Como funciona o Fracking Hidráulico

Talvez você já tenha ouvido falar que temos uma crise de energia?

Com os preços do gás tumultuados e a dependência de combustíveis fósseis insustentáveis ​​em alta, há uma necessidade desesperada de encontrar fontes alternativas de energia . E sejamos honestos, a maioria dos produtores de energia também não ficaria chateada em simplesmente encontrar mais fontes de combustíveis fósseis.

O fraturamento hidráulico - ou hidrofraccionamento , ou simplesmente fraturamento hidráulico - é uma maneira de chegarmos a reservas "escondidas" de gás natural, petróleo e até água. Parece extremamente complicado (e é, de fato, uma façanha muito legal da ciência e da engenharia), mas o fracking é um processo bastante simples. Bem no subsolo (estamos falando cerca de 7.000 pés/2.133 metros abaixo da superfície), rochas como o xisto podem conter gases, água ou óleo em seus poros. O fracking hidráulico move esse recurso dos poros das rochas para os poços produtores [fonte: ProPublica ].

Isso é feito criando "veias" horizontais de um poço vertical e, em seguida, bombeando esse poço horizontal cheio de água (além de areia e alguns aditivos químicos) a uma pressão extremamente alta. Isso causa fissuras na rocha que se ramificam, liberando gás, óleo ou água nas rachaduras criadas. Os gases e óleos são forçados para os poços horizontais e, em seguida, fluem para os tanques de armazenamento com a água que retorna.

Então é bom velejar a partir daí! O mundo consegue pegar alguns recursos energéticos difíceis de alcançar e todos ganham, certo? Exceto, é claro, que o processo é extremamente repleto de preocupações ambientais e de segurança. De alegações de contaminação de águas subterrâneas a relatos de terras dizimadas, os críticos têm uma lista crescente de medos quando se trata de fraturamento hidráulico.

Neste artigo, vamos nos aprofundar para detalhar a mecânica do fraturamento hidráulico. Também analisaremos os efeitos - positivos e negativos - que o fracking pode trazer para o meio ambiente e as comunidades, enquanto observamos o futuro do fracking.

1. Fraturamento em profundidade
2. Abastecimento de gás
3. Sem forma de fraturamento
4. Futuro do Fracking

Para entender por que o fracking foi desenvolvido, imagine uma operação de perfuração tradicional . Um poço funciona muito bem se estivermos explorando uma grande piscina de gás ou água no subsolo, permitindo bombear o recurso do reservatório. Mas quando o recurso que estamos tentando capturar está preso firmemente nos poros do xisto, como podemos liberá-lo e trazê-lo para a superfície?

Começa de maneira bem parecida: um poço profundo é perfurado. A Chesapeake Energy estima que a profundidade média de seus poços seja de 7.700 pés/2.347 metros (aproximadamente seis Empire State Buildings empilhados de ponta a ponta [fonte: Chesapeake Energy ]). A Colorado Oil and Gas Association dá o diâmetro do buraco em 12,25 polegadas (31 centímetros). Quando o poço atinge a profundidade certa, ele faz uma curva à direita ou à esquerda (referido como ponto de partida ) e se torna horizontal. Essa seção horizontal pode abranger 1.000 a 6.000 pés, ou 305 a 1.829 metros [fonte: EPA ].

O revestimento de aço se encaixa no poço , também conhecido como o furo perfurado. O aço destina-se a proteger as águas subterrâneas e a área circundante de qualquer potencial vazamento durante o fraturamento hidráulico. Na seção horizontal do poço, o aço é perfurado com uma ferramenta que pode penetrar no aço e no cimento do poço para criar pequenos orifícios para a água ou pequenas partículas escaparem - muito parecido com o coador de sua cozinha. Nesse ponto, uma solução de água (que exploraremos mais adiante) é bombeada a uma pressão extremamente alta.

Quando a solução atinge os pontos perfurados, o líquido é demais para a rocha absorver e a rocha racha. Leva de três a dez dias para que o fraturamento seja concluído [fonte: Halliburton ]. Aditivos e areia encontrados na mistura de água mantêm essas fissuras abertas, permitindo que o gás (ou qualquer outro recurso) escape e seja trazido à superfície na água que é bombeada de volta e separada. Esses recursos podem fluir das rachaduras por anos ou potencialmente décadas [fonte: Energy in Depth ]. O efluente é armazenado e tratado, bombeado para poços de injeção ou reciclado; também é armazenado em poços ao ar livre ou usado em estradas [fonte: NRDC ].

O equipamento usado no fracking é (previsivelmente) pesado. Tenha em mente que são necessários cerca de 200 caminhões-tanque para trazer 1 milhão de galões (3,8 milhões de litros) de água para um poço, e que leitos de xisto mais profundos podem exigir de 2 a 10 milhões de galões (7,6 a 37,9 milhões de litros) de água [fontes: EarthWorks , ProPublica ]. Dezenas de "caminhões-bomba" sozinhos são necessários para lançar a solução pressurizada no poço [fonte: Energy in Depth ].

Antes de chegarmos a alguns dos problemas associados ao fraturamento hidráulico, vamos dar uma olhada em algumas razões pelas quais as pessoas estão tão entusiasmadas.

Gaslândia

O documentário indicado ao Oscar de 2010 "Gasland" contou a história de moradores afetados pelo fraturamento hidráulico em suas comunidades. Muitos se lembram da imagem (literalmente) incendiária de um homem acendendo fogo na água da torneira - supostamente de gás natural contaminando o abastecimento de água. Autoridades no Colorado determinaram que o vazamento era uma reserva natural de metano que se infiltrou no poço do proprietário, e não devido a fraturamento hidráulico. No entanto, houve casos relacionados ao fracking de metano atingindo os suprimentos de água - e empresas de gás que tiveram que admitir sua responsabilidade e pagar pesadas multas por sua negligência [fonte: McGraw ].

Como você pode imaginar, existem alguns críticos bastante sérios do fracking. Mas antes de entrarmos nas armadilhas da operação, vamos abordar algumas das vantagens que os proponentes descrevem.

Para começar, muitos apontam que o fracking fornece às pessoas muitos recursos acessíveis que normalmente ficam presos nos poros da rocha.

Há argumentos ambientais também: em vez de perfurar muitos poços, o processo envolve perfurar um poço que se projeta horizontalmente, o que tem vantagens na paisagem da superfície. Estimativas dizem que 90% dos poços de gás natural hoje devem ser acessados ​​por meio de fraturamento [fonte: Bateman ]. Além disso, também se argumenta que o gás natural é um combustível mais ecológico do que o petróleo ou o carvão, e isso é verdade: ele queima de forma mais limpa, com emissões drasticamente reduzidas de dióxido de carbono, óxido de nitrogênio e óxido de enxofre [fonte: EPA ]. (Veremos na próxima seção alguns argumentos contra a natureza "limpa" do fracking.)

Empresas como Chesapeake Energy e Halliburton também são rápidas em apontar que sempre que os EUA estão reduzindo sua dependência do petróleo estrangeiro , é vantajoso para empresas e consumidores americanos. E não há dúvida de que o fraturamento hidráulico foi bem-sucedido em obter gás natural doméstico dos EUA: de 1,1 milhão de operações de fraturamento nos últimos 60 anos, os americanos receberam cerca de 600 trilhões de pés cúbicos (quase 17 trilhões de metros cúbicos) de gás natural [fonte: Halliburton ].

E não podemos esquecer a geração de empregos e seu amigo, a receita. O Departamento de Conservação Ambiental do Estado de Nova York estimou que, se o estado reabrisse suas portas ao fracking (instituiu a proibição do fracking em 2008), 17.600 empregos seriam criados e US$ 125 milhões em receita tributária seriam acumulados [fonte: Schaefer ] . Fracking - e a indústria de petróleo e mineração em geral - não é uma operação familiar. Há muito dinheiro nisso, e isso é motivação suficiente para alguns. Esse grande pagamento não acontece para os operadores que acidentalmente tocam no abastecimento de água ou destroem propriedades com acidentes. Por esse motivo, pode-se argumentar que o pagamento vai realmente obrigar os operadores a seguir práticas seguras e éticas [fonte: Conselho de Proteção de Águas Subterrâneas ].

Regiões de xisto

Embora grandes reservas de gás natural ocorram em todos os EUA, existem algumas grandes áreas conhecidas como regiões de xisto . Estes incluem a região de Marcellus (que abrange partes de Ohio, Pensilvânia, Virgínia Ocidental, Maryland e Nova York), a região de xisto de Antrim em Michigan e o campo de xisto de Barnett no Texas.

Até agora, discutimos apenas a logística e os benefícios do fraturamento hidráulico. Mas o fracking não é exatamente um slam dunk quando se trata de segurança. Na verdade, para praticamente todos os argumentos que apresentamos na última seção sobre fracking, há um contador bastante virulento.

Por um lado, o fracking ainda é uma operação de mineração pesada. O que significa que a perfuração - e os caminhões, bombas, transportes e contêineres de armazenamento - ainda estarão presentes no local, juntamente com a infraestrutura relacionada necessária. Embora as empresas de gás estejam ansiosas para fazer parecer que encontrar gás natural em terras agrícolas seria uma dádiva de Deus para agricultores sem dinheiro, também há os problemas de dutos que causam danos às plantações e equipamentos que rasgam estradas [fonte: Schaefer ].

Uma das maiores reclamações sobre o fracking não é o ato em si, mas o fluido que é bombeado no poço para causar fraturas. Os aditivos químicos constituem 0,5-2,0 por cento da mistura de areia e água [fonte: EarthWorks ]. Os aditivos incluem ácidos para ajudar a dissolver minerais, produtos químicos encontrados em detergentes, desinfetantes e produtos de limpeza domésticos [fonte: McGraw ]. Tenha em mente que milhões de galões do material são usados; 4 milhões de galões (15 milhões de litros) de fluido de fraturamento seriam equivalentes a 300 toneladas de aditivos químicos [fonte: EarthWorks ]. Uma grande preocupação é que esses fluidos permaneçam no solo e sejam lixiviados no solo e nas águas subterrâneas. (Sem mencionar o potencial de derramamentos de superfície.)

Depois que o fraturamento ocorre, há mais preocupações. As pequenas fissuras podem viajar para longe, o que implica que tecnicamente podem acabar rachando em um abastecimento de água . (Embora isso ainda não tenha sido documentado, casos em potencial estão sendo estudados [fonte: McGraw ]). Isso significa que o petróleo ou o gás natural podem entrar na água potável.

Há também o problema das enormes quantidades de águas residuais geradas. Bilhões de galões de águas residuais precisam ser descartados anualmente. Muitas vezes, isso significa tratá-lo em estações de tratamento de águas residuais locais – com posterior liberação nas águas superficiais [fonte: NRDC ]. Alguns também evaporam os produtos químicos mais voláteis do composto, o que significa que, apesar de toda a conversa sobre "gás natural de queima limpa", há preocupações com a poluição do ar quando se trata da mineração do gás (sem mencionar os caminhões-tanque, caminhões e equipamentos que estão na estrada, o que não ajuda na poluição ) [fonte: EarthWorks ].

E um dos problemas que exploraremos no próximo capítulo é que ninguém tem certeza de quão prejudicial tudo isso é.

Embora o uso simplificado do fracking exista desde meados de 1800, foi realmente apenas nas últimas duas décadas que a tecnologia do fracking se desenvolveu de tal forma que uma escala econômica e comercial poderia ser alcançada. Tenhamos em mente que mais de 90% do gás natural dos EUA vem de fontes domésticas ; embora os EUA não tenham o mesmo tipo de reservas que os países ricos em petróleo do Oriente Médio possuem, eles têm energia suficiente para alimentar todos os dispositivos movidos a gás natural pelos próximos 20 anos [fonte: McGraw ].

Como o fracking para gás de xisto é um empreendimento tão novo, os críticos lamentam a falta de pesquisas e estudos científicos pesados ​​que (segundo todos os relatos) devem acompanhar essas coisas inebriantes. Mas pesquisas estão sendo feitas, o que dá mais nuances aos dois lados da questão. Uma alegação que surgiu recentemente é que o fracking causa tanta volatilidade no subsolo que os terremotos surgem da enorme pressão da água sendo bombeada. perfurar ainda: O grupo descobriu que a água que estava sendo lançada dos poços para os tanques de armazenamento estava ligada a pequenos terremotos [fonte: Associated Press ]. Então terremotos estavam acontecendo, mas sua causa era diferente do previsto.

É difícil negar - para o bem ou para o mal - que o fracking revolucionou a indústria de mineração. Devido ao fracking, os EUA viram sua produção de petróleo disparar. Em 2013, os EUA devem produzir 11,4 milhões de barris de petróleo por dia – rivalizando com os 11,6 milhões de barris da Arábia Saudita [fonte: Associated Press ]. A Exxon Mobil Corp. e a Chesapeake Energy esperam perfurar dezenas de milhares de poços até 2020, e as implicações nacionais fizeram com que o Departamento de Energia dos EUA se envolvesse mais na investigação de práticas e segurança [fonte: Kirkland and ClimateWire].

Também é difícil discordar? Certificando-se de que os compostos químicos e as práticas usadas no fracking são seguras para aqueles que trabalham e vivem nas áreas afetadas. Executivos da Halliburton foram manchetes em 2011 quando um deles bebeu fluido de fraturamento hidráulico para provar sua segurança. E embora pareça bobo, você pode dar crédito à empresa por afirmar que ela realmente mudou a composição do fluido de fraturamento, de modo que os materiais nele foram adquiridos da indústria de alimentos [fonte: Tsai ]. Seu novo fluido de fraturamento CleanStim promete um risco reduzido de exposição a produtos químicos e - junto com novos recursos de tratamento de água e mitigação de bactérias - compõem a nova tecnologia CleanSuite que a Halliburton espera que alivie as preocupações com a saúde e o meio ambiente sobre o fraturamento [fonte: Halliburton ].

Parece muito bom, mas é inegável que será preciso muito mais estudo para convencer a todos que o fracking é seguro.

Nota do autor: como funciona o fracking

É difícil não dizer "Sim, mas..." para todos os lados do debate sobre o fracking. Isso ajudará com a dependência dos EUA em relação ao petróleo estrangeiro? Sim, mas ainda não tem um histórico para se sustentar ambientalmente. As toneladas de aditivos químicos que estão sendo empurrados para o solo têm potencial de contaminação? Sim, mas as empresas de energia supostamente se dedicam a tornar esses aditivos seguros. Parece-me que qualquer pessoa que tenha certeza de sua posição linha-dura sobre o fracking provavelmente não está admitindo o quão sutil é o assunto. A melhor coisa que você pode fazer é manter-se atualizado lendo e pesquisando novos desenvolvimentos à medida que o fracking é introduzido em nossas comunidades.

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