Impacte ambiental de la fracturación hidràulica

Pou de rebujos en Dakota del Nort perforant la Formació Bakken.

Pou de rebujos en Dakota del Nort perforant la Formació Bakken.

La fracturación hidràulica té el potencial de causar emissions de metà fugitiu, contaminació d'aire, contaminació d'aigua, i contaminació acústica. La contaminació de l'aigua i l'aire són els majors riscs per a la salut humana derivats de la fracturación hidràulica. S'estan realisant investigacions per a determinar si la salut humana s'ha vist afectada, i es requerix el compliment dels procediments de regulació i seguritat per a evitar impactes negatius.

Els decorreguts de fracturamiento hidràulic inclouen agents de respal i atres substàncies, que poden incloure químics tòxics. En els Estats Units, dits aditius poden ser tractats com a secrets comercials per les companyies que els usen. La falta de coneiximent sobre productes químics específics ha complicat els esforços per a desenrollar polítiques de gestió de riscs i estudiar els efectes en la salut. En atres jurisdiccions, com el Regne Unit, estos productes químics deuen fer-se públics i les seues aplicacions deuen ser no perilloses.

L'us d'aigua per fracturamiento hidràulic pot ser un problema en àrees que experimenten escassea d'aigua. L'aigua superficial es pot contaminar a través de derrames i pous de rebujos construïts i mantinguts incorrectament, en les jurisdiccions a on estan permesos. Per una atra part, l'aigua subterrànea pot contaminar-se si el líquit pot escapar durant el fracking. L'aigua produïda, l'aigua que retorna a la superfície despuix del fracking, s'administra per mig d'injecció subterrànea, tractament d'aigües residuals municipals i comercials i reutilisació en pous futurs. Existix la possibilitat de que el metà es filtre en l'aigua subterrànea i en l'aire, encara que l'escape de metà és un problema major en els pous més antics que en els construïts baix una llegislació més recent.

La fractura hidràulica causa una sismicidad induïda anomenada events microsísmicos o micro terremots. La magnitut d'estos events és massa menuda per a ser detectada en la superfície, sent generalment de magnitut M-3 a M-1. No obstant, els pous d'eliminació de decorreguts (que a sovint s'utilisen en els EE. UU. Per a eliminar rebujos contaminats de vàries indústries) han segut responsables de terremots de fins a 5,6 M en Oklahoma i atres estats.

Els governs de tot lo món estan desenrollant marcs regulatorios per a evaluar i gestionar els riscs ambientals i de salut associats, treballant baix la pressió de l'indústria, per un costat, i dels grups contra el fracking, per l'atre. En alguns països com França s'ha favorit un enfocament de precaució i s'ha prohibit la fracturación hidràulica. Alguns països, com els Estats Units, han adoptat l'enfocament d'identificar riscs abans de regular. El marc regulatorio del Regne Unit es basa en la conclusió de que els riscs associats en la fracturación hidràulica són manejables si es porten a terme baix una regulació efectiva i si s'implementen les millors pràctiques operacionals. Un estudi que va evaluar els efectes en la salut dels productes químics utilisats en la fractura va trobar que el 73% dels productes tenia entre 6 i 14 efectes adversos per a la salut, inclosos danys en la pell, els ulls i els òrguens sensorials; dificultat respiratòria incloent asma; malaltia gastrointestinal i hepàtica; danys al sistema nerviós i al cervell; càncers i efectes reproductius negatius.

Emissions a l'aire

Un informe per a l'Unió Europea sobre els riscs potencials es va produir en 2012. Els riscs potencials són "les emissions de metà dels pous, els gasos de diésel i uns atres contaminants perillosos, els precursors d'ozon o les olors dels equips de fracturación hidràulica, com a compressors, bombes i vàlvules". També els gasos i els decorreguts de fracturación hidràulica dissolts en l'aigua de fluix de tornada plantegen riscs d'emissions a l'aire. Un estudi va medir varis contaminants de l'aire semanalment durant un any al voltant del desenroll d'un pou de gas recent fracturat i va detectar hidrocarburs no metà, clorur de metileno (un dissolvent tòxic) i hidrocarburs aromàtics policíclics. Estos contaminants han demostrat afectar els resultats fetals.

La relació entre el fracking i la calitat de l'aire pot influir en les malalties respiratòries agudes i cròniques, inclosa la exacerbación de l'asma (induïda per partícules en l'aire, l'ozon i els gasos d'escape dels equips utilisats per a la perforació i el transport) i la EPOC. Per eixemple, les comunitats que cobrixen el esquisto de Marcellus tenen freqüències més altes d'asma. Els chiquets, els adults jóvens actius que passen temps a l'aire lliure i els vells són particularment vulnerables. OSHA també ha expressat la seua preocupació pels efectes respiratoris a llarc determini de l'exposició ocupacional a la sílice transportada per l'aire en els llocs de fracking. La silicosis es pot associar a processos autoinmunes sistémicos.

"En el Regne Unit, tots els operadors de petròleu i gas deuen minimisar l'emissió de gasos com a condició de la seua llicència del Departament d'Energia i Canvi Climàtic (DECC). El gas natural solament pot ser ventilat per raons de seguritat".

També el transport del volum d'aigua necessari per a la fracturación hidràulica, si és realisat per camions, causa emissions. Els suministraments d'aigua per canonada poden reduir la cantitat de moviments de camions necessaris.

Un informe del Departament de Protecció Ambiental de Pennsilvània va indicar que hi ha poc potencial per a l'exposició a la radiació de les operacions de petròleu i gas.

Riscs d'Inhalació ocupacional

La contaminació de l'aire és de particular interés per als treballadors en els llocs de pous de fracturación hidràulica, ya que les emissions químiques dels tancs d'almagasenament i els pous de fluix de tornada oberta es combinen en les concentracions d'aire geogràficament compostes dels pous circumdants.

El trentasset per cent dels productes químics utilisats en les operacions de fracturación hidràulica són volàtils i són duts per l'aire.

Els investigadors Chen i Carter del Departament d'Ingenieria Civil i Ambiental de l'Universitat de Tennessee, Knoxville, varen utilisar models de dispersió atmosfèrica (AERMOD) per a estimar la concentració potencial d'exposició de les emissions per a distàncies radials calculades de 5 a 180 m de les fonts d'emissió. L'equip va examinar les emissions de 60,644 pous de fracturación hidràulica i va trobar que “els resultats varen mostrar que el percentage de pous i el seu potencial de no cancerós agut, no cancerós crònic, cancerós agut i cancerós crònic per a l'exposició als treballadors va ser de 12.41%, 0.11%, 7.53 %, i 5.80%, respectivament. Els riscs aguts i crònics de càncer estaven dominats per les emissions dels tancs d'almagasenament de productes químics dins d'un radi de 20 m.

Canvi climàtic

És qüestionable si el gas natural produït per la fracturación hidràulica causa majors emissions que el gas produït a partir de pous convencionals. Alguns estudis han trobat que la fractura hidràulica té majors emissions pel metà que es llibera en completar els pous a mida que alguns gasos retornen a la superfície, junt en els decorreguts de fracturación. Depenent del seu tractament, les emissions de pou-al-cremador són entre un 3,5% i un 12% més altes que per al gas convencional.

Ha sorgit un debat particularment entorn a un estudi realisat pel professor Robert W. Howarth, que va trobar que el gas de esquisto és significativament pijor per al calfament global que el petròleu o el carbó.  Atres investigadors han criticat l'anàlisis de Howarth, incloent Cathles et al., Les estimacions Del qual varen ser "substancialment més baixes". Un informe finançat per l'indústria en 2012, escrit en colaboració en investigadors del Laboratori Nacional d'Energia Renovable del Departament d'Energia dels Estats Units, va trobar que les emissions del gas de esquisto, quan es cremen per a produir electricitat, eren "molt similars" a les del gas natural de "pou convencional", I menys de la mitat de les emissions de carbó.

Varis estudis que han estimat les fugues de metà durant el cicle de vida del desenroll i la producció de gas de esquisto han trobat un ampli ranc de taxes de fugues, des de menys del 1% de la producció total fins al 10%. D'acort en l'inventari de gasos d'efecte hivernàcul de l'Agència de Protecció Ambiental, la taxa de fugues de metà és d'al voltant d'1.4%. L'Associació Americana de Gas, un grup de comerç de l'indústria, va calcular un 1.2% índex d'escape. L'estudi més complet sobre la fuga de metà del gas de esquisto fins a la data, iniciat pel Fondo de Defensa Ambiental i publicat en les Actes de l'Acadèmia Nacional de Ciències el 16 de setembre de 2013, troba que les emissions fugitives en etapes clau del procés de producció de gas natural són significativament majors. Més baix que les estimacions en l'inventari nacional d'emissions de la EPA. L'estudi informa les medicions directes de 190 llocs de gas natural en terra, tots fracturats hidráulicamente, en tot el país i estima una taxa de fuga de 0,42% per a la producció de gas.

Consum d'aigua

La fracturación hidràulica massiva típica dels pous de esquisto utilisa entre 4,500 i 13,200 m³ d'aigua per pou, en proyectes grans que utilisen fins a 19,000 m³. S'usa aigua adicional quan els pous són refracturados. Un pou promig requerix d'11,000 a 30,000 m³ d'aigua durant la seua vida útil. Segons l'Institut d'Estudis d'Energia d'Oxford, es requerixen majors volums de decorreguts de fracturamiento en Europa, a on el promig de les profunditats de esquisto és 1.5 voltes major que en els EE. UU. Si be les cantitats publicades poden semblar grans, són menudes en comparació a l'us general d'aigua en la majoria de les àrees. Un estudi en Texas, que és un àrea d'escassea d'aigua, indica que "l'us d'aigua per al gas de esquisto és <1% de les extracció d'aigua en tot l'estat; no obstant, els impactes locals varien segons la disponibilitat d'aigua i les demandes que competixen entre elles".

Un informe de la Royal Society i la Royal Academy of Engineering mostra que l'us esperat del producte d'un pou  de fracturación hidràulica és aproximadament la cantitat necessària per a eixecutar una central elèctrica de carbó d'1.000 MW durant 12 hores. Un informe de 2011 del Tyndall Center estima que per a una indústria de producció de gas de 9 mil millons de metros cúbics per any (320 × 109 peus cúbics / a), entre 1.25 i 1.65 millons de metros cúbics (44 × 106 a 58 × 106 peus cúbics) són necessari anualment, lo que equival al 0.01% de l'extracció total d'aigua a nivell nacional.

S'ha expressat preocupació per les creixents cantitats d'aigua per a la fracturación hidràulica en àrees que experimenten estrés hídric. L'us de l'aigua per a la fracturación hidràulica pot desviar l'aigua del fluix de la riera, els suministraments d'aigua per als municipis i les indústries com la generació d'energia, aixina com la recreació i la vida aquàtica.  Els grans volums d'aigua requerits per a la majoria dels métodos de fracturación hidràulica comunes han generat preocupació en les regions àrides, com el Karoo en Suràfrica i en Texas, que és propens a la sequia, en Amèrica del Nort. També pot requerir aigua per via terrestre de fonts distants.

Un anàlisis del cicle de vida del gas natural per a electricitat del 2014 realisat pel Laboratori Nacional d'Energia Renovable va concloure que l'electricitat generada pel gas natural dels pous massius fracturats hidráulicamente consumia entre 249 galons per megavat-hora (gal / MWhr) (tendència de Marcellus) i 272 gal / MWhr ( Barnett Shale). El consum d'aigua per al gas dels pous hidràulics fracturats massius va ser de 52 a 75 gal / MWhr major (26 per cent a 38 per cent major) que el consum de 197 gal / MWhr d'electricitat del gas natural convencional en terra.

Alguns productors han desenrollat tècniques de fracturamiento hidràulic que podrien reduir la necessitat d'aigua. S'ha propost utilisar diòxit de carbono, propà líquit o atres gasos en lloc d'aigua per a reduir el consum d'aigua. Una volta que s'usa, el propà torna al seu estat gaseós i pot ser recolectat i reutilisat. Ademés de l'aforro d'aigua, la fractura en gas produïx menys danys a les formacions rocoses que poden impedir la producció. L'aigua reciclada es pot reutilisar en la fracturación hidràulica. Reduïx la cantitat total d'aigua utilisada i reduïx la necessitat d'eliminar les aigües residuals despuix de l'us. No obstant, la tècnica és relativament costosa, ya que l'aigua deu tractar-se abans de cada reutilisació i pot acurtar la vida útil d'alguns tipos d'equips.