La inyección de aguas residuales en el fracking puede desencadenar terremotos lejanos

Publicado en Science Daily

Fecha: 1 de mayo de 2014

Fuente: Seismological Society of America

La inyección de aguas residuales en el fracking puede desencadenar terremotos a mayor distancia de lo que se pensaba.

Resumen

El desarrollo de las actividades de petróleo y gas, incluyendo la eliminación subterránea de las aguas residuales de la fracturación hidráulica, pueden inducir terremotos cambiando el estado de estrés de las fallas existentes en el momento del proceso. Los terremotos por eliminación de aguas residuales se pueden desencadenar a decenas de kilómetros de la boca del pozo, en un rango mayor de lo que se pensaba, según este estudio.

El desarrollo de las actividades de petróleo y gas, incluyendo la eliminación subterránea de las aguas residuales de la fracturación hidráulica, pueden inducir terremotos al cambiar el estado de estrés de las fallas existentes en el momento del proceso. Los terremotos por eliminación de aguas residuales se pueden desencadenar a decenas de kilómetros de la boca del pozo, en un rango mayor de lo que se pensaba, según un estudio que se presentará hoy en la reunión anual de la Sociedad Sismológica de América (SSA). Como una indicación de la creciente importancia de los terremotos artificiales sobre la amenaza sísmica, la reunión anual de la SSA contará con una sesión especial para discutir los nuevos descubrimientos y enfoques de investigación para la incorporación de la sismicidad inducida en las evaluaciones mapas de riesgo sísmico.

El número de sismos en el centro y este de los Estados Unidos ha aumentado dramáticamente en los últimos años, coincidiendo con el aumento de la fracturación hidráulica en pozos perforados horizontalmente, y la inyección de aguas residuales en los pozos profundos de eliminación en muchos enclaves, entre ellos Colorado, Oklahoma, Texas, Arkansas y Ohio. De acuerdo con el Servicio Geológico de EE.UU. (USGS), una tasa promedio de 100 sismos por año con una magnitud superior a 3,0 se registraron en un período de tres años, de 2010 hasta 2012, en comparación con una tasa promedio de 21 eventos observados por año entre 1967-2000. 

"La sismicidad inducida complica la ecuación de riesgo sísmico", afirmó Gail Atkinson, profesor de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Western Ontario en Canadá, en cuya investigación se detalla, cómo una nueva fuente de sismicidad, la presencia de un pozo de inyección que puede alterar de forma fundamental el riesgo potencial sísmico en una zona.

Para las estructuras críticas, como las presas, las centrales nucleares y otras instalaciones importantes, Atkinson sugiere que el riesgo de sismicidad inducido puede afectar al ya peligro de la sismicidad natural pre-existente, aumentando el riesgo para las estructuras que se diseñaron originalmente para regiones de baja a moderada actividad sísmica. 

Un nuevo estudio del terremotos en enjambre de Jones, que sucede cerca de la ciudad de Oklahoma desde 2008, demuestra que un pequeño grupo de pozos de inyección, de gran volumen, provocó terremotos a decenas de kilómetros de distancia. Se observó un aumento de la presión y un número de terremotos  lejos de los pozos de inyección.

"Los criterios existentes para un terremoto inducido por esta actividad no permiten asociarlo a terremotos inducidos y que se produzcan muy lejos de la boca del pozo", dijo Katie Keranen, profesor asistente de Geofísica en la Universidad de Cornell, quien dirigió el estudio sobre el terremoto en enjambre de Jones. "Nuestros resultados, utilizando la sismología y la hidrogeología, muestran un fuerte vínculo entre un pequeño número de pozos y los terremotos que migran hasta 50 kilómetros de distancia", dijo Keranen. El resultado del estudio será presentado por el coautor Geoff Abers, científico de investigación senior del Lamont-Doherty Earth Observatory.

 

Aunque hay relativamente pocos pozos vinculados con el incremento de la sismicidad, los sismólogos tratan de anticipar cuando la actividad podría desencadenar terremotos y en qué magnitud.

 

"Es importante evitar inducir terremotos lo suficientemente grandes como para sentirlos, es decir, sismos con magnitudes de alrededor de 2,5, o mayor, debido a que estos son los que tienen interés para el público", dijo Art McGarr, geofísico del USGS.

 

La investigación de McGarr trata los factores que aumentan la probabilidad de terremotos inducidos por la inyección de fluido y que son lo suficientemente intensos como para sentirlos, o, en raras ocasiones, capaz de causar daños. Las actividades de inyección considerados en el estudio de McGarr incluyen la eliminación subterránea de las aguas residuales, el desarrollo de los sistemas geotérmicos mejorados y la fracturación hidráulica. De las tres actividades, la eliminación de aguas residuales predomina tanto en términos de volumen de líquido inyectado como en el tamaño del terremoto, con magnitud superior a 5 en  algunos de los terremotos.

 

"A partir de los resultados de este estudio, el volumen total de fluido inyectado parece ser el factor que limita la magnitud, mientras que la velocidad de inyección controla la frecuencia de suceso del terremoto," dijo McGarr.

 

A pesar del aumento de la sismicidad en el centro y este de EE.UU., los terremotos inducidos están actualmente excluidos de las estimaciones del USGS sobre la amenaza sísmica. Justin Rubinstein, geofísico del USGS, presentará un enfoque para explicar el incremento de la sismicidad y sin tener que determinar el origen (inducido o natural) de los terremotos.

 

El USGS está tratando de "permanecer agnóstico en cuanto a si los terremotos son inducidos o naturales", dice Rubinstein.  "En cierto sentido, desde una perspectiva de riesgo, no importa si los terremotos son naturales o inducidos. Un aumento en la tasa de los terremotos implica que la probabilidad de un terremoto más grande también se ve aumentada", dijo Rubinstein, cuyo método busca el equilibrio entre todas las posibles formas en que el peligro podría modificarse teniendo en cuenta la tasa de cambio del terremoto.

 

Pero, ¿cuál es la probabilidad concreta de sismicidad inducida?

 

"No podemos responder a la pregunta en este momento", dijo Atkinson, quien afirmó que está empezando a abordar la complejidad de asignar un riesgo sísmico a la sismicidad inducida.
 

"Hay una escasez real de regulaciones", comentó Atkinson. "Necesitamos una comprensión clara de la probable sismicidad inducida en respuesta a esta nueva actividad. ¿De quién es la responsabilidad   en identificar esta posible amenaza sísmica?"