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Feb 20, 2024

¿Fracking verde? Cinco tecnologías para una energía de esquisto más limpia

Cae el atardecer en un sitio de fracturación hidráulica en el noreste de Pensilvania. Las nuevas tecnologías tienen como objetivo reducir el impacto del fracking en la tierra, el agua y el aire. A medida que crece la producción estadounidense de petróleo y gas procedente del fracking,

Cae el atardecer en un sitio de fracturación hidráulica en el noreste de Pensilvania. Las nuevas tecnologías tienen como objetivo reducir el impacto del fracking en la tierra, el agua y el aire.

A medida que crece la producción estadounidense de petróleo y gas procedente del fracking, las nuevas tecnologías apuntan a frenar el uso y las emisiones de agua y productos químicos. ¿Puede la fracturación hidráulica volverse ecológica?

Puede parecer extraño escuchar las palabras "fracking" y "ecológico" en la misma frase.

Después de todo, la fracturación hidráulica, o fracking, en la que se utiliza agua tratada químicamente a alta presión para agrietar formaciones rocosas y liberar petróleo y gas atrapados, es un término sucio para muchos ambientalistas. Los críticos condenan la práctica de consumir grandes cantidades de agua dulce, crear desechos líquidos tóxicos y aumentar la carga de gases de efecto invernadero de la atmósfera, principalmente debido al mayor riesgo de fugas del potente gas metano que atrapa el calor. (Consulte el cuestionario relacionado, "Lo que no sabe sobre el gas natural").

James Hill, director ejecutivo de GasFrac, empresa de servicios energéticos con sede en Calgary, Alberta, es uno de los pocos pioneros tecnológicos decididos a cambiar esa situación. La empresa Hill's ha introducido un nuevo método de fracking que no utiliza agua en absoluto. En su lugar, GasFrac utiliza un gel elaborado a partir de propano (un hidrocarburo que ya está presente de forma natural bajo tierra) y una combinación de lo que dice son sustancias químicas relativamente benignas, como el óxido de magnesio y el sulfato férrico, una sustancia química utilizada en las plantas de tratamiento de agua. En los últimos años, GasFrac ha utilizado el proceso 2.500 veces en 700 pozos en Canadá y Estados Unidos.

"En realidad estamos utilizando hidrocarburos para producir hidrocarburos", dijo Hill. "Es un ciclo que es más sostenible".

GasFrac es una de un número creciente de empresas, entre ellas el gigante GE y la firma de servicios petroleros Halliburton, que están siendo pioneras en mejoras tecnológicas para mitigar algunas de las desventajas ambientales del proceso que ha estimulado un auge energético en América del Norte. (Ver Interactivo, "Rompiendo combustible de la roca".) Además del método sin agua de GasFrac, otras compañías están trabajando en formas de utilizar agua de fracturación reciclada o salmuera no potable en el fracking. Algunos están trabajando para reemplazar los químicos agresivos utilizados en el proceso con mezclas más benignas o para limpiar el agua que se ha utilizado en el fracking. Otros innovadores buscan reemplazar los equipos de perforación impulsados ​​por diésel con motores propulsados ​​por gas natural o energía solar, y encontrar formas de encontrar y sellar fugas que permitan que escape el metano, un potente gas de efecto invernadero.

Tales esfuerzos incluso han obtenido un apoyo cauteloso de algunos activistas ambientales, quienes han decidido que puede ser más realista mitigar las consecuencias del fracking que luchar contra su uso.

"El gas natural es una riqueza energética potencial para el país, y su desarrollo es probablemente inevitable", dijo Ben Ratner, director de proyectos de la organización sin fines de lucro Fondo de Defensa Ambiental. (Ver "Interactivo: Breaking Fuel From Rock" y "The Great Shale Gas Rush" relacionados). "Es por eso que estamos invirtiendo nuestra energía en hacer todo, desde ciencia hasta políticas y trabajo con empresas, para maximizar la ventaja climática potencial que "El gas natural tiene más que el carbón y minimizar el riesgo para la salud pública y el medio ambiente. Creemos que el gas natural puede ser una rampa de salida del carbón, pero tenemos que hacerlo bien". (Ver artículo relacionado, "Las emisiones de carbono relacionadas con la energía en EE. UU. caen a un mínimo de 18 años" y Natural Gas Nation: EIA ve el futuro de EE. UU. determinado por el fracking).

Éstos son algunos de los esfuerzos para hacer que el fracking sea más ecológico:

Fracking sin agua: El sistema de fracking de GasFrac, que utiliza un fluido gelificado que contiene propano, tiene otras ventajas además de eliminar la necesidad de agua, según Hill. Debido a que el gel retiene la arena mejor que el agua, es posible obtener los mismos resultados con un octavo del líquido y bombear a un ritmo más lento. Debido a que GasFrac dice que la cantidad de hidrocarburo en el gel es comparable a la que hay en el suelo, el fluido puede simplemente fusionarse con el flujo que se extrae del suelo, eliminando la necesidad de drenar las aguas residuales contaminadas y transportarlas en camiones para su eliminación, generalmente en Sitios de inyección en pozos profundos. "Presentamos una huella mucho más pequeña", dijo. (Ver artículo relacionado: "Pozos de residuos de fracking vinculados a terremotos en Ohio").

Uso de agua o salmuera reciclada: si bien el fracking normalmente utiliza agua dulce, los investigadores de la industria han trabajado para perfeccionar los aditivos reductores de la fricción que permitirían a los operadores usar agua "gris" reciclada o salmuera bombeada desde el subsuelo. UniStim de Halliburton, que salió al mercado hace aproximadamente un año, puede crear un fluido altamente viscoso a partir de cualquier calidad de agua, según Stephen Ingram, gerente de tecnología de la compañía para Norteamérica. En el noreste de Canadá, un productor ha aprovechado un acuífero profundo de agua salina subterránea para obtener una parte de sus suministros para fracturación hidráulica.

Eliminación de los vapores de diésel: los equipos que funcionan con diésel utilizados en la perforación y el bombeo de pozos pueden ser una fuente preocupante de contaminantes nocivos como las partículas, así como de emisiones de carbono que contribuyen al calentamiento global. Y el combustible diésel es caro. El año pasado, Apache, un operador de petróleo y gas con sede en Houston, anunció que se convertiría en la primera empresa en impulsar un trabajo completo de fracking con motores que utilizan gas natural. Además de reducir las emisiones, la empresa redujo sus costos de combustible en un 40 por ciento. Halliburton ha introducido otra innovación, el silo de almacenamiento vertical SandCastle para la arena utilizada en el fracking, que funciona con paneles solares. La compañía también ha desarrollado camiones bomba impulsados ​​por gas natural, que según Ingram pueden reducir el consumo de diésel en un sitio entre un 60 y un 70 por ciento, lo que resulta en "una reducción considerable tanto en las emisiones como en los costos".

El agua de drenaje se vierte en un estanque de sedimentación cerca de los florecientes campos petroleros de la región de Midland-Odessa en el oeste de Texas.

Tratamiento de aguas residuales: en los sitios de fracturación hidráulica, la cantidad de aguas residuales generalmente excede con creces la cantidad de petróleo producido. El fluido que regresa a la superficie a través del pozo no es solo agua de fracturación tratada químicamente, sino también agua de la formación rocosa que puede contener salmueras, metales y radionucleidos. (Ver artículo relacionado, "Expulsar el gas de la roca con agua".) Que las aguas residuales deben capturarse y almacenarse en el sitio y luego, a menudo, enviarse a largas distancias hasta instalaciones de almacenamiento subterráneo de inyección de pozos profundos. Ha habido pocas opciones de tratamiento. Pero Halliburton ha desarrollado el sistema de tratamiento CleanWave, que utiliza iones y burbujas cargados positivamente para eliminar partículas del agua en el sitio de fracking. En septiembre pasado, GE y su socio Memsys también probaron un nuevo sistema de tratamiento in situ que permite reutilizar el agua sin diluirla con agua dulce, mediante el empleo de un proceso de desalinización llamado destilación por membrana. (Ver cuestionario relacionado: Lo que no sabes sobre el agua y la energía.

Tapar las fugas de metano: Una de las principales preocupaciones del fracking ha sido si las empresas están permitiendo que se escape una cantidad significativa de gas natural, porque el metano, el principal componente del gas natural, es un potente gas de efecto invernadero, 34 veces más fuerte que el dióxido de carbono (CO2). Un estudio reciente concluyó que las emisiones de metano de Estados Unidos probablemente sean un 50 por ciento más altas que las estimaciones oficiales del gobierno. (Ver artículo relacionado: "Emisiones de metano mucho peores que las estimaciones de EE. UU."). Las nuevas regulaciones de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. que entrarán en vigencia el próximo año requerirán que todos los sitios de petróleo y gas de EE. UU. tengan equipos diseñados para reducir una amplia gama de contaminantes, un paso que la agencia espera que reduzca el metano. (Ver artículo relacionado: "La contaminación del aire procedente de pozos de fracturación hidráulica se regulará según las nuevas normas de EE. UU.").

Las emisiones de metano de la producción de petróleo y gas natural en tierra podrían reducirse en un 40 por ciento para 2018, a un costo equivalente a sólo un centavo por cada mil pies cúbicos de gas natural producido, concluye un estudio recién publicado, realizado por Fairfax, Virginia. -empresa consultora ICF International para el Fondo de Defensa Ambiental. Ratner, de EDF, afirmó que los inspectores equipados con cámaras infrarrojas pueden detectar fugas en los sitios de fracking, que luego pueden taparse. "Las cámaras cuestan entre 80.000 y 100.000 dólares cada una", señaló. "Pero eso puede amortizarse solo, porque cuantas más fugas se arreglen, más gasolina habrá para vender". (Consulte la publicación de blog relacionada: "Soluciones simples podrían tapar las fugas de metano de la industria energética, según un estudio").

Otra mejora que puede reducir las emisiones de metano: reemplazar los controladores neumáticos de control de presión convencionales, que funcionan con la presión del gas y expulsan el gas cuando funcionan. Una medida en todo Estados Unidos hacia diseños con menor purga podría reducir las emisiones en 35 mil millones de pies cúbicos al año. Y al sustituir las bombas de inyección de productos químicos convencionales utilizadas en el proceso de fracking, que funcionan con la presión del gas de los pozos, y sustituirlas por bombas alimentadas por energía solar, los operadores podrían eliminar 5.900 millones de pies cúbicos de emisiones de metano al año, concluye el informe de EDF.

La ecuación costo-beneficio

Algunas soluciones no requieren tecnología avanzada. Un estudio publicado el miércoles por el Clean Air Task Force, con sede en Boston, sugiere que casi todas las fugas de metano de la infraestructura de petróleo y gas podrían reducirse con un costo relativamente bajo, a menudo simplemente apretando pernos o reemplazando sellos desgastados.

Según funcionarios de la industria, ya se están implementando varias tecnologías de fracking más ecológicas. Pero un obstáculo es económico. Las tecnologías más nuevas y respetuosas con el medio ambiente generalmente cuestan más que los equipos heredados que reemplazarían. La extracción de gas natural mediante fracking sin agua, por ejemplo, podría costar un 25 por ciento más que el fracking convencional, según David Burnett, profesor de ingeniería petrolera en la Universidad Texas A&M, quien dirige el Programa de Sistemas de Perforación Ambientalmente Amigables de esa escuela. Dijo que cambiar el equipo de fracking de diésel a gas natural es la innovación que se está imponiendo más rápidamente, porque proporciona un claro beneficio económico además de ayudar a reducir las emisiones de carbono. Con el costo creciente del alquiler de plataformas de fracking, las empresas están ansiosas por encontrar mejoras que reduzcan sus costos, afirmó.

El fracking ecológico es "lo mismo que con cualquier industria: si se presenta una tecnología que cambia las reglas del juego, se puede ingresar al mercado primero y aprovecharla", dijo Burnett. (Ver artículo relacionado: "¿Puede el gas natural recuperar empleos en las fábricas de EE. UU.?")

Pero Ingram, de Halliburton, dijo que innovaciones como los tratamientos químicos para hacer que la salmuera sea utilizable bajarán de precio a medida que se perfeccione la tecnología. "Con el tiempo se convertirá en la química de menor coste", afirmó.

Un obstáculo más difícil podría ser superar lo que Ingram llama "limitaciones sociopolíticas" en todo el país. Un problema importante que reduce los incentivos para invertir en innovaciones ecológicas en el fracking: el precio generalmente bajo del agua dulce. (Ver artículo relacionado: "La demanda de agua para energía se duplicará para 2035").

Esta historia es parte de una serie especial que explora cuestiones energéticas. Para obtener más información, visite El gran desafío energético.