¿Sismicidad inducida? El aumento de los terremotos puede estar vinculado con la actividad humana

El aumento de los terremotos requiere dos preguntas importantes: ¿Son naturales o provocados por el hombre? ¿Y qué se debe hacer en el futuro, nos dirigimos a las causas y consecuencias de estos hechos para reducir los riesgos asociados? Científicos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) han estado analizando los cambios en la frecuencia de los terremotos, así como las causas probables, y tienen algunas respuestas

La cantidad de terremotos ha aumentado dramáticamente en los últimos años en el centro y este de Estados Unidos. Se produjeron más de 300 terremotos por encima de una magnitud 3,0 en los tres años a partir de 2010-2012 en comparación con una tasa promedio de 21 eventos por año observado desde 1967 hasta 2.000.


Los puntos negros indican terremotos con una magnitud de 3,0; las manchas más grandes indican los de magnitudes de 4,0. Los colores de fondo indican los niveles de riesgo de terremoto que determina el mapa Nacional de Riesgo Sísmico (National Seismic Hazard Map, NSHM)

Este aumento de los terremotos requiere que nos planteemos dos preguntas importantes: ¿Son naturales o provocados por el hombre? ¿Y qué se debe hacer en el futuro, nos dirigimos a las causas y consecuencias de estos hechos para reducir los riesgos asociados? Científicos del Servicio Geológico de Estados Unidos han estado analizando los cambios en la tasa de los terremotos, así como las causas probables, y tienen algunas respuestas.

Científicos del USGS han encontrado que en algunos lugares el aumento en la actividad sísmica coincide con la inyección de aguas residuales en los pozos profundos de eliminación. Gran parte de estas aguas residuales son subproducto de la producción de petróleo y gas, y se las dispone de forma rutinaria mediante inyección en pozos específicamente diseñados y aprobados para este fin.

Artículo de Revisión de terremotos inducidos por inyección

El geofísico William Ellsworth de USGS examinó la cuestión de los terremotos inducidos por la inyección en un estudio reciente publicado en la revista Science. El artículo se centra en la inyección de fluidos en pozos profundos como una práctica común para la disposición de aguas residuales, y se examinan los acontecimientos recientes y los retos científicos clave para la evaluación de este riesgo y avanzar para reducir los riesgos asociados.

¿Qué es sismicidad inducida?

Aunque pueda parecer ciencia ficción, los terremotos artificiales han sido una realidad durante décadas. Desde hace tiempo se ha entendido que los terremotos pueden ser inducidos por la acumulación de agua en embalses, minería de superficie y subterránea, la extracción de fluidos y gas del subsuelo, y la inyección de fluidos en formaciones subterráneas.

¿Qué es la eliminación de aguas residuales?

El agua que recibe agregados de sales o es contaminada por productos químicos debe ser eliminada de una manera que evite la contaminación de las fuentes de agua dulce. A menudo, es más económico forzar un «secuestro» geológico de estas aguas residuales mediante la inyección subterránea, muy por debajo de los acuíferos que abastecen de agua potable.

Las aguas residuales pueden ser resultado de una variedad de procesos relacionados con la producción de energía. Por ejemplo, suele estar presente agua en las formaciones rocosas que contienen petróleo y gas, por lo que será extraída durante la producción de petróleo y gas. También se pueden producir aguas residuales como flujo de retorno de las operaciones de fracturación hidráulica que implican la inyección de agua a alta presión en una formación de roca para estimular el movimiento de petróleo y gas a un pozo de producción.

La investigación de Ellsworth mostró que cuando se eliminan las aguas residuales cerca de las fallas, y las condiciones subterráneas son las adecuadas, pueden ser más probable que ocurran terremotos. Específicamente, se puede activar un terremoto por el mecanismo bien conocido de elevar la presión del agua en el interior de una falla. Si la presión aumenta lo suficiente, la falla puede moverse, liberando la tensión tectónica almacenada en forma de un terremoto. Incluso las fallas que no se han movido en millones de años pueden ser llevadas a deslizarse y causar un terremoto si las condiciones subterráneas son las adecuadas.

Mientras que el proceso de eliminación tiene el potencial de desencadenar terremotos, no todas las eliminaciones de aguas residuales produce terremotos. De hecho, muy pocos de los más de 30.000 pozos diseñados para este fin parece causar terremotos.

Fracturación hidráulica

Se han planteado muchas preguntas sobre si la fracturación hidráulica —comúnmente conocida como «fracking»— es responsable del reciente aumento de los terremotos. Los estudios del USGS sugieren que el verdadero proceso de fracturamiento hidráulico sólo muy rara vez es causa directa de los sismos que se han dado. Si bien la fracturación hidráulica produce miles de extremadamente pequeños «microsismos», éstos rara vez se sienten y son demasiado pequeños para causar daños estructurales. Como se señaló antes, se ha relacionado las aguas residuales asociadas con la fracturación hidráulica con algunos —pero no todos— los terremotos inducidos.

Las incógnitas y preguntas pasadas para más adelante

Científicos del USGS están dedicados a lograr una mejor comprensión de las condiciones geológicas y las prácticas industriales asociadas con los terremotos inducidos, y a determinar cómo se puede gestionar el riesgo sísmico.

En el artículo de Ellsworth, se destaca un enfoque de gestión de riesgos que implica la fijación de umbrales de actividad sísmica para una operación segura. Bajo este sistema de «semáforo», si la actividad sísmica excede los umbrales preestablecidos, se harán reducciones de la inyección. Si las sismicidad continúa o se intensifica, las operaciones podrían ser suspendidos.

El actual marco regulador de los pozos de eliminación de aguas residuales se ha diseñado para proteger las fuentes de agua potable de la contaminación, y no se ocupa de la seguridad contra terremotos. Ellsworth señaló que una de las consecuencias es que la cantidad de la información sobre los volúmenes y presiones de inyección reportados a las agencias reguladoras está lejos de ser ideal para gestionar el riesgo sísmico de las actividades de inyección.

Por lo tanto, mejoras en la recopilación y presentación de los datos de inyección a los organismos reguladores podrían suministrar una información muy necesaria sobre las condiciones potencialmente asociadas con la sismicidad inducida. En particular, dijo Ellsworth, una información diaria de los volúmenes de inyección y presiones de inyección máximas y promedio sería un paso en la dirección correcta, al igual que la medición de la presión de agua y el estrés tectónico antes de la inyección.

La importancia de entender los peligros y riesgos

Hay un creciente interés en la comprensión de los riesgos asociados con los terremotos inducidos por inyección, especialmente en las zonas de EEUU donde son raros los terremotos dañinos.

Por ejemplo, la eliminación de aguas residuales parece haber provocado el terremoto de magnitud 5,6 que sacudió las zonas rurales el centro de Oklahoma en 2011, dando lugar a algunas lesiones y daños a más de una docena de casas. Los daños causados por un terremoto de esta magnitud sería aún peor si llegara a suceder en una zona más densamente poblada.

A medida que crece el uso de la inyección para la eliminación de las aguas residuales, también crece la importancia de conocer los riesgos asociados. Para hacer frente a estos desafíos, el USGS espera incrementar los esfuerzos de investigación para entender las causas y efectos de los terremotos inducidos por inyección.

Más información

El USGS ha publicado FAQs en línea ( http://www.usgs.gov/faq/?q=taxonomy/term/9833 ) que proporcionan detalles adicionales e información general de la sismicidad inducida.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información: