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.
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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