La extracción de gas de esquisto con fracking o fracturación hidráulica ha revolucionado la producción de energía en Estados Unidos, pero esta tecnología controvertida, prohibida en Francia y en el estado de Nueva York, sigue generando críticas y protestas.
Alejandra Martins.- Los detractores de la técnica, que consiste en inyectar agua y aditivos químicos a alta presión para fracturar la roca que contiene los hidrocarburos, advierten sobre la posible contaminación del agua, fugas de metano y sismos, entre otros riesgos.
La Real Academia de Ciencias británica, la Royal Society, dijo en su informe de 2012 que los riesgos pueden ser manejados en forma efectiva en el Reino Unido “siempre y cuando se implementen las mejores prácticas operacionales”, explicó a BBC Mundo Richard Selley, profesor emérito del Imperial College en Londres y uno de los autores del informe.
Pero otros, que tienen opiniones contrarias, son iguales de terminantes. Por ejemplo, a propósito de la posibilidad de que el fracking represente un riesgo de fugas de metano, Anthony Ingraffea, profesor de ingeniería de la Universidad de Cornell en EE.UU., afirmó a BBC Mundo que “no se trata de determinar si los pozos pueden tener fugas, sino que la pregunta debe ser, ¿qué porcentaje tiene fugas?”.
En medio de una intensa y creciente controversia sobre fracking, BBC Mundo investigó qué dice hasta el momento la ciencia.
Este trabajo forma parte de la serie “Fracking: mito y realidad”, de BBC Mundo, que estamos publicando a lo largo de la semana.
¿Puede causar terremotos?
Los temores sobre cuán segura es la técnica de fracturación hidráulica se incrementaron con tres sismos presuntamente vinculados con operaciones de fracking.Dos de ellos ocurrieron en 2011 en Inglaterra y llevaron a la suspensión temporal de la exploración con fracking.
El primero, ocurrido en abril de ese año, cerca de la ciudad de Blackpool, llegó a 2,3 en la escala de Richter y se registró poco después de que la empresa Cuadrilla utilizara fracturación hidráulica en un pozo.
El 27 de mayo, tras reanudar la fracturación en el mismo pozo, se registró sismicidad de 1,5.
La red de monitores de la Sociedad Geológica Británica, BGS, captó ambos eventos, que no fueron sentidos por los habitantes locales.
La empresa Cuadrilla y el gobierno comisionaron estudios separados.
“Ambos informes atribuyen los eventos sísmicos a las operaciones de fracturación de Cuadrilla”, señaló la Royal Society, la Academia de Ciencias británica, en su informe conjunto con la Real Academia de Ingenieros sobre fracturación hidráulica, publicado en 2012 (ver vínculos a los estudios al pie de la nota).
Los sismos pueden ser desatados principalmente por la inyección a alta presión de aguas residuales o cuando el proceso de fracturación se topa con una falla que ya estaba bajo estrés.
Sin embargo, la Royal Society dijo que actividades como la minería de carbón también producen microsismos.
La suspensión del fracking en el Reino Unido fue levantada en diciembre de 2012, tras el informe de la Royal Society, que aseguró que el fracking puede ser seguro “siempre que se implementen las mejores prácticas operacionales”.
La Royal Society recomendó monitorear posible sismicidad no sólo durante y después de la fracturación, sino antes, para establecer una “base cero”, es decir, cuál era la situación antes de iniciar el proceso.En Estados Unidos, un estudio publicado en marzo de 2013 en la revista Geology vinculó la inyección de aguas residuales con el terremoto de magnitud 5,7 en el año 2011 en Prague, Oklahoma.
Las operaciones de inyección de aguas residuales referidas en el estudio eran de explotación de petróleo convencional.
Sin embargo, el sismólogo Austin Holland, del Servicio Geológico de Oklahoma, dijo que mientras el estudio mostraba un vínculo potencial entre terremotos e inyección de aguas residuales “es aún la opinión del Servicio Geológico de Oklahoma que esos temblores podrían haber ocurrido naturalmente”.
Otro estudio publicado en julio de 2013 en la revista Science y dirigido por Nicholas van der Elst, investigador de la Universidad de Columbia, encontró que terremotos poderosos a miles de kilómetros de distancia pueden desencadenar eventos sísmicos menores cerca de pozos de inyección de aguas residuales.
El estudio señaló que ondas sísmicas desatadas por el terremoto de 8,8 en Maule, Chile, en febrero de 2010, se desplazaron por el planeta causando temblores en Prague, Oklahoma, donde se encuentra el campo de explotación petrolera Wilzetta.
“Los fluidos en la inyección de aguas residuales en pozos están llevando fallas ya existentes a su punto límite”, dijo Van der Elst.
¿Puede contaminar el agua?
El empleo y el tratamiento que se da al agua antes, durante y después de la fracturación hidráulica es uno de los aspectos más debatidos.A petición del Congreso de EE.UU., la Agencia de Protección Ambiental de ese país, Environmental Protection Agency, EPA, está conduciendo un estudio sobre los potenciales impactos de la fracturación hidráulica en las fuentes de agua para consumo humano.
Un borrador final del informe será divulgado a fines de 2014 para recibir comentarios y revisión de pares. El informe final “será finalizado probablemente en 2016”, según confirmó a BBC Mundo la EPA.
En 2011, Stephen Osborn y colegas de la Universidad Duke publicaron un estudio en la revista de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, según el cual los investigadores detectaron contaminación de fuentes de agua por metano cerca de sitios de exploración de fracking en la formación Marcellus en Pennsylvania y Nueva York.
El estudio no encontró, sin embargo, pruebas de contaminación por aditivos químicos o presencia de aguas residuales de alta salinidad en el fluido que regresa a la superficie junto con el gas (ver también los segmentos ¿Qué pasa con los aditivos químicos? y ¿Qué se hace con las aguas residuales?).
Por su parte, la Royal Society, la Academia de Ciencias británica, dijo que el riesgo de que las fracturas causadas durante el fracking lleguen a los acuíferos es bajo, siempre y cuando la extracción de gas tenga lugar a profundidades de cientos de metros o varios kilómetros y los pozos y el proceso de entubamiento y cementación se construyan de acuerdo a ciertos estándares.
Un caso citado por la Royal Society en su informe de 2012 es el de la localidad de Pavillion, Wyoming, en que la fracturación hidráulica causó la contaminación de fuentes de agua para consumo, según un estudio de la EPA (DiGiulio et al 2011). La contaminación por metano se atribuyó en ese caso a estándares pobres en la construcción y poca profundidad del pozo, a 372 metros. El estudio fue el primero de la EPA que vinculó públicamente la fracturación hidráulica con la contaminación del agua.
Sin embargo, y como en el estudio de la Universidad Duke, no se comprobaron casos de contaminación por los aditivos químicos usados en la fracturación hidráulica.
“Los problemas pueden surgir si la perforación, entubamiento o cementación no es eficiente”, dijo a BBC Mundo Richard Selley, profesor emérito de geología del petróleo del Imperial College, Londres, y uno de los autores del informe de la Royal Society.
“Debemos recordar que cuando se perfora un pozo y se atraviesa la zona del acuífero se colocan tres anillos de acero rodeados de cemento hasta debajo del acuífero” (ver gráfico arriba).
¿Cómo controlar el uso de aditivos químicos?
El agua inyectada a alta presión para ampliar las fisuras en la roca incluye aditivos químicos. Pero no hay mecanismos vinculantes de control sobre el uso de estas sustancias potencialmente tóxicas.Trevor Penning, jefe del centro de toxicología de la Universidad de Pensilvania impulsó recientemente la creación de un grupo de trabajo sobre el impacto del fracking con científicos de Columbia, John Hopkins y otras universidades.
Penning dijo a BBC Mundo que en Estados Unidos “se decide a nivel de cada estado si las compañías tienen la obligación de dar a conocer la lista de aditivos que utilizan”.
“La industria estableció una base de datos voluntaria de los aditivos usados, en el sitio Fracfocus”.
Penning explicó que los aditivos usados en el fluido de fracking pueden ser muy variados y de muchas clases, como surfactantes, inhibidores de corrosión, biocidas etc.
“En toxicología trabajamos sobre la base de que ninguna sustancia química es segura, pero que es la dosis la que hace al veneno. Aditivos que podrían causar preocupación si exceden niveles seguros son sustitutos de benceno, etilenglicol y formaldehído”, dijo Penning a BBC Mundo.
“La toxicidad potencial de las aguas residuales es difícil de evaluar debido a que muchos aditivos químicos usados en el fluido de fracturación hidráulica son secreto comercial no divulgado”, agregó Penning.
El científico también dijo a BBC Mundo que “la potencial toxicidad del agua residual es difícil de evaluar porque es una mezcla compleja (los aditivos pueden ser antagonísticos, sinergísticos o aditivos en sus efectos)”.
Anthony Ingraffea, profesor de ingeniería de la Universidad de Cornell, advirtió sobre el impacto de las inundaciones de setiembre 2013 en Colorado, donde sólo en un condado se encuentran 20.000 pozos. “Buena parte de la infraestructura fue destruida, lo que significa que los estanques con depósitos de aguas residuales con aditivos químicos están ahora en los cursos de agua y hay escapes de gasoductos dañados”.
“La lección clara es que nunca debe construirse infraestructura para fracking en lugares inundables”, dijo Ingraffea a BBC Mundo.
¿Qué se hace con las aguas residuales?
Un punto clave es el tratamiento de las aguas residuales que regresan a la superficie.Esas aguas son lo que se conoce como flowbacko agua de reflujo, es decir, agua inyectada, con aditivos químicos y arena, que fluye de regreso cuando comienza a salir el gas.
Aproximadamente entre el 25% y el 75% del fluido de fracturación inyectado vuelve a la superficie, según la Royal Society.
Estas aguas residuales son almacenadas en estanques a cielo abierto excavados en la tierra y revestidos (open pits), tratadas y reutilizadas o inyectadas a alta presión en formaciones rocosas.
El peligro de fugas de aguas residuales no es único de la extracción de gas de esquisto, sino que es común en muchos procesos industriales, señala la Royal Society.
“Las aguas residuales pueden contener materiales radioactivos de ocurrencia natural, Naturally Ocurring Radioactive Materials, NORM, que están presentes en la roca de esquisto en cantidades significativamente menores a los límites de exposición”, dice el informe de la Royal Society.
Sin embargo, “las aguas residuales deben manejarse cuidadosamente si los materiales NORM se vuelven más concentrados durante el proceso de tratamiento”.
Materiales NORM también están presentes en las aguas residuales de la industria de petróleo y gas convencional, así como en la minería; por ejemplo, de carbón.
Fluidos derivados de procesos de fractura hidráulica que se esparcieron en Acorn Fork, un arroyo en Kentucky en el 2007 podrían haber causado “muerte generalizada y sufrimiento” a los peces, según un estudio del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS, por su sigla en inglés) y el Servicio de Pesca y Fauna Silvestre de ese país.
¿Puede agotar recursos hídricos?
Sobre este punto los especialistas parecen no ponerse de acuerdo.El uso de agua en grandes cantidades en operaciones de fracking es motivo de preocupación para algunos.
“Para gas natural, por ejemplo, el fracking requiere millones de galones de agua (alrededor de 2 a 5 millones, o hasta más de 10 millones, es decir, de 7 a 18 o hasta 37 millones de litros) por fracturación, que es varias veces más de lo que requiere la extracción convencional”, le dijo a BBC Mundo John Rogers, analista senior en temas energéticos y cogerente de la Iniciativa de Energía y Agua de la Union of Concerned Scientists, Unión de Científicos Concientizados, de Estados Unidos.
“La extracción de gas de esquisto por fracking consume en promedio (mediana) 16 galones de agua por megavatio-hora, mientras la extracción de gas de forma convencional usa 4. O sea, que el fracking requiere 4 veces lo que requiere la extracción convencional, según el estudio Meldrum et al. 2013”, dijo a BBC Mundo Rogers.
“Esa cantidad de agua es menor que lo implicado en la extracción de carbón. Pero el uso del agua es muy localizado y puede ser muy importante en la escena local, en términos de lo que sería disponible para otros usos”.
El estudio Water-Smart Power de la Unión de Científicos Concientizados señala que cerca de la mitad de las operaciones de fracturación hidráulica en Estados Unidos ocurre en regiones con alto o extremadamente alto estrés hídrico, incluyendo Texas y Colorado.
Melissa Stark, directora global de nuevas energías en la consultora Accenture y autora del informe “Agua y explotación de gas de esquisto”, admite que la extracción del gas de esquisto con fracturación hidráulica usa mucha agua (cerca de 20 millones de litros por pozo), pero señala que “no usa más agua que otros procesos industriales, como por ejemplo, la irrigación para agricultura”.
“Los volúmenes requeridos pueden parecer de gran magnitud, pero son menores en comparación con otros usos del agua para agricultura, generación de energía electrica y uso municipal”, dijo a BBC Mundo.
¿Puede haber fugas de metano?
Aunque las empresas aseguran que no existen riesgos, algunos apuntan que en ingeniería nada está 100% garantizado.Anthony Ingraffea, profesor de ingeniería de la Universidad de Cornell en Estados Unidos, afirma que no se trata de determinar si los pozos pueden tener fugas, sino que la pregunta debe ser, ¿qué porcentaje tiene fugas?
Ingraffea analizó la situación de los pozos nuevos de 2012 en la formación Marcellus en Pensilvania, en base a los comentarios de los inspectores, según registros del Departamento de Protección Ambiental de Pensilvania, Pennsylvania Department of Environmental Protection.
De acuerdo a Ingraffea los inspectores registraron 120 pozos con fugas, es decir, detectaron fallas y escapes en el 8,9% de los pozos de exploración de gas y crudo perforados en 2012.
Un estudio publicado en setiembre 2013 por la Universidad de Texas, patrocinado entre otros por nueve compañías petroleras, aseguró que si bien las fugas de metano de las operaciones de extracción de gas de esquisto son sustanciales -más de un millón de toneladas al año- eran menores que las estimaciones de la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU.
Sin embargo, la Asociacion de Médicos, Científicos e Ingenieros por una Energía Saludable en EE.UU.,de la que Anthony Ingraffea es presidente, cuestionó el rigor científico de ese estudio señalando que la muestra de 489 pozos sólo representa un 0,14% de los pozos del país y además los pozos analizados no fueron seleccionados al azar “sino en sitios y horas seleccionados por la industria”.
Algunas imágenes divulgadas de agua de la canilla que se prende fuego si se le acerca un fósforo podrían explicarse por la presencia previa de metano.
“No debemos olvidar que el metano es un constituyente natural del agua subterránea y en algunas localidades como Balcombe, donde se registraron protestas, el crudo fluye naturalmente hacia la superficie”, dijo a BBC Mundo Richard Selley, profesor emérito de geología del petróleo del Imperial College, en Londres, y uno de los autores del informe de la Royal Society.
“Para que alguien diga que el agua está contaminada ahora es preciso asegurarse de que hubo pruebas realizadas con anterioridad a la exploración”.”Debemos recordar que cuando se perfora un pozo y se atraviesa la zona del acuífero se colocan tres anillos de acero rodeados de cemento hasta debajo del acuífero”, agregó Selley. (Ver gráfico de la entubación de un pozo en la sección ¿Puede contaminar el agua?)
¿Cómo impacta el calentamiento global?
La industria argumenta que el fracking puede responder a la demanda de energía global mientras se desarrollan tecnologías más limpias. ¿Es un combustible de transición?Entre 1981 y 2005, las emisiones de carbono de EE.UU. aumentaron un 33%. Pero desde el 2005 cayeron un 9%. La reducción se debe en parte a la recesión, pero según la Administración de Información Energética de EE.UU., Energy Information Administración, EIA, cerca de la mitad de esa reducción se debe al gas de esquisto.
Globalmente el carbón provee el 40% de la electricidad mundial, según la Agencia Internacional de Energía, International Energy Agency. Los defensores de la extracción de gas de esquisto dicen que es más limpio que el carbón y puede ser un combustible de transición, mientras se expande el uso de fuentes renovables como la energía solar o eólica.
En España, por ejemplo, las energías renovables “están bordeando el 12% y hay un objetivo de la Unión Europea para que en 2020 el 20% de las energías europeas sean renovables”, dijo a BBC Mundo Luis Suárez, presidente del Ilustre Colegio Oficial de Geólogos de España, ICOG.
Pero otros destacan que el gas que se extrae en el proceso de fracturación hidráulica es metano, un gas mucho más potente que el dióxido de carbono como gas de invernadero.
De acuerdo al Panel Intergubernamental de Cambio Climático, IPCC, una molécula de metano equivale a 72 de dióxido de carbono a los 20 años de emitida, y 25 moléculas de dióxido de carbono a los 100 años.
Robert Howarth y colegas de la Universidad de Cornell calcularon que entre el 4 y el 8% de la producción total de metano de un pozo escapa a la atmósfera y agregan que también hay emisión desde las aguas de reflujo que fluyen junto con el gas a la superficie tras la fracturación.
Pero este análisis es controvertido. Lawrence Cathles, también de la Universidad de Cornell, dice que el alto potencial de calentamiento de metano en 20 años debe ser contrarrestado por el hecho de que el metano tiene una vida mucho más corta en la atmósfera que el CO2.
Robert Jackson, de la Universidad Duke en Carolina del Norte, dice que en lugar de preocuparnos por las emisiones del fracking mismo deberíamos concentrarnos en las fugas en la cadena de distribución.
“Sólo en la ciudad de Boston encontramos 3.000 fugas de metano en las tuberías”, dijo Jackson a la revista New Scientist.
