Cómo funciona el fracking hidráulico

¿Quizás has oído que tenemos una pequeña crisis energética?

Con los precios de la gasolina tumultuosos y la dependencia de los combustibles fósiles insostenibles en niveles altos, existe una necesidad desesperada de encontrar fuentes de energía alternativas . Y seamos honestos, la mayoría de los productores de energía tampoco se molestarían simplemente por encontrar más fuentes de combustibles fósiles.

La fracturación hidráulica , o hidrofracking , o simplemente fracking, es una forma en que podemos obtener reservas "ocultas" de gas natural, petróleo, incluso agua. Suena extremadamente complicado (y es, de hecho, una gran proeza de la ciencia y la ingeniería), pero el fracking es un proceso bastante simple. Mucho más bajo tierra (estamos hablando de unos 7.000 pies/2.133 metros por debajo de la superficie), las rocas como el esquisto pueden contener gases, agua o petróleo en sus poros. El fracking hidráulico mueve ese recurso desde los poros de las rocas hasta los pozos de producción [fuente: ProPublica ].

Se hace creando "venas" horizontales a partir de un pozo vertical y luego bombeando ese pozo horizontal lleno de agua (más arena y algunos aditivos químicos) a una presión extremadamente alta. Esto provoca fisuras en la roca que se bifurcan, liberando gas, petróleo o agua en las grietas creadas. Los gases y aceites son forzados hacia los pozos horizontales y luego fluyen hacia los tanques de almacenamiento con el agua que vuelve a subir.

¡Así que todo va viento en popa a partir de ahí! El mundo puede apoderarse de algunos recursos energéticos difíciles de alcanzar y todos ganan, ¿verdad? Excepto, por supuesto, que el proceso está extremadamente cargado de preocupaciones ambientales y de seguridad. Desde denuncias de contaminación de aguas subterráneas hasta informes de tierras diezmadas, los críticos tienen una lista creciente de temores en lo que respecta a la fracturación hidráulica.

En este artículo, profundizaremos para detallar la mecánica del fracking hidráulico. También analizaremos los efectos, tanto positivos como negativos, que el fracking puede tener en el medio ambiente y las comunidades, mientras observamos el futuro del fracking.

1. Fracking en profundidad
2. Gasolina arriba
3. No hay forma de fracking
4. Futuro del Fracking

Para comprender por qué se desarrolló el fracking, imagine una operación de perforación tradicional . Un pozo funciona muy bien si estamos aprovechando una gran reserva de gas o agua subterránea, lo que nos permite bombear el recurso desde el depósito. Pero cuando el recurso que estamos tratando de capturar queda atrapado firmemente en los poros del esquisto, ¿cómo lo liberamos y lo sacamos a la superficie?

Comienza de manera bastante similar: se perfora un pozo profundo. Chesapeake Energy estima que la profundidad promedio de sus pozos es de 7700 pies/2347 metros (aproximadamente seis Empire State Buildings apilados de punta a punta [fuente: Chesapeake Energy ]). La Asociación de Petróleo y Gas de Colorado da el diámetro del agujero en 12,25 pulgadas (31 centímetros). Cuando el pozo alcanza la profundidad adecuada, gira a la derecha o a la izquierda (lo que se conoce como punto de partida ) y se vuelve horizontal. Esa sección horizontal puede abarcar de 1000 a 6000 pies, o de 305 a 1829 metros [fuente: EPA ].

La carcasa de acero encaja en el pozo , también conocido como el agujero perforado. El acero está destinado a proteger las aguas subterráneas y el área circundante de cualquier posible fuga durante la fracturación hidráulica. Abajo, en la sección horizontal del pozo, el acero se perfora con una herramienta que puede penetrar el acero y el cemento del pozo para crear pequeños agujeros para que escape el agua o las partículas diminutas, como el colador de la cocina. En ese momento, se bombea una solución de agua (que exploraremos más adelante) a una presión extremadamente alta.

Cuando la solución llega a los puntos perforados, el líquido es demasiado para que la roca lo absorba y la roca se agrieta. Se necesitan de tres a 10 días para que se complete la fractura [fuente: Halliburton ]. Los aditivos y la arena que se encuentran en la mezcla de agua mantienen abiertas estas fisuras, lo que permite que el gas (o cualquier recurso) escape y sea llevado a la superficie en el agua que se bombea nuevamente y se separa. Esos recursos pueden fluir de las grietas durante años o potencialmente décadas [fuente: Energía en profundidad ]. Las aguas residuales se almacenan y tratan, se bombean a pozos de inyección o se reciclan; también se almacena en pozos al aire libre o se usa en carreteras [fuente: NRDC ].

El equipo que se utiliza en el fracking es (como era de esperar) de servicio pesado. Tenga en cuenta que se necesitan aproximadamente 200 camiones cisterna para llevar 1 millón de galones (3,8 millones de litros) de agua a un pozo, y que los lechos de esquisto más profundos pueden requerir de 2 a 10 millones de galones (7,6 a 37,9 millones de litros) de agua [fuentes: EarthWorks , ProPublica ]. Solo se requieren docenas de "camiones bomba" para disparar la solución presurizada por el pozo [fuente: Energía en profundidad ].

Antes de abordar algunos de los problemas asociados con la fracturación hidráulica, echemos un vistazo a algunas de las razones por las que la gente está tan entusiasmada con la fracturación hidráulica.

tierra de gas

El documental "Gasland", nominado al premio de la Academia en 2010, cuenta la historia de los residentes afectados por el fracking en sus comunidades. Muchos recuerdan la imagen (literalmente) incendiaria de un hombre prendiendo fuego al agua del grifo, supuestamente por el gas natural que contamina el suministro de agua. Los funcionarios de Colorado determinaron que la fuga era una reserva de metano que se había filtrado de forma natural en el pozo del propietario y no debido a la fractura hidráulica. Sin embargo, ha habido casos relacionados con el fracking en los que el metano llega a los suministros de agua , y las compañías de gas han tenido que admitir su responsabilidad y pagar fuertes multas por su negligencia [fuente: McGraw ].

Como puede imaginar, hay algunos críticos bastante serios del fracking. Pero antes de entrar en las trampas de la operación, abordemos algunas de las ventajas que describen los proponentes.

Para empezar, muchos señalan que el fracking brinda a las personas una gran cantidad de recursos accesibles que normalmente quedan atrapados en los poros de la roca.

También hay argumentos ambientales: en lugar de perforar muchos pozos, el proceso implica perforar un pozo que sale disparado horizontalmente, lo que tiene ventajas en el paisaje de la superficie. Las estimaciones dicen que se debe acceder al 90 por ciento de los pozos de gas natural de hoy a través del fracking [fuente: Bateman ]. Además, también se argumenta que el gas natural es un combustible más ecológico que el petróleo o el carbón, y eso es cierto: se quema de manera más limpia, con emisiones de dióxido de carbono, óxido de nitrógeno y óxido de azufre drásticamente reducidas [fuente: EPA ]. (Veremos en la siguiente sección algunos argumentos en contra de la naturaleza "limpia" del fracking).

Empresas como Chesapeake Energy y Halliburton también se apresuran a señalar que cada vez que Estados Unidos reduce su dependencia del petróleo extranjero , es ventajoso para las empresas y los consumidores estadounidenses. Y no hay duda de que el fracking hidráulico ha tenido éxito en la obtención de gas natural doméstico en los EE. UU.: de 1,1 millones de operaciones de fracking en los últimos 60 años, los estadounidenses han recibido aproximadamente 600 billones de pies cúbicos (casi 17 billones de metros cúbicos) de gas natural [fuente: Halliburton ].

Y no podemos olvidar la creación de empleo y su amigo, los ingresos. El Departamento de Conservación Ambiental del Estado de Nueva York estimó que si el estado reabriera sus puertas al fracking (instituyó una prohibición del fracking en 2008), se crearían 17,6000 empleos y se acumularían $125 millones en ingresos fiscales [fuente: Schaefer ] . El fracking, y la industria petrolera y minera en general, no es una operación familiar. Hay mucho dinero en ello, y eso es motivación suficiente para algunos. Sin embargo, ese gran pago no ocurre para los operadores que acceden accidentalmente a los suministros de agua o destruyen propiedades con accidentes. Por esta razón, se podría argumentar que el pago en realidad obligará a los operadores a seguir prácticas seguras y éticas [fuente: Consejo de Protección de Aguas Subterráneas ].

Regiones de esquisto

Si bien existen grandes reservas de gas natural en los EE. UU., hay algunas franjas grandes conocidas como regiones de esquisto . Estos incluyen la región de Marcellus (que cubre partes de Ohio, Pensilvania, Virginia Occidental, Maryland y Nueva York), la región de esquisto de Antrim en Michigan y el campo de esquisto de Barnett en Texas.

Hasta ahora, solo hemos discutido la logística y los beneficios de la fracturación hidráulica. Pero el fracking no es exactamente pan comido cuando se trata de seguridad. De hecho, para casi todos los argumentos que presentamos en la última sección para el fracking, hay un contraataque bastante virulento.

Por un lado, el fracking sigue siendo una operación minera de núcleo duro. Lo que significa que la perforación, y los camiones, bombas, transportes y contenedores de almacenamiento, seguirán estando presentes en el sitio, junto con la infraestructura relacionada necesaria. Aunque las compañías de gas están ansiosas por hacer parecer que encontrar gas natural en las tierras de cultivo sería un regalo del cielo para los agricultores con problemas de liquidez, también están los problemas de las tuberías que causan daños a los cultivos y los equipos que destrozan las carreteras [fuente: Schaefer ].

Una de las mayores quejas sobre el fracking no es el acto en sí, sino el fluido que se bombea al pozo para causar fracturas. Los aditivos químicos constituyen del 0,5 al 2,0 por ciento de la mezcla de arena y agua [fuente: EarthWorks ]. Los aditivos incluyen ácidos para ayudar a disolver minerales, productos químicos que se encuentran en detergentes, desinfectantes y limpiadores domésticos [fuente: McGraw ]. Tenga en cuenta que se utilizan millones de galones del material; 4 millones de galones (15 millones de litros) de fluido de fracking equivaldrían a 300 toneladas de aditivos químicos [fuente: EarthWorks ]. Una gran preocupación es que estos fluidos se quedan en el suelo y se filtran al suelo y al agua subterránea. (Sin mencionar el potencial de derrames en la superficie).

Después de que ocurre la fractura, hay más preocupaciones. Las diminutas fisuras pueden viajar lejos, lo que implica que técnicamente podrían terminar rompiéndose en un suministro de agua . (Si bien esto aún no se ha documentado, se están estudiando casos potenciales [fuente: McGraw ]). Eso significa que el petróleo o el gas natural podrían llegar al agua potable.

También está el problema de las enormes cantidades de aguas residuales que se generan. Miles de millones de galones de aguas residuales deben desecharse anualmente. A menudo, eso significa tratarlo en las plantas locales de aguas residuales, con la posterior liberación en el agua superficial [fuente: NRDC ]. Algunos también evaporan los químicos más volátiles en el compuesto, lo que significa que a pesar de todo lo que se habla de "gas natural de combustión limpia", existen preocupaciones sobre la contaminación del aire cuando se trata de extraer el gas (sin mencionar los camiones cisterna, camiones y equipos que están en el camino, lo que no ayuda a la contaminación ) [fuente: EarthWorks ].

Y uno de los problemas que exploraremos en el próximo capítulo es que nadie está seguro de cuán dañino es todo esto.

Although a simplified use of fracking has been around since the mid-1800s, it was really only in the last two decades that fracking technology developed such that an economical, commercial scale could be achieved. Let's keep in mind that more than 90 percent of the U.S.'s natural gas comes from domestic sources ; although the U.S. doesn't have the same kind of reserves that oil-rich Middle Eastern countries possess, it does have enough energy to power every natural-gas powered device for the next 20 years [source: McGraw].

Because fracking for shale gas is such a new enterprise, critics bemoan the lack of research and heavy scientific study that (by all accounts) should accompany such heady stuff. But research is being done, which give both sides of the issue more nuance. One claim that has recently come up is that fracking causes such volatility underground that earthquakes arise from the enormous pressure of the water being pumped in. The National Research Council couldn't find any evidence to support the claim, but don't get out your drill yet: The group did find that the water being shot out of the wells into storage tanks was linked to small earthquakes [source: Associated Press]. So earthquakes were happening, but their cause was different than predicted.

It's hard to deny -- for good or bad -- that fracking has nothing short of revolutionized the mining industry. Due to fracking, the U.S. has seen its oil production soar. By 2013, the U.S. is set to produce 11.4 million barrels of oil per day -- rivaling Saudi Arabia's leading 11.6 million barrels [source: Associated Press]. Exxon Mobil Corp. and Chesapeake Energy expect to drill tens of thousands more wells by 2020, and the national implications have caused the U.S. Department of Energy to become more involved in investigation of practices and safety [source: Kirkland and ClimateWire].

Also hard to disagree with? Making sure the chemical compounds and practices used in fracking are safe for those working and living around the affected areas. Executives at Halliburton made headlines in 2011 when one of them drank fracking fluid to prove its safety. And while it sounds silly, you can give the company credit for making the point that it had actually changed the composition of the fracking fluid so the materials in it were sourced from the food industry [source: Tsai]. Its new CleanStim fracking fluid promises a reduced risk of chemical exposure and -- along with new water treatment and bacterial mitigation resources -- make up the new CleanSuite technology that Halliburton is hoping will alleviate health and environmental concerns about fracking [source: Halliburton].

Suena muy bien, pero es innegable que se necesitará mucho más estudio para convencer a todos de que el fracking es seguro.

Nota del autor: cómo funciona el fracking

Es difícil no decir: "Sí, pero..." a todos los lados del debate sobre fracking. ¿Ayudará con la dependencia estadounidense del petróleo extranjero? Sí, pero aún no tiene un historial en el que apoyarse ambientalmente. ¿Las toneladas de aditivos químicos que se introducen en el suelo tienen el potencial de contaminación? Sí, pero supuestamente las empresas de energía se dedican a hacer que esos aditivos sean seguros. Me parece que cualquiera que esté seguro de su posición de línea dura sobre el fracking probablemente no esté admitiendo cuán matizado es el tema. Lo mejor que puede hacer es mantenerse actualizado leyendo e investigando nuevos desarrollos a medida que se introduce el fracking en nuestras comunidades.

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