Así provoca terremotos el ser humano

 Un estudio muestra que la acumulación de agua en las represas, la extracción de petróleo y gas y la producción de energía geotérmica son algunas de las actividades modernas que provocan seísmos. 31 ENE 2017  Gillian Foulger / Jon Gluyas / Miles Wilson  http://elpais.com/elpais/2017/01/26/ciencia/1485435956_353026.html

Sabíamos que podíamos provocar terremotos antes de que supiéramos lo que eran. Desde el momento en que la gente empezó a extraer minerales de la tierra, el desprendimiento de rocas y el hundimiento de túneles debieron de convertirse en peligros conocidos.
Hoy, los terremotos causados por el ser humano tienen una escala mucho mayor. Durante el último siglo, distintos acontecimientos han puesto de manifiesto que la minería es solo una de las muchas actividades industriales capaces de provocar terremotos lo bastante grandes para causar muertes y daños considerables. La acumulación de agua en las represas, la extracción de petróleo y gas y la producción de energía geotérmica son solo algunas de las actividades modernas que se ha comprobado que provocan terremotos.
A medida que se fueron conociendo cada vez más tipos de actividad industrial que podían ser sismogénicos, Nederlandse Aardolie Maatschappij BV, una empresa petrolera y gasística con sede en Holanda, nos encargó una exhaustiva revisión mundial de todos los terremotos provocados por el ser humano.
Como en un puzle, nuestro trabajo permitió componer una rica imagen a partir de centenares de piezas repartidas por la literatura científica nacional e internacional de multitud de países. La enorme variedad de actividades industriales que, según nuestros hallazgos, podían ser sismogénicas sorprendió a muchos científicos. A medida que aumenta la escala industrial, el problema de los terremotos antropogénicos crece también.
Además, hemos averiguado que, debido a que los terremotos pequeños pueden dar lugar a otros mayores, la actividad industrial puede, en raras ocasiones, desencadenar seísmos extremadamente grandes y dañinos.

Cómo provocamos los seísmos

Durante nuestra labor de revisión, recopilamos una base de datos de sucesos que es, por lo que sabemos, la más completa que se ha reunido hasta la fecha. Esperamos que sirva para informar a los ciudadanos sobre el asunto y para fomentar la investigación científica sobre el modo de afrontar este novísimo desafío para el ingenio humano.
Nuestro estudio ha puesto de manifiesto que la actividad relacionada con la minería es la responsable del mayor número de casos, entre los de la base de datos.
Al principio, las técnicas mineras eran primitivas. Las minas eran pequeñas y relativamente poco profundas. Los hundimientos tendrían escasa importancia (aunque esto no fuese un consuelo para quien se viese atrapado en uno de ellos).
Pero la escala de las minas modernas es completamente distinta. Los minerales preciosos se extraen de minas que pueden tener más de 3.000 metros de profundidad, o extenderse a lo largo de varios kilómetros desde la costa, bajo el mar. La cantidad total de roca extraída por la minería en todo el mundo equivale ahora a varias decenas de miles de millones de toneladas al año. Es el doble que hace 15 años (y se prevé que vuelva a duplicarse de aquí a 15 años). Entretanto, una gran parte del carbón que alimenta la industria mundial ya se ha extraído de los yacimientos poco profundos, y las minas tienen que volverse más grandes y hondas para satisfacer la demanda.

La actividad relacionada con la minería es la responsable del mayor número de casos

A medida que se amplían las minas, los terremotos relacionados con la minería se vuelven más grandes y frecuentes. Los daños y las víctimas también crecen. Durante las últimas décadas, se han producido centenares de fallecimientos en las minas de carbón y minerales, como consecuencia de terremotos antropogénicos de magnitud 6,1.
La construcción de superestructuras pesadas es otra de las actividades que también podrían causar terremotos. Al edificio Taipei 101, de 700 megatoneladas, erigido en Taiwán durante la década de 1990, se le ha culpado del aumento de la frecuencia y la magnitud de los terremotos de la zona.
Desde principios del siglo XX, ha quedado claro que la acumulación de grandes cantidades de agua embalsada puede generar terremotos posiblemente peligrosos. Este hecho cobró un trágico protagonismo en 1967, cuando solo cinco años después de haberse llenado el embalse de Koyna (India), de 51 kilómetros de longitud, tuvo lugar un terremoto de magnitud 6,3 que dañó la presa y mató al menos a 180 personas.
Durante las décadas siguientes, una continua actividad sísmica cíclica ha acompañado las subidas y bajadas anuales del nivel de agua del embalse. En Koyna se produce de media un terremoto de magnitud superior a 5 cada cuatro años. Según parecen indicar los hallazgos de nuestro estudio, hasta la fecha, unos 170 embalses de todo el mundo han generado actividad sísmica.

La producción de gas y petróleo se ha relacionado con varios terremotos destructivos de magnitud 6, aproximadamente, en California. Este sector se está volviendo cada vez más sismogénico, a medida que los yacimientos de gas y petróleo se agotan. En dichos yacimientos, además de la extracción de masa, se inyectan líquidos para extraer los últimos hidrocarburos que queden y eliminar la gran cantidad de agua salada que acompaña al material extraído de los yacimientos que se están agotando.
Una técnica relativamente nueva en el sector gasístico-petrolero para extraer gas de esquisto es la fractura hidráulica, o fracking, técnica que por su propia naturaleza genera pequeños terremotos cuando la roca se fractura. En ocasiones, puede provocar un terremoto de magnitud mayor si el líquido inyectado se filtra dentro de una falla que ya esté sometida a tensión por otros procesos geológicos.
El mayor terremoto relacionado con la fractura hidráulica que hasta ahora se ha notificado tuvo lugar en Canadá, y su magnitud fue de 4,6. En Oklahoma se llevan a cabo muchos procesos simultáneos, entre ellos la producción de gas y petróleo, la eliminación de agua residual y la fractura hidráulica. Allí, terremotos de magnitud 5,7, nada menos, han zarandeado rascacielos que se construyeron mucho antes de que se esperase una actividad sísmica así. Si en Europa se indujese un terremoto semejante en el futuro, podría sentirse en las capitales de varios países.

El fracking puede provocar un terremoto de gran magnitud si el líquido inyectado se filtra dentro de una falla que ya esté sometida a tensión por otros procesos geológicos

Nuestra investigación pone de manifiesto que la producción de vapor y aguas geotérmicas se relaciona con terremotos de hasta 6,6 grados en el yacimiento de Cerro Prieto (México). La energía geotérmica no es renovable mediante procesos naturales en el plazo de una vida humana, por lo que es necesario reinyectar agua bajo el suelo para garantizar un suministro continuo. Este proceso parece ser todavía más sismogénico que la producción. Existen numerosos ejemplos de sucesiones de terremotos relacionadas con la inyección de agua en pozos de sondeo, como en el caso de The Geysers (California).
Otros materiales que se bombean en el subsuelo, como el dióxido de carbono y el gas natural, también pueden generar actividad sísmica. Un proyecto reciente consistente en almacenar el 25% del gas natural que necesita España en un antiguo yacimiento petrolífero abandonado cerca de la costa tuvo como consecuencia la aparición inmediata de actividad sísmica intensa, con seísmos de hasta 4,3 grados. La amenaza que suponía para la seguridad pública hizo necesario el abandono de este proyecto de 1.800 millones de dólares.

Lo que esto significa con vistas al futuro

Hoy en día, los terremotos generados por grandes proyectos industriales ya no se niegan ni se reciben con sorpresa siquiera. Por el contrario, cuando tiene lugar un seísmo, puede que se tienda a buscar un proyecto industrial al que culpar. En 2008, un terremoto de unos 8 grados de magnitud afectó a la prefectura de Ngawa (China), donde mató a unas 90.000 personas, devastó más de 100 ciudades y hundió casas, carreteras y puentes. Enseguida se puso el foco en la cercana presa de Zipingpu, cuyo embalse se había llenado tan solo unos cuantos meses antes, pero aún no se ha demostrado que exista un vínculo entre el terremoto y la represa.
La cantidad mínima de tensión de carga que, en opinión de los científicos, se necesita para provocar un terremoto se está reduciendo lenta y continuamente. La gran presa de las Tres Gargantas, en China, que ahora contiene 41,7 teralitros de agua, ya se ha relacionado con terremotos de magnitud 4,6, nada menos, y está sometida a una estrecha vigilancia.
Ahora los científicos tienen por delante algunos retos emocionantes. Los terremotos pueden generar un efecto mariposa: cambios pequeños pueden tener grandes consecuencias. Por tanto, no se trata solo de que multitud de actividades humanas generen tensión en la corteza terrestre, sino que también pequeñísimas tensiones adicionales pueden convertirse en la gota que colme el vaso, y desencadenar grandes terremotos que liberen la carga de tensión acumulada sobre las fallas por siglos de procesos geológicos. Si esa tensión se habría liberado de forma natural en un terremoto, o cuándo lo habría hecho, es una pregunta difícil de responder.
Un terremoto del orden de los 5 grados de magnitud libera tanta energía como la bomba atómica lanzada sobre Hiroshima en 1945. Un terremoto de unos 7 grados libera tanta energía como el arma nuclear más grande que jamás se ha probado, la Bomba del Zar, detonada por la Unión Soviética en 1961. El riesgo de inducir terremotos así es extremadamente bajo, pero las consecuencias que ello tendría son extremadamente grandes. Lo cual supone un problema sanitario y de seguridad insólito en la industria por el enorme alcance del desastre que, en teoría, podría producirse. No obstante, los terremotos raros y devastadores son un hecho natural en nuestro dinámico planeta, independientemente de que exista o no actividad humana.
Nuestro estudio indica que la única forma empíricamente justificada de limitar la magnitud de los posibles terremotos sería limitar la escala de los propios proyectos. En la práctica, eso se traduciría en minas y embalses más pequeños, menos minerales, petróleo y gas extraídos de los yacimientos, pozos de sondeo menos profundos y volúmenes inyectados más pequeños. Debe encontrarse un equilibrio entre la creciente necesidad de energía y recursos, y el grado de riesgo que resulta aceptable en cada proyecto concreto.

Gillian Foulger es Catedrática de Geofísica en la Universidad de Durham.

Jon Gluyas es catedrático de la Universidad de Durham.

Miles Wilson es doctorando del Departamento de Ciencias de la Tierra, en la Universidad de Durham.

Cláusula de divulgación: 

Gillian Foulger ha trabajado como consultora para diversas empresas y organizaciones gubernamentales. Como experta en la materia, ha ofrecido asesoramiento sobre terremotos provocados por la extracción de hidrocarburos y la extracción e inyección de fluido geotérmico, y sobre la vigilancia sísmica para la reducción de riesgos. Para llevar a cabo esta labor, ha recibido financiación del Gobierno, la industria y consejos de investigación. Es miembro del Partido Laborista británico y de University and College Union. 

Jon Gluyas trabaja para Geomatic Ventures Ltd, empresa que utiliza datos de satélites para controlar los movimientos terrestres, y ha recibido financiación por asesorar a empresas de producción de gas y al Banco Europeo de Inversiones, que desean evitar esos movimientos de la corteza terrestre. 

Miles Wilson es doctorando de la Universidad de Durham y cuenta con la financiación de una beca de doctorado de dicha universidad. Su investigación sobre terremotos antropogénicos se financió mediante un contrato con NAM BV y Gillian Foulger, como miembro de un grupo de expertos sobre sismicidad inducida y el yacimiento gasístico de Groningen.
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