Terremotos causados por actividades industriales: ¿cuáles son los riesgos y cómo se pueden reducir?
El 3 de septiembre de 2016, un terremoto de magnitud 5,8 golpeó justo al noroeste de Pawnee, Oklahoma, causando daños de moderados a graves en los edificios cercanos al epicentro . Fue el más grande jamás registrado en el estado.
El terremoto de Pawnee siguió al dramático aumento de eventos sísmicos en el centro de los Estados Unidos a partir de 2009, asociado con el aumento de la disposición subterránea de aguas residuales por parte de los operadores de petróleo y gas . Este y otros eventos en el área generaron preocupación pública y llevaron a las agencias gubernamentales a cerrar los pozos de inyección y establecer nuevas regulaciones con respecto a las inyecciones de aguas residuales .
Si bien los terremotos causados por el hombre se han documentado durante más de un siglo, su creciente número reportado en todo el mundo ha llamado mucho la atención científica, social y política . Dichos sismos están relacionados con actividades industriales como la minería, construcción de represas de agua, inyección de líquidos como aguas residuales y dióxido de carbono, y extracciones asociadas a la explotación de petróleo y gas.
Con la demanda cada vez mayor de suministros de energía y minerales en todo el mundo, se espera que la cantidad de terremotos causados por humanos aumente en los próximos años . Algunos de los terremotos más grandes y destructivos de los últimos años han estado relacionados con actividades provocadas por el hombre, como el terremoto de Wenchuan (China) de magnitud 7,9 de 2008 y el terremoto de Nepal de magnitud 7,8 de 2015 .
En la mayoría de los casos, las actividades industriales no inducen terremotos. Pero esto se vuelve problemático cuando tales actividades están cerca de fallas activas. En este caso, incluso las pequeñas tensiones subterráneas provocadas por actividades humanas pueden desestabilizar las fallas e inducir terremotos.
Inyecciones de fluido defectuosas
Tales tensiones, como las inyecciones de fluidos, son incluso capaces de migrar largas distancias en la corteza planetaria, pueden inducir terremotos días, meses o incluso años después de la inyección.
Sitio de perforación en la ciudad de Basilea, Suiza. Keystone/Georgios Kefalas/Giorgos Michas , proporcionado por el autor
La figura anterior muestra que a medida que aumentaba la presión del fluido en la parte superior del pozo Basel 1 (línea morada) durante la inyección, también aumentaba la tasa de sismicidad inducida (barras azuladas). En la figura inferior, se muestra la distancia cuadrada promedio de los terremotos inducidos desde el pozo, lo que indica la compleja propagación de la sismicidad fuera del pozo a lo largo del tiempo. Los terremotos más grandes (magnitud superior a 3, mostrados con estrellas) ocurrieron después de que terminó la inyección.
Tales problemas, junto con la falta general de conocimiento de la tensión exacta y las condiciones de falla bajo tierra, hacen que tales terremotos sean difíciles de pronosticar o manejar.
En Europa, donde la densidad de población es más alta que en los Estados Unidos, la preocupación pública por los terremotos provocados por el hombre es mayor. En el conocido caso de Basilea, Suiza , ocurrido en 2006, se inyectaron aproximadamente 11.500 metros cúbicos de agua a alta presión en un pozo de 5 km de profundidad para hacer posible la extracción de energía geotérmica. Durante la fase de inyección, se indujeron más de 10.000 terremotos, incluidos algunos eventos fuertes que se sintieron en la propia Basilea. Estos despertaron la preocupación y la ira del público, lo que llevó a la terminación del proyecto y a más de $ 9 millones en reclamos por daños .
trabajo de la naturaleza
En el sur de Europa, que tiene un mayor riesgo de terremotos naturales , la tolerancia pública a los terremotos inducidos debido a las actividades industriales es aún más limitada. La secuencia mortal del terremoto de 2012 en Emilia (Italia) se convirtió en un tema de debate público sostenido y discusión política, basado en la proximidad de los epicentros del terremoto a un campo petrolero .
El gobierno italiano estableció un comité internacional para investigar, y aunque no se encontró un vínculo claro entre la sismicidad regional y la extracción de petróleo, tampoco se excluyó. Otros estudios concluyeron que los terremotos fueron un evento natural .
Otro caso reciente es el del proyecto Castor, una instalación subterránea de almacenamiento de gas en alta mar en el Golfo de Valencia, España. El proyecto de US$2 mil millones fue cancelado por el gobierno español en 2014 luego de un estallido de sismicidad regional inmediatamente después del inicio de las operaciones de inyección de gas y la preocupación pública que siguió.
Mapa Europeo de Amenaza Sísmica. Giorgios Michas , proporcionado por el autor
El mapa europeo de riesgo sísmico anterior muestra las áreas más peligrosas sísmicamente en Europa medidas por la aceleración máxima del suelo (PGA) que puede esperarse durante un terremoto, con una probabilidad del 10 % de alcanzarse o superarse en 50 años. El verde indica valores de riesgo comparativamente bajos de PGA por debajo de 0,1 g; de amarillo a naranja muestran un riesgo moderado, entre 0,1 y 0,25 g; y rojo identificar áreas de alto riesgo con PGA de más de 0.25 .
Los desafíos por delante
Los casos anteriores ilustran algunos de los próximos desafíos que se enfrentarán con los terremotos provocados por el hombre. La capacidad de distinguir entre terremotos naturales e inducidos por el hombre puede ser difícil o incluso imposible, especialmente en regiones sísmicamente activas, mientras que en otros casos se subestima significativamente el riesgo asociado con las actividades industriales . Tales problemas plantean desafíos novedosos para la mitigación de riesgos y el crecimiento económico, especialmente en regiones sísmicamente activas como el sur de Europa.
Mapa que muestra la sismicidad de 50 años en Grecia para terremotos de magnitud moderada y grande y los bloques regionales que ya han sido o serán autorizados para la exploración y explotación de gas y petróleo. Giorgos Michas , proporcionado por el autor
La imagen de arriba ilustra que las operaciones de perforación y extracción pueden tener lugar cerca o dentro de regiones sísmicamente activas, lo que aumenta el riesgo de activar fallas y/o acelerar la ocurrencia de terremotos que de otro modo ocurrirían naturalmente en el futuro.
Para reducir significativamente tales peligros, se requieren regulaciones que incluyan el modelado de peligros, así como la evaluación antes y durante la actividad industrial que podría perturbar los campos de estrés regionales. Dichas regulaciones se emitieron recientemente en América del Norte, incluidos California, Oklahoma, Ohio y Texas, así como en Canadá. En Europa, la UE aún no ha emitido ninguna regulación de este tipo, pero se han establecido pautas en algunos países que han experimentado terremotos inducidos, incluidos los Países Bajos, Suiza, el Reino Unido, Alemania, Francia e Italia.
Además, se deberán impulsar campañas de comunicación que informen al público sobre los beneficios económicos y los riesgos que pueden tener tales operaciones industriales. Tales medidas asegurarán la mitigación efectiva del riesgo asociado y la sostenibilidad del proyecto industrial.