumatra. Este aumento de susceptibilidad hacia las ondas sísmicas sugiere la presencia de fallas críticamente cargadas por altas presiones de fluidos.

Se aprecia que esta sensibilidad hacia terremotos lejanos se ve mejor en lugares en los que hay un largo desfase de tiempo entre el comienzo de las inyecciones del fracking y la producción de sismicidad y en regiones donde se dan terremotos de mediana magnitud en periodos de 6 a 20 meses. Según los autores, la producción de terremotos en zonas sísmicas podría ser un indicador de que la inyección de fluidos ha llevado al sistema de fallas a un estado crítico, lo que hace más sensible a la zona a terremotos lejanos, no descartándose que la reacción pueda ser un terremoto de gran magnitud.

Conclusiones

La relación entre fracking y sismicidad inducida es incuestionable. Aunque algunos estudios ya planteaban desde el principio de la década del año 2000 la relación entre sondeos y sismicidad, en los últimos años, especialmente desde 2011, se han incrementado exponencialmente los estudios geológicos que establecen las bases científicas de esta relación para el caso particular de la fractura hidráulica. Solo en Estados Unidos, los Estados de Alabama, Arkansas, California, Colorado, Illinois, Louisiana, Mississippi, Nebraska, Nevada, New Mexico, Ohio, Oklahoma y Texas han experimentado terremotos en décadas recientes, ahora sabemos que asociados con actividades de fracking. En otras partes del mundo, Australia, Canadá, China, Dinamarca, El Salvador, Francia, Alemania, Islandia, Italia, Japón, Kuwait, Holanda, Noruega, Omán, Rusia, Suecia, Suiza, Turkmenistán, el Reino Unido y Uzbekistán, también han experimentado terremotos en décadas recientes, siempre relacionados con actividades energéticas mediante fractura hidráulica.

La presión del sector energético, de la mano de los Gobiernos ansiosos por mejorar su estatus de dependencia de los combustibles fósiles, ha intentado restarle importancia a estas evidencias científicas buscando el respaldo de informes científicos institucionales tomados por los pelos, como los elaborados en Reino Unido o España, que pretenden tranquilizar a la sociedad con el estudio geotectónico previo y la aplicación de un protocolo de monitoreo durante la operación (ej. posibles microsismos).

Sin embargo, las investigaciones, incipientes aún, han puesto de manifiesto que el fenómeno es mucho más complejo: el efecto retardado de las fallas, el efecto prolongador sobre las fallas, la activación por terremotos lejanos, etc. demuestran el escaso conocimiento de que disponemos sobre el comportamiento geofísico y geotectónico de los materiales geológicos confinados ¿La ciencia puede controlar esto? No, al menos por ahora, porque no dispone aún de todo el conocimiento preciso sobre cómo actúa el fracking en la geofísica y geotectónica del subsuelo.

Aquí conviene recordar las sabias palabras del geólogo Jean Philippe Avouac: “sabemos cómo iniciar terremotos, pero aún estamos lejos de saber cómo controlarlos”. Ante esta situación, es obligada la aplicación del principio de precaución y determinar no una moratoria sino una clara prohibición en la aplicación de este tipo de técnicas. En su lugar, una vez más, reclamamos que los países (entre ellos España) comiencen a desactivar las energías no renovables (y con ello la búsqueda agonizante de nuevos recursos no convencionales) y busquen formas de aprovechar y mejorar la eficiencia de formas de energía más limpias y renovables, como la solar y la eólica.

¿Por qué se ha dejado de impulsar las energías renovables y en cambio se está poniendo en riesgo a la población con tecnologías altamente peligrosas como la fractura hidráulica? ¿No deberían ser de interés estratégico las energías renovables en lugar de seguir apoyando las no renovables? ¿Es casual que las compañías que impulsan el fracking sean precisamente algunas de las que dominan el sector energético de nuestro país?

Referencias

- Avouac, J.P. (2012), Human-induced shaking In 2011, a modest earthquake in southern Spain seriously damaged the city of Lorca. Analysis of surface deformation suggests that the quake was caused by rupture of a shallow fault patch brought closer to failure by the pumping of water from a nearby aquifer. Nature Geoscience (publicación online)

- Ellsworth, W.L. et al. (2011), Are Seismicity Rate Changes in the Mid-Continent natural or manmade? Seismological Research Letters, 83 (2): 403

- Keranen, K., Heather M. Savage, Geoffrey A. Abers and Elizabeth S. Cochran (2013), Potentially induced earthquakes in Oklahoma, USA: Links between wastewater injection and the 2011 M w 5.7 earthquake sequence Geology (published online)

- Leith. W. (2012), Statement of Dr. William Leith Senior Science Advisor for Earthquake and Geological Hazards US Geological Survey US Department of the Interior before the Commitee on Energy and Natural Resources, United States. Commitee on Energy and Natural Resources, United States (unpublished)

- Van der Elst,N.; Heather M. Savage, Katie M. Keranen; Geoffrey A. Abers)2013). Enhanced Remote Earthquake Triggering at Fluid-Injection Sites in the Midwestern United States. Science, 341: 164-167




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