
Forse hai sentito che abbiamo una piccola crisi energetica?
Con i prezzi tumultuosi del gas e la dipendenza dai combustibili fossili insostenibili ai massimi livelli, c'è un disperato bisogno di trovare fonti di energia alternative . E siamo onesti, la maggior parte dei produttori di energia non sarebbe sconvolta dal trovare semplicemente più fonti di combustibili fossili.
La fratturazione idraulica -- o hydro fracking , o semplicemente fracking -- è un modo per arrivare a riserve "nascoste" di gas naturale, petrolio e persino acqua. Sembra estremamente complicato (ed è, in effetti, un'impresa piuttosto interessante di scienza e ingegneria), ma il fracking è un processo abbastanza semplice. Molto lontano sottoterra (stiamo parlando di circa 7.000 piedi/2.133 metri sotto la superficie), rocce come lo scisto possono trattenere gas, acqua o olio nei loro pori. Il fracking idraulico sposta quella risorsa dai pori delle rocce ai pozzi di produzione [fonte: ProPublica ].
Viene fatto creando "vene" orizzontali da un pozzo verticale e quindi pompando quel pozzo orizzontale pieno d'acqua (più sabbia e alcuni additivi chimici) a una pressione estremamente elevata. Questo provoca delle fessure nella roccia che si diramano liberando gas, olio o acqua nelle fessure create. I gas e gli olii vengono spinti nei pozzi orizzontali e poi confluiscono nei serbatoi di stoccaggio con l'acqua che risale.
Quindi è una navigazione tranquilla da lì! Il mondo riesce ad afferrare alcune risorse energetiche difficili da raggiungere e tutti vincono, giusto? Tranne, ovviamente, il processo è estremamente irto di problemi ambientali e di sicurezza. Dalle accuse di contaminazione delle acque sotterranee alle segnalazioni di terre decimate, i critici hanno un elenco crescente di timori quando si tratta di fracking idraulico.
In questo articolo, scaveremo in profondità per dettagliare la meccanica del fracking idraulico. Esamineremo anche gli effetti, sia positivi che negativi, che il fracking può portare all'ambiente e alle comunità, mentre osserviamo il futuro del fracking.
- Fracking in profondità
- Fai benzina
- Nessun modo di fratturare
- Futuro del fracking
Fracking in profondità

Per capire perché è stato sviluppato il fracking, immagina un'operazione di perforazione tradizionale . Un pozzo funziona alla grande se attingiamo a una grande pozza di gas o acqua sotterranea, permettendoci di pompare la risorsa dal giacimento. Ma quando la risorsa che stiamo cercando di catturare è intrappolata strettamente nei pori di scisto, come possiamo rilasciarla e portarla in superficie?
Inizia in modo abbastanza simile: viene perforato un pozzo profondo. Chesapeake Energy stima che la profondità media dei suoi pozzi sia di 7.700 piedi / 2.347 metri (circa sei Empire State Building accatastati un'estremità all'altra [fonte: Chesapeake Energy ]). La Colorado Oil and Gas Association fornisce il diametro del foro a 12,25 pollici (31 centimetri). Quando il pozzo raggiunge la giusta profondità, compie una svolta a destra oa sinistra (denominato punto di inizio ) e diventa orizzontale. Quella sezione orizzontale può estendersi da 1.000 a 6.000 piedi o da 305 a 1.829 metri [fonte: EPA ].
L'involucro in acciaio si adatta al pozzo , noto anche come il foro praticato. L'acciaio ha lo scopo di proteggere le falde acquifere e l'area circostante da eventuali perdite durante la fratturazione idraulica. Giù nella sezione orizzontale del pozzo, l'acciaio viene perforato con uno strumento che può penetrare nell'acciaio e nel cemento del pozzo per creare piccoli fori per far fuoriuscire acqua o minuscole particelle, proprio come il tuo scolapasta da cucina. A quel punto, una soluzione acquosa (che esploreremo più avanti) viene pompata a una pressione estremamente elevata.
Quando la soluzione raggiunge i punti perforati, il liquido è troppo per essere assorbito dalla roccia e la roccia si rompe. Occorrono da tre a 10 giorni per completare la frattura [fonte: Halliburton ]. Gli additivi e la sabbia presenti nella miscela d'acqua tengono aperte queste fessure, consentendo al gas (o qualsiasi altra risorsa) di fuoriuscire ed essere portato in superficie nell'acqua che viene pompata di nuovo e separata. Tali risorse possono fluire dalle crepe per anni o potenzialmente decenni [fonte: Energy in Depth ]. Le acque reflue vengono stoccate e trattate, pompate in pozzi di iniezione o riciclate; è anche immagazzinato in fosse all'aperto o utilizzato su strade [fonte: NRDC ].
L'attrezzatura utilizzata nel fracking è (prevedibilmente) per impieghi gravosi. Tieni presente che sono necessarie circa 200 autocisterne per portare 1 milione di galloni (3,8 milioni di litri) di acqua in un pozzo e che i letti di scisto più profondi potrebbero richiedere da 2 a 10 milioni di galloni (da 7,6 a 37,9 milioni di litri) di acqua [fonti: EarthWorks , ProPublica ]. Sono necessarie dozzine di "autopompe" da sole per sparare la soluzione pressurizzata nel pozzo [fonte: Energy in Depth ].
Prima di arrivare ad alcuni dei problemi associati alla fratturazione idraulica, diamo un'occhiata ad alcuni motivi per cui le persone sono così eccitate.
Gasland
Il film documentario nominato all'Oscar 2010 "Gasland" raccontava la storia dei residenti colpiti dal fracking nelle loro comunità. Molti ricordano l'immagine (letteralmente) incendiaria di un uomo che dà fuoco all'acqua del rubinetto, presumibilmente a causa del gas naturale che contamina l'approvvigionamento idrico. I funzionari del Colorado hanno stabilito che la perdita era una riserva di metano naturale che si era infiltrata nel pozzo del proprietario della casa e non a causa del fracking. Tuttavia, ci sono stati casi legati al fracking in cui il metano ha raggiunto le forniture d'acqua e le società del gas che hanno dovuto ammettere la propria responsabilità e pagare pesanti multe per la loro negligenza [fonte: McGraw ].
Fai benzina
Come puoi immaginare, ci sono alcuni critici piuttosto seri del fracking. Ma prima di entrare nelle insidie dell'operazione, affrontiamo alcuni dei vantaggi descritti dai sostenitori.
Tanto per cominciare, molti sottolineano che il fracking fornisce alle persone un sacco di risorse accessibili che normalmente sono intrappolate nei pori della roccia.
Ci sono anche argomenti ambientali: invece di perforare molti pozzi, il processo prevede la perforazione di un pozzo che scaturisce orizzontalmente, il che presenta vantaggi sul paesaggio di superficie. Le stime dicono che oggi è necessario accedere al 90 percento dei pozzi di gas naturale tramite fracking [fonte: Bateman ]. Inoltre, si sostiene anche che il gas naturale sia un combustibile più ecologico del petrolio o del carbone, ed è vero: brucia in modo più pulito, con emissioni di anidride carbonica, ossido di azoto e ossido di zolfo drasticamente ridotte [fonte: EPA ]. (Vedremo nella prossima sezione alcuni argomenti contro la natura "pulita" del fracking.)
Aziende come Chesapeake Energy e Halliburton si affrettano a sottolineare che ogni volta che gli Stati Uniti stanno riducendo la loro dipendenza dal petrolio estero , è vantaggioso per le aziende ei consumatori americani. E non c'è dubbio che il fracking idraulico abbia avuto successo nell'ottenere gas naturale nazionale negli Stati Uniti: da 1,1 milioni di operazioni di fracking negli ultimi 60 anni, gli americani hanno ricevuto circa 600 trilioni di piedi cubi (quasi 17 trilioni di metri cubi) di gas naturale [fonte: Halliburton ].
E non possiamo dimenticare la creazione di posti di lavoro e il suo amico, le entrate. Il Dipartimento per la conservazione ambientale dello Stato di New York ha stimato che se lo stato riaprisse le porte al fracking (ha istituito un divieto al fracking nel 2008), verrebbero creati 17.6000 posti di lavoro e si accumulerebbero 125 milioni di dollari di entrate fiscali [fonte: Schaefer ] . Il fracking - e l'industria petrolifera e mineraria in generale - non è un'operazione mamma-e-pop. Ci sono un sacco di soldi in esso, e questa è una motivazione sufficiente per alcuni. Quella grande vincita non si verifica però per gli operatori che accidentalmente attingono alle forniture d'acqua o distruggono proprietà con incidenti. Per questo motivo, si potrebbe sostenere che il payout costringerà effettivamente gli operatori a seguire pratiche sicure ed etiche [fonte: Groundwater Protection Council ].
Regioni di scisto
Mentre negli Stati Uniti si trovano grandi riserve di gas naturale, ci sono alcune grandi aree conosciute come regioni di scisto . Questi includono la regione di Marcellus (che copre parti dell'Ohio, Pennsylvania, West Virginia, Maryland e New York), la regione dello scisto di Antrim nel Michigan e il campo di scisto di Barnett in Texas.
Nessun modo di fratturare

Finora abbiamo discusso solo della logistica e dei vantaggi della fratturazione idraulica. Ma il fracking non è esattamente una schiacciata quando si tratta di sicurezza. In effetti, per quasi tutti gli argomenti che abbiamo avanzato nell'ultima sezione per il fracking, c'è un controsenso piuttosto virulento.
Per uno, il fracking è ancora un'operazione di mining hard-core. Ciò significa che la perforazione - e i camion, le pompe, i trasporti e i contenitori di stoccaggio - saranno ancora tutti presenti nel sito, insieme alle relative infrastrutture necessarie. Sebbene le compagnie del gas siano ansiose di far sembrare che trovare gas naturale nei terreni agricoli sarebbe una manna dal cielo per gli agricoltori a corto di soldi, ci sono anche problemi di gasdotti che causano danni ai raccolti e attrezzature che distruggono le strade [fonte: Schaefer ].
Una delle maggiori lamentele sul fracking non è l'atto in sé, ma il fluido che viene pompato nel pozzo per causare fratture. Gli additivi chimici costituiscono lo 0,5-2,0 percento della miscela di sabbia e acqua [fonte: EarthWorks ]. Gli additivi includono acidi per aiutare a dissolvere minerali, sostanze chimiche presenti nei detersivi, disinfettanti e detergenti per la casa [fonte: McGraw ]. Tieni presente che vengono utilizzati milioni di galloni di roba; 4 milioni di galloni (15 milioni di litri) di fluido di fracking equivarrebbero quindi a 300 tonnellate di additivi chimici [fonte: EarthWorks ]. Una grande preoccupazione è che questi fluidi rimangano nel terreno e si riversino nel suolo e nelle acque sotterranee. (Per non parlare del potenziale di fuoriuscite di superficie.)
Dopo che si è verificata la frattura, ci sono più preoccupazioni. Le minuscole fessure possono viaggiare lontano, il che implica che tecnicamente potrebbero finire per rompersi in una rete idrica . (Anche se questo non è stato ancora documentato, potenziali casi sono allo studio [fonte: McGraw ]). Ciò significa che il petrolio o il gas naturale potrebbero entrare nell'acqua potabile.
C'è anche il problema delle enormi quantità di acque reflue generate. Miliardi di galloni di acque reflue devono essere smaltiti ogni anno. Spesso, ciò significa trattarlo presso impianti di acque reflue locali - con successivo rilascio nelle acque superficiali [fonte: NRDC ]. Alcuni evaporano anche dalle sostanze chimiche più volatili nel composto, il che significa che, nonostante tutti i discorsi sul "gas naturale a combustione pulita", ci sono problemi di inquinamento atmosferico quando si tratta di estrarre il gas (per non parlare delle autocisterne, dei camion e delle attrezzature che sono sulla strada, il che non aiuta l'inquinamento ) [fonte: EarthWorks ].
E uno dei problemi che esploreremo nel prossimo capitolo è che nessuno è abbastanza sicuro di quanto sia dannoso tutto questo.
Futuro del fracking

Sebbene un uso semplificato del fracking sia in circolazione dalla metà del 1800, è stato solo negli ultimi due decenni che la tecnologia del fracking si è sviluppata in modo tale da poter raggiungere una scala economica e commerciale. Teniamo presente che oltre il 90 per cento del gas naturale degli Stati Uniti proviene da fonti nazionali ; sebbene gli Stati Uniti non abbiano lo stesso tipo di riserve che possiedono i paesi del Medio Oriente ricchi di petrolio, hanno abbastanza energia per alimentare ogni dispositivo alimentato a gas naturale per i prossimi 20 anni [fonte: McGraw ].
Poiché il fracking per il gas di scisto è un'impresa così nuova, i critici lamentano la mancanza di ricerca e di pesanti studi scientifici che (a detta di tutti) dovrebbero accompagnare cose così inebrianti. Ma la ricerca è in corso, che dà più sfumature a entrambi i lati della questione. Un'affermazione che è emersa di recente è che il fracking provoca una tale volatilità nel sottosuolo che i terremoti derivano dall'enorme pressione dell'acqua pompata all'interno. Il Consiglio nazionale delle ricerche non è riuscito a trovare alcuna prova a sostegno dell'affermazione, ma non tirate fuori il vostro trapano ancora: il gruppo ha scoperto che l'acqua che veniva lanciata dai pozzi nei serbatoi di stoccaggio era collegata a piccoli terremoti [fonte: Associated Press ]. Quindi i terremoti stavano accadendo, ma la loro causa era diversa da quella prevista.
È difficile negare, nel bene o nel male, che il fracking abbia a dir poco rivoluzionato l'industria mineraria. A causa del fracking, gli Stati Uniti hanno visto aumentare la loro produzione di petrolio. Entro il 2013, gli Stati Uniti dovrebbero produrre 11,4 milioni di barili di petrolio al giorno, rivaleggiando con i principali 11,6 milioni di barili dell'Arabia Saudita [fonte: Associated Press ]. Exxon Mobil Corp. e Chesapeake Energy prevedono di perforare decine di migliaia di pozzi in più entro il 2020 e le implicazioni nazionali hanno indotto il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti a essere maggiormente coinvolto nelle indagini su pratiche e sicurezza [fonte: Kirkland e ClimateWire].
Inoltre è difficile non essere d'accordo? Assicurarsi che i composti chimici e le pratiche utilizzate nel fracking siano sicuri per coloro che lavorano e vivono nelle aree colpite. I dirigenti della Halliburton hanno fatto notizia nel 2011 quando uno di loro ha bevuto fluido da fracking per dimostrarne la sicurezza. E anche se sembra sciocco, puoi dare credito all'azienda per aver affermato che aveva effettivamente cambiato la composizione del fluido di fratturazione, quindi i materiali in esso contenuti provenivano dall'industria alimentare [fonte: Tsai ]. Il suo nuovo fluido per fracking CleanStim promette un rischio ridotto di esposizione chimica e, insieme al nuovo trattamento dell'acqua e alle nuove risorse di mitigazione batterica, costituisce la nuova tecnologia CleanSuite che Halliburton spera possa alleviare le preoccupazioni per la salute e l'ambiente relative al fracking [fonte: Halliburton ].
Suona bene e bene, ma è innegabile che ci vorrà molto più studio per convincere tutti che il fracking è sicuro.
Molte più informazioni
Nota dell'autore: come funziona il fracking
È difficile non dire "Sì, ma..." a ogni lato del dibattito sul fracking. Aiuterà con la dipendenza degli Stati Uniti dal petrolio estero? Sì, ma non ha ancora un track record su cui basarsi dal punto di vista ambientale. Le tonnellate di additivi chimici spinti nel terreno possono potenzialmente contaminare? Sì, ma si suppone che le compagnie energetiche siano impegnate a rendere sicuri quegli additivi. Mi sembrerebbe che chiunque sia certo della sua posizione intransigente sul fracking probabilmente non sta ammettendo quanto sia sfumato l'argomento. La cosa migliore che puoi fare è tenerti aggiornato leggendo e ricercando nuovi sviluppi man mano che il fracking viene introdotto nelle nostre comunità.
articoli Correlati
- Come funziona la trivellazione petrolifera
- 5 Miglioramenti nella trivellazione petrolifera offshore
- Storia illustrata dell'energia
- Possiamo sfruttare l'energia di tornado e uragani?
- 10 idee per combustibili alternativi che non sono mai uscite dal laboratorio
Fonti
- Associated Press. "Gli scienziati collegano pozzi profondi al tremendo mortale in Spagna". Radio pubblica nazionale. 21 ottobre 2012 (31 ottobre 2012) http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=163349929
- Associated Press. "Gli Stati Uniti potrebbero presto diventare il primo produttore mondiale di petrolio". Radio pubblica nazionale. 23 ottobre 2012 (31 ottobre 2012) http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=163481930
- Bateman, Cristoforo. "Un colossale pasticcio di fracking". Fiera della vanità. 21 giugno 2010. (31 ottobre 2012) http://www.vanityfair.com/business/features/2010/06/fracking-in-pennsylvania-201006
- Chesapeake Energia. "Scheda informativa sulla frattura idraulica". Chesapeake Energia. 2012. (31 ottobre 2012) http://www.chk.com/Media/Educational-Library/Fact-Sheets/Corporate/Hydraulic_Fracturing_Fact_Sheet.pdf
- Chesapeake Energia. "Fatti di fratturazione idraulica". Fratturazione idraulica.com. (31 ottobre 2012) http://www.hydraulicfracturing.com/Process/Pages/information.aspx
- Associazione del petrolio e del gas del Colorado. "White paper sulla frattura idraulica". 25 luglio 2011. (13 novembre 2012) http://www.coga.org/pdfs_facts/Hydraulic%20Fracturing%204.pdf
- Commissione per la conservazione del petrolio e del gas del Colorado. "Risposta Gasland". (31 ottobre 2012) http://cogcc.state.co.us/library/GASLAND%20DOC.pdf
- EarthWorks. "Fratturazione idraulica 101." Earthworksaction.org. (31 ottobre 2012) http://www.earthworksaction.org/issues/detail/hydraulic_fracturing_101
- Energia in profondità. "Sito web." Associazione petrolifera indipendente d'America. 2012. (31 ottobre 2012) http://www.energyindepth.org/whats-eid/
- Agenzia per la protezione dell'ambiente (EPA). "Informazioni di base sulla frattura idraulica". Governo degli Stati Uniti. 9 maggio 2012. (31 ottobre 2012) http://water.epa.gov/type/groundwater/uic/class2/hydraulicfracturing/wells_hydrowhat.cfm
- Agenzia per la protezione ambientale. "Gas naturale." Governo degli Stati Uniti. 17 ottobre 2012. (1 novembre 2012) http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-and-you/affect/natural-gas.html
- Aria fresca con Terry Gross. "Josh Fox: Living in the middle of a" Gasland. "National Public Radio. 10 giugno 2010. (31 ottobre 2012) http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId= 127593937
- Gasland. "Sito web." Gaslandthemovie.com. (31 ottobre 2012) http://www.gaslandthemovie.com/
- Granberg, Al. "Cos'è il fracking idraulico?" ProPublica.com. (31 ottobre 2012) http://www.propublica.org/special/hydraulic-fracturing-national
- Consiglio per la protezione delle acque sotterranee e tutta la consulenza. "Sviluppo del gas di scisto moderno negli Stati Uniti: un primer". Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, Office of Fossil Energy e National Energy Technology Laboratory. Aprile 2009. (31 ottobre 2012) http://www.netl.doe.gov/technologies/oil-gas/publications/epreports/shale_gas_primer_2009.pdf
- Halliburton. "Fratturazione idraulica 101." 2012. (31 ottobre 2012) http://www.halliburton.com/public/projects/pubsdata/hydraulic_fracturing/fracturing_101.html
- Helms, Lynn. "Nozioni di base su Bakken". Dipartimento delle risorse minerarie del Nord Dakota. (31 ottobre 2012) http://www.ndoil.org/image/cache/BakkenBasicsWBPC0522242012.pptx
- Kirkland, Joel e ClimateWire. "Il Dipartimento dell'Energia entra nel dibattito sul fracking". Scientifico americano. 26 luglio 2011. (1 novembre 2012) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=department-of-energy-wades-into-fracking-debate
- Lustgarten, Abramo. "Nei nuovi pozzi di gas, più sostanze chimiche di perforazione rimangono sotterranee". ProPublica. 27 dicembre 2009. (31 ottobre 2012) https://www.propublica.org/article/new-gas-wells-leave-more-chemicals-in-ground-hydraulic-fracturing
- Lustgarten, Abramo. "Perforazione di gas naturale: cosa non sappiamo". ProPublica.com. 31 dicembre 2009. (31 ottobre 2012) http://www.propublica.org/article/natural-gas-drilling-what-we-dont-know-1231
- McGraw, Seamus. "Il fracking è sicuro? Le prime 10 affermazioni controverse sulle perforazioni di gas naturale". Meccanica popolare. 2012. (31 ottobre 2012) http://www.popularmechanics.com/science/energy/coal-oil-gas/top-10-myths-about-natural-gas-drilling-6386593#slide-1
- Laboratorio Nazionale di Tecnologie Energetiche. "Gas di scisto". Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. marzo 2011. (31 ottobre 2012) http://www.netl.doe.gov/technologies/oil-gas/publications/brochures/Shale_Gas_March_2011.pdf
- Consiglio per la difesa delle risorse naturali. "Cinque metodi di smaltimento primari per il fracking delle acque reflue non riescono a proteggere la salute pubblica". NRDC.org. 9 maggio 2012. (31 ottobre 2012) http://www.nrdc.org/media/2012/120509.asp
- NoFracking.com. "Sito web." 2012. (31 ottobre 2012) http://nofracking.com/
- Schaefer, Keith. "Futuro del fracking: acque reflue così pulite da poterle bere?" Il monitor della scienza cristiana. 14 settembre 2012. (31 ottobre 2012) http://www.csmonitor.com/Environment/Energy-Voices/2012/0914/Future-of-fracking-wastewater-so-clean-you-can-drink -esso
- Svoboda, Elisabetta. "I fatti concreti sul fracking." Meccanica popolare. 13 dicembre 2010. (31 ottobre 2012) http://www.popularmechanics.com/science/energy/coal-oil-gas/the-hard-facts-about-fracking
- Questa vita americana. "Game Changer (trascrizione)." I media pubblici di Chicago e l'Ira Glass. 8 luglio 2011. (31 ottobre 2012) http://www.thisamericanlife.org/radio-archives/episode/440/transcript
- Tsai, Caterina. "Il dirigente della Halliburton beve fluido da fracking alla conferenza." Huffington Post. 22 agosto 2011. (31 ottobre 2012) http://www.huffingtonpost.com/2011/08/22/halliburton-executive-drinks-fracking-fluid_n_933621.html
- Williams, Carol J. "La miniera d'oro del gas degli Stati Uniti dal fracking si diffonde lentamente a livello globale". Los Angeles Times. 24 ottobre 2012. (31 ottobre 2012) http://latimesblogs.latimes.com/world_now/2012/10/us-boon-from-shale-gas-fracking-holds-little-global-promise.html