Fracking: nociones básicas.

"El aspecto más triste de la vida actual es que la ciencia gana en conocimiento

 más rápidamente que la sociedad en sabiduría."

(Isaac Asimov)

Debido a que la fracturación hidráulica, o fracking, se ha convertido en un tema candente en la sociedad, con un debate público abierto entre detractores y defensores, especialmente en los últimos años, donde el desarrollo tecnológico y sobre todo la escalada de los precios han permitido que esta técnica de extracción de hidrocarburos empiece a ser más rentable y por lo tanto también más frecuente, además de que en los dos últimos proyectos de exploración en los que he estado involucrado (uno en Turquía y otro en Rumanía) se encaminan hacia este método, creo que es el momento adecuado para ofrecer un poco de información objetiva, desmontar algunos mitos y aportar mi opinión personal sobre este tema tan controvertido.

Empezaré intentando explicar de manera sencilla el porqué y el cómo del proceso de hydraulic fracturing, aportando algunos datos, vídeos y esquemas para una mejor comprensión del tema. Continuaré explicando los riesgos ambientales que el uso de esta técnica implica y como estos pueden ser minimizados gracias a la ciencia y la legislación para finalmente acabar ofreciendo una perspectiva desde mi punto de vista.

Conviene en primer lugar destacar que esta técnica ha sido usada en la industria petrolera desde mediados del siglo pasado en más de dos millones y medio de pozos en todo el mundo con una notable inversión en investigación y desarrollo tecnológico con la consiguiente mejora y perfeccionamiento en los procesos, por lo que a pesar de que ahora haya saltado a los medios de comunicación debido a la preocupación de algunos sectores no se puede decir que sea un proceso nuevo ni mucho menos experimental. Además se estima que un 75% del gas natural que se extraerá en los próximos años se realizará mediante esta técnica por lo que queda claro irrefutablemente que existe un fuerte interés económico por parte del lobby del petróleo.

Para empezar ¿Por qué utilizar la fracturación hidráulica?

Al contrario que en depósitos de hidrocarburos convencionales, normalmente atrapados en capas porosas permeables (ver Petróleo: Orígenes), los materiales donde se encuentran almacenados este tipo de recurso no convencional* como por ejemplo pizarras y esquistos bituminosos, presentan escasa permeabilidad (y normalmente alta porosidad) por lo que para una extracción económicamente rentable es necesario aumentar dicha permeabilidad, de manera que una mayor cantidad del gas natural acumulado en los poros de roca, en estos casos llamado gas de esquisto o de lutita/pizarra -en inglés shale gas- pueda fluir hacia el pozo. Aclarar que tambien existen otros tipos de yacimientos de hidrocarburos no-convencionales que utilizan otras técnicas extractivas. 

Vamos a imaginar un modelo ficticio en el que en un recipiente tenemos una esponja empapada que está atrapada bajo una capa de metal que la oprime (presión litostática). Hacemos un agujero y través de la capa de metal introducimos una pajita el interior de la esponja empapada. El agua atrapada en la esponja fluirá hacia afuera empujada por la presión que ejerce la placa de metal ya que la esponja es permeable y el agua puede fluir a través de ella -en realidad por diferencia entre presiones hidrostáticas y de formación-.

Ahora imaginar el mismo recipiente pero en lugar de la esponja tenemos un material poroso e impermeable (como del que se hacen las tejas) que puede contener líquido o gas en sus micro-poros pero no permite que esta circule a través de él ya que no existe interconectividad entre los mismos. Si fracturamos este material el agua contenida en los poros podrá circular a través de las fracturas generadas por lo que, en este momento, podría ser extraída a través de la pajita al igual que en modelo anterior.

En el primer modelo acabamos de describir un yacimiento convencional donde la placa de metal son los materiales suprayacentes, la esponja por ejemplo una capa de areniscas permeables y donde el agua representa los hidrocarburos atrapados. En el segundo caso podemos remplazar la teja por pizarras bituminosas también porosas e impermeables que contengan gas atrapado en sus poros con lo que tendremos un claro ejemplo de depósito de recursos no convencionales en concreto de shale gas (gas de esquisto).

Pero ¿Cómo se realiza la fracturación hidráulica? 

Antes de explicar en que consiste el proceso de fracturación hidráulica conviene aclarar la etapa de perforación necesaria previa. Al igual que en la exploración convencional se realiza un pozo vertical -con cada una de sus etapas- hasta una distancia próxima al techo de la formación que se desea fracturar. A continuación por medio de técnicas de perforación direccional se comienza a aumentar la inclinación del pozo hasta que se consigue alcanzar la horizontalidad adentrándose cientos de metros en los materiales que contienen los hidrocarburos -y es hasta este punto donde mi trabajo esta relacionado ya que nada de lo que hacemos tiene que ver con el proceso de fracturación, no estando ni siquiera presentes cuando el fracking tiene lugar-. Tenemos que tener claro que no existe diferencia alguna en la etapas de perforación entre yacimientos convencionales y no convencionales.  

Ya hemos perforado ¿y ahora qué? 

En este punto se utilizan unas herramientas especiales para hacer perforaciones a través del casing de producción hacia la formación geológica de manera que se puedan crear unas fracturas en la roca. A continuación y de manera escalonada se bombea un fluido a alta presión (mayor al gradiente de fractura de la roca) de manera que se estimula la apertura de un sistema de fracturas que permitirá al hidrocarburo fluir hacia dentro del pozo. Este procedimiento se realiza varias veces y en distintos puntos mediante tapones con el fin de maximizar la fracturación y por lo tanto aumentar la producción de gas natural. Finalmente se extrae el fluido, permitiendo al metano, principal componente del gas natural, fluir hacia el exterior.

Cuando hablamos de fluido ¿Cuáles son los componentes que lo forman? 

Existen bastantes discrepancias en cuanto a los porcentajes de su composición dependiendo de la fuente consultada y sus intereses (pro-fracking vs anti-fracking). Podemos asegurar que se compone de entre un 98-99.5 % de agua y arena (siendo la arena aproximadamente un 10% de esta mezcla) y el resto, entre un 0.5-2% son aditivos químicos diversos cuya cantidad y proporción varía dependiendo de las condiciones especificas del pozo, el método de fracturación utilizado o las características propias del agua. La función de la arena es mantener las cavidades abiertas una vez que el agua es extraído de manera que la permeabilidad continué. De los principales aditivos químicos utilizados y sus funciones podemos encontrar una lista detallada aquí.

Impacto medioambiental:

Al igual que en cualquier otra actividad industrial existen una serie de impactos y riesgos medioambientales asociados. Podemos estar de acuerdo en que no existe actividad humana posible que no entrañe algún tipo de impacto y/o riesgos y esta no iba a ser la excepción, pero también tenemos que reconocer que cada vez existe una mayor regulación y mejores legislaciones y políticas relativas a fracturación hidráulica por países que recogen las normas y procesos que se deben cumplir, incluyendo las evaluaciones de impacto ambiental que deberían ser obligatorias per se, junto a rigurosos controles por parte de la administración.

Claro está que cualquier legislación o normativa que no se cumple es lo mismo que si no existiera -esto podemos aplicarlo a cualquier otro ámbito- por lo que la visión de los riesgos y principales problemas de la fractura hidráulica que desde aquí quiero ofrecer esta supeditada a que se cumplan estas normas, y existan los pertinentes controles de calidad tanto de los materiales como de los procedimientos utilizados. Otro problema surge a raíz de la desinformación o incluso en muchos casos tergiversación intencionada de estos riesgos por parte de determinados sectores (tanto a favor como en contra) no haciendo referencia o exagerando a las medidas existentes tomadas para minimizar tanto la probabilidad de que algo salga mal como la severidad en el caso de que llegue a ocurrir y la consiguiente alarma en un público en general lego en la materia.

Riesgos durante la perforación:

Como ya he dicho cualquier actividad industrial entraña cierto tipo de riesgo. Debido a la presión mediática existente sobre esta la industria petrolera y basándome en mi experiencia en ella y en otros sectores en los que he trabajado (metal, madera, construcción) puedo asegurar que no hay actividad industrial que tenga tantas normativas y políticas implantadas con el fin de minimizar los riesgos. Dicho esto aclarar que no existe diferencia en las técnicas usadas durante perforaciones de yacimientos de hidrocarburos convencionales como shale gas (no-convencional) por lo que no creo que sea necesario extenderse en este punto.

Contaminación atmosférica:

Partiendo de que las normativas deberían incluir controles de emisiones máximas e inspecciones regulares, el mayor problema relacionado con la contaminación del aire son las emisiones de metano (gas de efecto invernadero) durante el proceso de perforación y de algunos aditivos volátiles trasportados por los fluidos de fracturación durante el proceso de fracking, además de escapes en maquinaria y otros equipos utilizados durante los procesos de producción. Con un mayor número de controles y mejoras en los equipos con el fin de optimizar el proceso se ha conseguido que la cantidad de gas que escapa a la atmósfera sea menor durante los procesos de producción, siendo según últimos estudios de la US National Academy of Science menor al 0.5% de la producción de gas. No hay que olvidarse que cada átomo de gas perdido es igual a gas no vendido por lo que las grandes compañías están más que interesadas en invertir y reducir la cantidad que dejarlo escapar libremente una vez hecho lo más difícil que es trasportarlo hasta la superficie.

Afortunadamente esta imagen
es cada vez menos frecuente

Junto a los compresores y motores que emiten gases también nos encontramos con un gran problema por el trasporte en camiones de los materiales necesarios en los procesos y de la ingente cantidad de agua que se utilizan durante la fracturación. La presión en este caso debería dirigirse a forzar a la administración a regulaciones más estrictas en materia de transportes, mejores camiones que consuman menos carburante con el fin de reducir las emisiones además de desarrollar tecnologías que permitan reducir las emisiones (como catalizadores más eficientes). Otras regulaciones como la obligatoriedad de generación de zonas verdes y proyectos de reforestación deberían de ser implantados con el fin de contrarrestar las emisiones producidas como ya existen en otras industrias.


Contaminación de acuiferos:

Uno de los principales riesgos que atribuyen los detractores de la fracturación es la contaminación de acuíferos a través de las fracturas creadas. En el inmensa mayoría de los casos las rocas que se fracturan y la parte más baja de los acuíferos están separadas cientos o incluso miles de metros. Por geología básica esta contaminación quedaría descartada y por lo tanto podemos afirmar que las fracturas inducidas NO pueden alcanzar los acuíferos -la fracturación esta controlada por las capas suprayacentes y los radios de bombeo- En un pequeño porcentaje de casos donde es conocido que ambos, nivel de acumulación de gas y agua están muy próximos o en aquellos que se conozca un sistema de fracturas o fallas pre-existente que pueda comunicar capas separadas es necesario un mayor estudio en profundidad y si así fuese necesario la prohibición de la fracturación.

También se argumenta que una fuga en en el casing podría producir una contaminación de los acuíferos circundantes. Podría ser cierto en el caso que no se cumplan estrictamente las normas de seguridad y calidad en los procedimientos. Pero la profundidad en que se encuentran los acuíferos normalmente el pozo va a tener entre 3 y 5 capas concéntricas de tuberías de protección con las respectivas capas de cemento por lo que si estas normas se cumplen es bastante improbable que ocurra ninguna contaminación.

Algo que causa bastante alarma son los productos químicos que se añaden al agua. Desde los sectores más contrarios se suelen acompañar del adjetivo "cancerígeno" con el único fin de alarmar y crear miedo entre la población. Aunque en cantidades mucho más pequeñas, todos y cada uno de los aditivos están presentes en numerosas otras situaciones cotidianas de nuestras vidas como tintes, muebles, plásticos o incluso comida. Una vez más debe existir un control absoluto por parte de la administración y una transparencia por parte de la industria en los componentes utilizados.

Consumo de agua:

Enormes cantidades de agua son necesarias para realizar la fracturación de un pozo. Se calcula que un único pozo necesita de media unos 20.000 m3 durante su tiempo de actividad. Demasiada agua en tiempos de escasez por lo que la preocupación es real. En este punto conviene revisar a mi modo de ver las políticas de abastecimiento, obligando a las compañías a usar agua no potable y sobre todo a perfeccionar la eficiencia de recuperación del agua usada (entre un 15-70% del agua no se recupera) su depuración, almacenaje (en balsas que cumplan la legislativa o mediante inyección en depósitos vacíos subterráneos) y reciclaje en nuevos procesos de fracturación -ya que el agua utilizado no puede volver a ser utilizado con otro propósito-. Otra opción es la de usar gases en estado líquido en lugar de agua, posibilidad que ya se esta desarrollando tecnológicamente y puesta en práctica por algunos productores. Ademas últimos estudios afirman que el uso de centrales de ciclo combinado (gas-carbón) conseguirá salvar entre 25 y 30 veces más agua que el usada en los procesos de fracturación.

Sismicidad asociada:

Existen evidencias científicas de que los procesos directos de fracturación hidráulica aumenten la actividad sísmica de una zona, pero esta sismicidad inducida no supone un riesgo evidente para la población ya que en muy contadas ocasiones los sismos llegan a ser percibidos. Se puede dar la posibilidad de que las ondas sísmicas de otros terremotos no asociados reactiven un sistema preexistente de fracturas si existe una predisposición local para ello, en cuyo caso debería de estudiarse con mayor detalle y cautela. Por supuesto sería necesario incrementar el numero de centros sismológicos y equipos de detención en las inmediaciones de áreas de fracturación con el fin de obtener un mejor conocimiento, mayor número de datos y conclusiones científicas aún más definitivas.

Conviene aclarar que durante las operaciones de inyección de agua de desecho en pozos (utilizando antiguos depósitos e inyectando el agua en ellos) se han registrado terremotos de una intensidad suficiente (magnitud 3) como para ser preocupante para la población, también aumentando la frecuencia de los mismos (similar a lo que ocurre con el proyecto Castor). Seria obligatorio un mayor estudio y control del agua inyectado, paralizándose este tipo de operaciones si así fuese necesario.

Impacto paisajístico: 

Si bien es cierto que no es idílica la presencia de un pozo de explotación en un determinado área, en la mayoría de las ocasiones las labores de perforación no suelen durar más de tres meses, tras los cuales otras dos semanas en las que se produce fracturación durante las que el impacto visual es mucho más reducido (no es necesaria la torre de perforación). Al final durante la producción solo queda un pequeña tuberia (christmas tree). Además cada vez son necesario menos pozos debido al desarrollo de la perforación horizontal con lo que la ocupación del territorio es mucho menor. Por supuesto la recuperación paisajística debería ser también un factor clave de presión para la concesión de licencias. 

Concluyendo:

Si bien estoy totalmente de acuerdo en que las energías fósiles deberían ir reemplazandose gradualmente por energías renovables y sobre todo menos contaminantes, mientras la sociedad actual siga guiándose por el consumismo despiadado de hoy en día seguirán existiendo enormes intereses económicos en que este tipo de industrias se mantengan. 

Intereses que perduraran mientras sigamos defendiendo de manera hipócrita ese "ecologismo de proximidad", que no quiere que se expolie el territorio que tenemos al lado de nuestra casa, pero continuemos consumiendo tecnología al ritmo que lo hacemos, moviéndonos en coche para ir a todos lados o malgastando nuestras vidas delante de un ordenador; ignorando que esos otros metales o esos hidrocarburos provienen del mismo planeta Tierra, pero que como han sido extraídos en algún otro lejano lugar ya no nos importa tanto.

Desde este espacio he intentado ofrecer una versión lo más imparcial posible, documentandome con todo tipo de información, tanto a favor como en contra, que cualquiera puede encontrar en la red. Tras valorar detenidamente ambos bandos puedo afirmar que desde un punto de vista científico existen muchas más "verdades" a favor del fracturación hidráulica, y que la mayor parte de información en contra que se puede encontrar se basa en el sensacionalismo, en exageraciones desmesuradas, simples incongruencias o incluso directamente mentiras que cualquier persona con dos dedos de frente y unos conocimientos medios puede ver. 

En la verniana Viaje al centro de la tierra, el profesor Otto Lidenbrock decía "Cuando la ciencia ha hablado, no se puede replicar." Ahora, ¿cuál es tu opinion?.