În urmă cu două zile, Comisia Europeană a adoptat o recomandare prin care statele membre sunt invitate să respecte o serie de „principii minime” pentru ca exploatarea gazelor de șist să se facă în siguranță. În România, încă de la începutul discuțiilor despre gazele de șist, una dintre cele mai mari temeri legate de exploatarea acestor resurse naturale a fost posibilitatea ca tehnologia folosită să declanșeze cutremure. Cât de reală este însă amenințarea seismelor provocate de fracturarea hidraulică?
În ultimii ani, oamenii de știință americani și britanici au realizat mai multe studii despre legătura dintre fracturarea hidraulică și cutremure. Au ajuns la mai multe concluzii, pe care vi le prezentăm în articolul de mai jos.
Ce sunt gazele de șist și fracturarea hidraulică?
Gazul de șist este tot un gaz natural, de obicei gaz metan, însă el este captiv în roci (șisturi) cu permeabilitate foarte scăzută (nu permit ca un lichid sau un gaz să treacă prin ele). Spre deosebire de gazul obținut prin metode convenționale, gazul de șist nu se scurge pur și simplu într-un puț forat, ci are nevoie de o stimulare care să crească permeabilitatea rocilor, permițând apoi gazului să iasă.
Metoda folosită pentru a atinge acest obiectiv este fracturarea hidraulică. Odată ce un puț a fost forat în formațiunea de șisturi, mici încărcături explozive declanșate de un curent electric perforează puțul la intervale selectate. Apoi sunt folosite pompe pentru a injecta în puț fluidul de fracturare (alcătuit din apă, nisip și chimicale), aflat sub presiune mare, se arată în raportul „Extracția gazelor de șist în Marea Britanie: o analiză a fracturării hidraulice”, realizat de Societatea Regală și de Academia Regală de Inginerie.
Apa injectată generează tensiuni în rocă: apar fracturi, iar cele existente sunt lărgite cu ajutorul nisipului prezent în fluidul de fracturare. La final, puțul este depresurizat, iar gazul se scurge din rocă în puț, iar o parte din fluidul de fracturare se întoarce la suprafață.
Fracturarea hidraulică (adică ruperea rocilor prin introducerea unui lichid sub presiune) este o tehnologie care este folosită în industria extractivă de petrol și gaze de mai multe decenii (de la jumătatea secolului XX).
Fracturarea hidraulică. Foto: Al Granberg ProPublica Royal Society
Poate fracturarea hidraulică să declanșeze cutremure?
În raportul realizat de Societatea Regală se arată că există două tipuri de seismicitate asociată cu fracturarea hidraulică.
Primul tip de seisme. Microseismele apar când se eliberează energie la deschiderea unei fracturi în rocă. Acest microseisme au, de regulă, o magnitudine mai mică de -1,5 pe scara Richter (scara este logaritmică, așadar cele mai mici evenimente pot avea magnitudini negative, imposibil de simțit de un om). Microseismele sunt o caracteristică obișnuită a fracturării hidraulice, fiind provocate de propagarea fracturilor create.
Al doilea tip de seisme se referă la cutremurele induse de fracturarea hidraulică în prezența unei falii în care s-a acumulat anterior tensiune. Acestea pot fi mai mari decât microseismele (pot ajunge la 3 grade pe scara Richter), dar de regulă sunt evenimente rare. Fluidul injectat poate ajunge la o astfel de falie, acționând ca un lubrifiant: rocile se îndepărtează unele de altele și alunecă, eliberând tensiunea acumulată sub forma unui seism.
Raportul „Royal Society” mai arată că energia eliberată în timpul fracturării hidraulice este mai mică decât energia eliberată de prăbușirea formațiunilor de roci în timpul activităților miniere de extracție a cărbunelui (în Marea Britanie, seismicitatea indusă de activitățile miniere nu a depășit 4 grade pe scara Richter).
O explicație posibilă este că intensitatea seismelor induse de fracturarea hidraulică este mai mică decât cea asociată activităților miniere datorită adâncimii mai mari de la care sunt extrase gazele de șist (față de adâncimea la care au loc activitățile miniere).
Dacă un seism de magnitudinea 3 are loc la o adâncime de 2-3 kilometri, este puțin probabil ca la suprafață să existe pagube structurale, mai precizează raportul „Royal Society”. El va fi simțit de puține persoane și va avea un impact neglijabil la suprafață.
La rândul lor, geologii britanici de la British Geological Survey au anunțat că riscul cutremurelor provocate de fracturarea hidraulică a fost exagerat, comparându-le pe acestea din urmă cu seismele minore cauzate frecvent de activitățile de extracție a cărbunelui, potrivit NewScientist.
Și studiile geologilor americani de la United States Geological Survey sugerează că fracturarea hidraulică propriu-zisă este foarte rar cauza directă a unor cutremure simțite: fracturarea hidraulică produce mii de microseisme, care sunt, cu doar câteva excepții, prea mici pentru a fi simțite. Niciunul nu a fost suficient de mare pentru a provoca pagube structurale, mai notează cercetătorii.
Lichidul de fracturare poate ajunge la o falie. Foto: Durham University.
Potrivit unui alt studiu apărut în revista „Science”, peste 100.000 de puțuri au fost folosite pentru fracturarea hidraulică în SUA în ultimii ani. Global, până în anul 2012, fracturarea hidraulică a fost folosită de 2,5 milioane de ori (de un milion de ori doar în SUA). În acest context este important de notat că seismele simțite induse de această tehnică au fost foarte rare. În SUA, cel mai mare cutremur indus de fracturarea hidraulică a fost de 3,6 grade pe scara Richter, fiind prea mic pentru a prezenta vreun pericol.
O cercetare realizată de oamenii de știință britanici de la Institutul de Energie al Universității din Durham, publicată în „Journal of Marine and Petroleum Geology”, confirmă concluziile cercetătorilor americani.
Britanicii au analizat date din 198 de locuri unde seismele au fost asociate cu activitățile umane (de la minerit la forarea după petrol). Cercetătorii au luat în calcul numai cutremurele cu magnitudinea de peste un grad pe scara Richter care au fost raportate în literatura de specialitate, produse începând cu anul 1929.
Seismicitatea asociată cu fracturarea hidraulică a putut fi identificată în doar trei locuri din cele 198: în Marea Britanie (Preese Hall, Blackpool), în SUA (Eola Field) și în Canada (Horn River Basin). În aceste trei locuri se crede că fracturarea hidraulică a indus 79 de seisme cu magnitudinea de peste un grad, cel mai mare fiind de 3,8 grade (în Canada). Cutremurul a fost simțit, dar nu a cauzat pagube. Acesta și alte trei seisme (două în Marea Britanie și unul în SUA) sunt singurele cazuri în care seismele induse de fracturarea hidraulică au fost simțite.
Cutremurele provocate de om, o noutate?
De altfel, studiul realizat de Universitatea din Durham a inventariat cutremurele produse de-a lungul timpului de diferite activități umane și a stabilit că fracturarea hidraulică nu este o cauză semnificativă de cutremure.
„Cele mai multe evenimente asociate cu fracturarea hidraulică eliberează o cantitate neglijabilă de energie, aproximativ echivalentul energiei eliberate de cineva care sare de pe o scară pe podea”, a explicat pentru BBC profesorul Richard Davies de la Institutul de Energie al Universității Durham, membru în echipa care a realizat studiul.
Cutremure induse de om. Foto: Durham University
Cutremurele induse de om care au avut cele mai mari magnitudini au fost provocate de 1. îndiguirea apei într-un baraj (7,9 grade, în China), 2. golirea câmpurilor de petrol și de gaz (7,3 grade, în Azerbaidjan) sau de 3. minerit (5,6 grade). Există multe alte activități umane care pot produce cutremure (injectarea apelor uzate în subteran, generarea de energie geotermală sau realizarea de puțuri în scopuri științifice).
Cercetătorii spun că pomparea unui lichid în scoarță pentru a produce fracturi are într-adevăr potențialul de a reactiva falii adormite. Însă, față de multe alte activități umane precum mineritul sau umplerea cu apă a barajelor, care implică folosirea unor volume mult mai mari de apă, fracturarea nu este o sursă semnificativă de cutremure care să fie simțite la suprafață. Pentru a reduce și mai mult riscurile, operatorii economici nu ar trebui să foreze prea aproape de faliile tectonice, arată profesorul Davies.
Așadar, cutremurele induse de om nu sunt un fenomen asociat numai cu extracția gazelor de șist. Potrivit USGS, cutremurele provocate de om există de decenii. Mii de cutremure induse sunt înregistrate anual, iar operatorii economici iau măsuri pentru a reduce sau pentru a controla seismicitatea, se arată în studiul britanic „Gaze de șist și fracturare”.
Cum se reduce riscul seismic?
Cititi continuarea articolului aici:
