Qué es el Fracturamiento Hidráulico? #Fracking

El fracturamiento hidráulico produce fracturas en la formación de rocas que estimulan el flujo de gas natural o petróleo, aumentando los volúmenes que pueden recuperarse. Los pozos pueden perforarse verticalmente a cientos o miles de pies por debajo de la superficie terrestre y pueden incluir secciones horizontales o direccionales que se extienden a miles de pies.

Las fracturas se crean al bombear grandes cantidades de fluidos a alta presión en un pozo y en la formación de roca objetivo. El fluido de fracturamiento hidráulico comúnmente consiste en agua, aditivos y aditivos químicos que abren y agrandan las fracturas dentro de la formación de roca. Estas fracturas pueden extenderse a varios cientos de pies de distancia del pozo. Los apuntalantes (arena, bolitas de cerámica u otras pequeñas partículas incompresibles) mantienen abiertas las fracturas recién creadas.

Una vez que se completa el proceso de inyección, la presión interna de la formación de roca hace que el fluido regrese a la superficie a través del pozo. Este fluido se conoce como “flujo de retorno” y “agua producida” y puede contener los productos químicos inyectados más los materiales naturales tales como salmueras, metales, radionúclidos e hidrocarburos. 

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El flujo de retorno y el agua producida generalmente se almacenan en el sitio en tanques o fosas antes del tratamiento, la eliminación o el reciclaje. En muchos casos, se inyecta bajo tierra para su eliminación. En áreas donde eso no es una opción, puede tratarse, reutilizarse o procesarse en una instalación de tratamiento de aguas residuales y luego descargarse en aguas superficiales.

WIKIPEDIA

La fracturación hidráulica, fractura hidráulica o estimulación hidráulica (también conocida por el término en inglés fracking) es una técnica para posibilitar o aumentar la extracción de gas y petróleo del subsuelo.

La técnica consiste en la perforación de un pozo vertical u
horizontal, entubado y cementado, a más de 2500 metros de profundidad,
con el objetivo de generar uno o varios canales de elevada permeabilidad
a través de la inyección de agua a alta presión, de modo que supere la
resistencia de la roca y abra una fractura controlada en el fondo del
pozo, en la sección deseada de la formación contenedora del hidrocarburo.
Esta agua a presión es mezclada con algún material apuntalante y
productos químicos, con el objetivo de ampliar las fracturas existentes
en el sustrato rocoso que encierra el gas o el petróleo, y que son
típicamente menores de 1 mm, y favorecer así su salida hacia la
superficie.

Se estima que en 2010 esta técnica estaba presente en aproximadamente el 60 % de los pozos de extracción en uso.   Debido a que el aumento del precio de los combustibles fósiles ha hecho económicamente rentables estos métodos, se ha propagado su empleo en los últimos años, especialmente en los Estados Unidos.

Los partidarios de la fracturación hidráulica argumentan que la
técnica no tiene mayores riesgos que cualquier otra tecnología utilizada
por la industria, e inciden en los beneficios económicos de las vastas
cantidades de hidrocarburos previamente inaccesibles, que esta nueva técnica permite extraer.

 
La industria argumenta que aquellos casos excepcionales en los que se
haya podido producir contaminación, ha sido debido al uso de malas
prácticas como defectos en la construcción de los pozos o en el
tratamiento de aguas residuales, pero no de la fracturación hidráulica
en sí misma.

Sus oponentes, en cambio, señalan el impacto medioambiental de esta técnica, que en su opinión incluye la contaminación de acuíferos, elevado consumo de agua, contaminación de la atmósfera,
contaminación sonora, migración de los gases y productos químicos
utilizados hacia la superficie, contaminación en la superficie debida a
vertidos, y los posibles efectos en la salud derivados de ello. También argumentan que se han producido casos de incremento en la
actividad sísmica, la mayoría asociados con la inyección profunda de
fluidos relacionados con el fracking.

Por estas razones, la fracturación hidráulica ha sido objeto de atención internacional, siendo fomentada en algunos países,  mientras que otros han impuesto moratorias a su uso o la han prohibido. ​
Reino Unido levantó su moratoria en el año 2012 y en la actualidad
apuesta de manera decidida por esta industria como modo de crear empleo,
asegurar el suministro energético y avanzar hacia un sistema bajo en
carbono.

La Comisión Europea
emitió el 24 de enero de 2014 unas Recomendaciones a los países
miembros que deseen explorar y producir hidrocarburos no convencionales
utilizando la fracturación hidráulica para garantizar la protección
adecuada del medio ambiente.

Pozo de extracción mediante fracturación hidráulica de ExxonMobil en Alemania.

 

Historia

Principales bolsas de gas natural en el subsuelo de Estados Unidos.

Las inyecciones en el subsuelo para favorecer la extracción de petróleo se remontan hasta 1860, en la costa este norteamericana, empleando por aquel entonces nitroglicerina. En 1930 se empezaron a utilizar ácidos en lugar de materiales explosivos, pero es en 1947 cuando se estudia por primera vez la posibilidad de utilizar agua. Este método empezó a aplicarse industrialmente en 1949 por la empresa Stanolind Oil

En la Unión Soviética,
el primer pozo de fracturación hidráulica se llevó a cabo en 1952.
Otros países en Europa y el norte de África emplearon técnicas de
fracturación, incluyendo Noruega, Polonia, Checoslovaquia, Yugoslavia,
Hungría, Austria, Francia, Italia, Bulgaria, Rumania, Turquía, Túnez y
Argelia. 
 

Actualmente se considera a George P. Mitchell como el ‘padre’ de
la moderna industria del fracking, al conseguir su viabilidad económica
en el yacimiento conocido como Barnett Shale, reduciendo sus costes hasta los 4 dólares por millón de BTU (British Thermal Units). Su empresa, Mitchell Energy, consiguió la primera fracturación hidráulica comercial en 1998.

En Estados Unidos se estima que la generalización de este método
ha aumentado las reservas probadas de gas cerca de un 47 % en cuatro
años y en 11 % la estimación de existencia de petróleo.

El avance de esta técnica ha permitido al país aumentar un 35 % la
producción de gas natural desde 2005 y eliminar la necesidad de las
importaciones. En cuanto al petróleo, la producción se ha incrementado
en un 45 % desde 2010, lo que ha convertido de nuevo a Estados Unidos en
el segundo productor de petróleo del mundo. Los hidrocarburos no
convencionales suponen ya una aportación de 430 000 millones de dólares
al PIB y la creación de 2,7 millones de empleos, con salarios que
duplican la media de Estados Unidos; al mismo tiempo, el precio del gas
natural es tres veces más barato que el de la mayoría de los países
industrializados.

Además, en ese país, en 2012 se crearon gracias a los
hidrocarburos no convencionales extraídos a través de la fractura
hidráulica 2,1 millones de empleos y contribuyó en 283 000 millones de
dólares a su economía. Asimismo, según un informe  financiado por la industria del fracking,  se crearán 3,3 millones de nuevos empleos y sumará 468 000 millones de
dólares al crecimiento de Estados Unidos al final de la década.

Algunos geólogos, sin embargo, opinan que la productividad de los
pozos explotados mediante fracturación hidráulica están inflados y
minimizan el impacto que tendrá sobre la producción la significativa
reducción en la productividad de los pozos que tiene lugar después del
primer o segundo año de operación.

Una investigación llevada a cabo en junio de 2011 por el periódico New York Times,
con acceso a documentos internos y correos electrónicos, encontró que
la rentabilidad de la extracción mediante fracturación hidráulica puede
ser mucho menor de lo inicialmente previsto, debido a que las compañías
del sector han sobrevalorado intencionadamente los datos de
productividad de sus pozos así como el tamaño de sus reservas.

 

Por otro lado, los optimistas informes y estimaciones de las
empresas del sector energético contrastan con los informes negativos a
corto y medio plazo de las organizaciones ecologistas
que estiman que el irreversible impacto ambiental en forma de
contaminación de acuíferos y otros parámetros medioambientales tendrá un
coste muy superior a esas cifras.

Fluidos utilizados en la fractura hidráulica

 

 
  1. Camiones y equipos necesarios para la fracturación hidráulica, en torno a un pozo en Estados Unidos.
  2. Tanques de agua preparados para el proceso de fractura hidráulica en un pozo.
  3. Tanques de almacenamiento en las cercanías de un pozo de fracturación hidráulica.

Junto con el agua se incluye una cierta cantidad de arena para evitar
que las fracturas se cierren al detenerse el bombeo, y también se añade
en torno a un 0,5-2 % de aditivos, compuestos por entre 3 y 12 aditivos
químicos según algunas fuentes cercanas a la industria de fractura
hidráulica, si bien otras fuentes cifran y datan varios centenares de productos químicos, algunos de ellos muy tóxicos y cancerígenos  ​cuya
función es evitar que el gas y el petróleo se contaminen e impedir la
corrosión, entre otras funciones. Sin embargo no es hasta el año 2002
cuando se combina el uso de agua tratada con aditivos que reducen la
fricción con la perforación horizontal y la fractura en múltiples
etapas.

Respecto al componente inyectado, el porcentaje varía según se
lea a las empresas favorables a la fracturación hidráulica (“está basado
en un 99,51 % de agua y arena y un 0,49 % de aditivos sostén”) ​ o los organismos contrarios a esta técnica (“productos que equivalen a un 2 % del volumen de esos fluidos”).

Son estos aditivos los que generan más polémica, pues sus detractores
afirman que incluyen sustancias tóxicas, alergénicas y cancerígenas,
dejando el subsuelo en condiciones irrecuperables. Mientras que los
defensores de esta técnica de extracción no niegan la existencia y
toxicidad de esos aditivos pero aseguran que también se pueden encontrar
en elementos de uso doméstico como limpiadores, farmacéuticos,
desmaquillantes y plásticos. Su finalidad es generar las vías necesarias
para extraer el gas de lutitas,
mantener los canales abiertos y preservar a los hidrocarburos para
evitar que se degraden durante la operación. En lo que parece haber
coincidencia es que se recupera entre un 15 y un 80 % de los fluidos
introducidos.

Los fluidos utilizados varían en composición dependiendo del tipo
de fracturación que se lleve a cabo, las condiciones específicas del
pozo, y las características del agua. Un proceso típico de fracturación
utiliza entre 3 y 12 productos químicos como aditivos. 
Aunque existe una gran diversidad de compuestos poco convencionales,
entre los aditivos más usados se incluyen uno o varios de los
siguientes:

  • Ácidos: el ácido hidroclórico o el ácido acético se utilizan en las etapas previas a la fracturación para limpiar las perforaciones e iniciar las fisuras en la roca.
  • Cloruro de sodio (sal): retrasa la rotura de las cadenas poliméricas del gel.​
  • Poliacrilamida
    y otros compuestos reductores de la fricción: disminuyen la turbulencia
    en el flujo del fluido, disminuyendo así la fricción en el conducto,
    permitiendo que las bombas inyecten fluido a una mayor velocidad sin
    incrementar la presión en superficie.​
  • Etilenglicol: previene la formación de incrustaciones en los conductos.
  • Sales de borato: utilizadas para mantener la viscosidad del fluido a altas temperaturas.​
  • Carbonatos de sodio y potasio: utilizados para mantener la efectividad de las reticulaciones (enlaces interpoliméricos).
  • Glutaraldehído: usado como desinfectante del agua para la eliminación de bacterias.
  • Goma guar
    y otros agentes solubles en agua: incrementa la viscosidad del fluido
    de fracturación para permitir la distribución más eficiente de los
    aditivos sostén en la formación rocosa.
  • Ácido cítrico: utilizado para la prevención de la corrosión.
  • Isopropanol: incrementa la viscosidad del fluido de fracturación hidráulica.

El producto químico más usado en las instalaciones de fracturación en los Estados Unidos entre 2005 y 2009 fue el metanol, mientras que otros agentes químicos ampliamente usados incluyen el alcohol isopropílico, 2-butoxietanol y el etilenglicol.

En Estados Unidos, unos 750 compuestos químicos se utilizan como
aditivos en la fractura hidráulica, según un informe presentado en el
Congreso Estadounidense por el Partido Demócrata, publicado en 2011, tras haber sido mantenido en secreto por “razones comerciales”. 
Algunos de los constituyentes químicos utilizados en estos aditivos, de
acuerdo a un listado recogido en un informe del Departamento de
Conservación Ambiental del Estado de Nueva York, son conocidos
carcinógenos.

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