Sismicidad inducida
La sismicidad inducida se refiere a pequeños terremotos (normalmente entre una magnitud de 1,0 y 3,5 en la escala de Richter) que pueden ocurrir como resultado de la actividad humana. La consideración ambiental es que actividades como la estimulación de un reservorio geotérmico o la inyección de fluido para reponer un reservorio geotérmico pueden causar sismicidad inducida.1Aaron Levine, A., Cook, J., Beckers, K., and Young, K. (2017). Geothermal Induced Seismicity National Environmental Policy Act Review. National Renewable Energy Laboratory. https://www.nrel.gov/docs/fy18osti/70203.pdf
Aprendizajes de la industria del petróleo y el gas
La sismicidad inducida por la inyección de fluidos en el subsuelo se ha convertido en un tema de gran preocupación pública e investigación desde alrededor de 2010, después de un aumento significativo de la sismicidad en el centro-sur de los Estados Unidos, especialmente en Oklahoma. La investigación ha demostrado que las operaciones de campos petrolíferos para mejorar la producción de petróleo y gas de esquistos y otras rocas compactas son responsables de una parte significativa de la actividad sísmica.
La actividad principalmente responsable de la sismicidad inducida es la inyección de agua que se coproduce con el petróleo y el gas de los pozos. Esta agua producida debe eliminarse mediante inyección profunda en el subsuelo. Si la tasa de inyección era demasiado rápida o la inyección estaba cerca de fallas preexistentes, se producía algún nivel de sismicidad (a menudo por debajo del umbral de lo que los humanos pueden sentir). Otras investigaciones han encontrado otros casos, incluida la fracturación hidráulica, en los que se producen terremotos ‘sentidos’, pero estos son mucho más raros. 2Beard, J.C., y Jones, B.A., eds. (2023, 1 de mayo). Capítulo 10: Consideraciones e impacto ambiental. El futuro de la geotermia en Texas. p. 268-9. https://energy.utexas.edu/research/geothermal-texas
La atención de los medios, las reuniones públicas con cientos de asistentes y los hallazgos de la investigación científica han llevado a respuestas por parte de los estados individuales, que van desde nuevas regulaciones hasta el despliegue de programas estatales de monitoreo sísmico que pueden entregar datos casi en tiempo real sobre la ocurrencia de terremotos. Por ejemplo, en Texas, el programa estatal de monitoreo de sismicidad («TexNet») está dirigido por la Oficina de Geología Económica de la Universidad de Texas en Austin, en el que un catálogo de actividad sísmica3https://www.beg.utexas.edu/texnet-cisr está disponible públicamente y es utilizado por la industria, los reguladores, los investigadores y otros. Varios otros estados ejecutan redes sísmicas, así como el
Servicio Geológico de EE. UU. 4Beard, J.C., y Jones, B.A., eds. (2023, 1 de mayo). Capítulo 10: Consideraciones e impacto ambiental. El futuro de la geotermia en Texas. p. 268-9. https://energy.utexas.edu/research/geothermal-texas
Los terremotos pueden ser inducidos cuando se inyectan fluidos en el subsuelo, incluyendo agua para la fracturación hidráulica o la eliminación de aguas residuales (por ejemplo, agua producida), o gases (a menudo CO2) para la recuperación mejorada de petróleo. Las agencias estatales que regulan la exploración y producción de petróleo y gas (por ejemplo, la Comisión de Ferrocarriles de Texas) suelen liderar las respuestas regulatorias que pueden incluir el cierre de pozos, la reducción de los volúmenes o tasas de inyección, las modificaciones de la profundidad de las inyecciones, los requisitos para mejorar la notificación de las prácticas de inyección (tasas, volúmenes, presiones de fondo de pozo) y/o los requisitos para mejorar el monitoreo de la sismicidad mediante el despliegue de estaciones de sismómetros cerca del pozo de inyección. 5Beard, J.C., y Jones, B.A., eds. (2023, 1 de mayo). Capítulo 10: Consideraciones e impacto ambiental. El futuro de la geotermia en Texas. p. 268-9. https://energy.utexas.edu/research/geothermal-texas
La causa más común de sismicidad inducida en el subsuelo es:
Sismicidad inducida y proyectos geotérmicos
Proyecto Basilea 1
Hemos aprendido mucho sobre la sismicidad inducida en las últimas décadas, no solo con las operaciones de petróleo y gas, sino también con los programas geotérmicos. El evento de estimulación hidráulica más infame para la creación de un reservorio de sistema geotérmico mejorado (EGS) ocurrió en 2006 con el Proyecto Basilea 1 en Basilea, Suiza. Basilea tenía sismicidad histórica conocida y la presencia de fallas geológicas activas cercanas. Seis días después de un proyecto de estimulación hidráulica de 21 días, el aumento de la actividad sísmica (evento máximo de 3,4) resultó en 2.700 reclamaciones por daños por parte de los residentes locales. Basilea 1 detuvo prematuramente la inyección y finalmente terminó todo el proyecto.6Aaron Levine, A., Cook, J., Beckers, K., and Young, K. (2017). Geothermal Induced Seismicity National Environmental Policy Act Review. National Renewable Energy Laboratory. https://www.nrel.gov/docs/fy18osti/70203.pdf
Preocupaciones sobre la sismicidad inducida con la geotermia
La creación de permeabilidad en los reservorios EGS a través de la fracturación hidráulica sí conduce a la aparición de sismicidad inducida, aunque una planificación cuidadosa y el conocimiento de la geología del subsuelo y la atención al control de la presión durante la inyección pueden mitigar la magnitud de los eventos a niveles inferiores a los que pueden sentir los humanos. El público en general tiene una mayor conciencia del potencial de inducir terremotos a partir del desarrollo energético, particularmente el petróleo y el gas, y ha pedido a los reguladores que adopten medidas que mitiguen los eventos futuros y reduzcan el peligro y el riesgo de terremotos por la inyección. 7Beard, J.C., y Jones, B.A., eds. (2023, 1 de mayo). Capítulo 10: Consideraciones e impacto ambiental. El futuro de la geotermia en Texas. p. 268-9. https://energy.utexas.edu/research/geothermal-texas
Aunque los sistemas hidrotermales convencionales sí reinyectan agua usada, estos sistemas tienen pozos de inyección y producción, y se operan idealmente en equilibrio entre los dos. Esto contrasta con la inyección de aguas residuales en petróleo y gas, el origen de gran parte de la sismicidad inducida experimentada por la industria, que no implica la producción de ningún fluido junto con la inyección. 8Beard, J.C., y Jones, B.A., eds. (2023, 1 de mayo). Capítulo 10: Consideraciones e impacto ambiental. El futuro de la geotermia en Texas. p. 268-9. https://energy.utexas.edu/research/geothermal-texas
Las preocupaciones sobre la sismicidad inducida se asocian principalmente con conceptos geotérmicos como los sistemas hidrotermales convencionales y los EGS. Se están desarrollando conceptos geotérmicos de próxima generación, particularmente sistemas no basados en fracturas hidráulicas y algunos sistemas geotérmicos híbridos, en los que los fluidos no se inyectan ni se bombean desde los reservorios subterráneos. Estas aplicaciones deberían conllevar un bajo riesgo de sismicidad inducida. Esto es particularmente cierto en comparación con las operaciones de petróleo y gas que requieren una extensa fracturación hidráulica o una eliminación significativa de aguas residuales de campos petrolíferos a través de la inyección. Esta es un área que requerirá más estudio a medida que los conceptos geotérmicos de próxima generación, varios en fase piloto actualmente, produzcan datos de campo. 9Beard, J.C., y Jones, B.A., eds. (2023, 1 de mayo). Capítulo 10: Consideraciones e impacto ambiental. El futuro de la geotermia en Texas. p. 268-9. https://energy.utexas.edu/research/geothermal-texas
¿Qué tan grandes son las preocupaciones sobre la sismicidad inducida con respecto a los proyectos hidrotermales convencionales?
Créditos de imagen:
- Sismicidad inducida acumulada 1970-2018: Servicio Geológico de EE. UU. a través de Wikipedia
