Fracking explicado: proceso, historia y el debate sobre su impacto

El fracking, abreviatura de fracturación hidráulica, es una técnica de perforación específica que permite a los mineros extraer petróleo y gas natural de rocas enterradas muy por debajo de la superficie. En otras palabras, facilita la recuperación de recursos naturales de difícil acceso.

Aunque esta tecnología se perfeccionó en la década de 1950, sigue siendo un tema controvertido importante hasta la fecha, tanto ambiental como políticamente.

A continuación, discutiremos el proceso involucrado en el fracking, su historia y su impacto en la sociedad. También exploraremos el futuro de esta técnica.

¿Cómo funciona el fracking?

Esquema del proceso | Imagen cortesía: Mike Norton

Según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), el fracking es un proceso de estimulación de pozos que aumenta significativamente la cantidad total de recursos naturales como petróleo y gas natural extraídos de esquistos y otras formaciones rocosas.

La técnica de fracturación hidráulica tiene dos componentes. Uno es la perforación hidráulica, realizada primero verticalmente y luego horizontalmente. El otro implica bombear o inyectar fluidos de fracking (entraremos en eso en un momento) en el pozo perforado a alta presión.

¿De qué está compuesto el "fluido de fracking"?

En general, el fluido de fracturación hidráulica es mayormente agua mezclada con varios químicos, incluyendo ácidos, lubricantes y alcohol. Además de esos, se añaden pequeñas cantidades de partículas sólidas diminutas como arena. Estas partículas se conocen como "agentes de apoyo" o "proppants".

Aunque la arena sin tratar es un proppant convencional, es susceptible a generación de finos (reducción de tamaño) con el tiempo. Y para mantener el tamaño de grano ideal, la arena a menudo se recubre con resina para crear arena especializada (Arena Recubierta con Resina Curable). Otras alternativas, como bauxita (sinterizada) y cerámicas, también existen.

La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. ha identificado un promedio de 14 químicos usados en sitios de fracturación hidráulica en el país. Etanol, ácido clorhídrico y destilados de petróleo fueron quizás los más comunes entre ellos.

El proceso

Configuración de hidro-fracking en Dakota del Norte | Imagen cortesía: Joshua Doubek

El proceso de fracking comienza con un pozo perforado verticalmente que puede extenderse hasta 3 km por debajo de la superficie terrestre. Una vez que el pozo vertical alcanza cierta profundidad (donde yace roca rica en minerales), gira 90 grados y continúa horizontalmente. Según una publicación de la Universidad Texas A&M, la perforación horizontal puede extenderse hasta 1,6 km desde el punto de intersección.

Después de que la perforación termina, el pozo se encierra; un tubo hueco endurecido (hecho de acero o cemento) se inserta para evitar derrames de hidrocarburos y fluidos de fracking en fuentes de agua subterránea.

El fluido de fracking se inyecta entonces en el pozo bajo condiciones de presión extremadamente alta. Este proceso a menudo se realiza a más de 62.000 kilopascales de presión, que son unos 9.000 psi o libras por pulgada cuadrada.

A altas presiones, el fluido de fracking crea grietas y fisuras en las rocas a través de las cuales los hidrocarburos (petróleo y gas natural) pueden fluir mucho más libremente. Las partículas de arena o proppants están ahí para mantener estas grietas abiertas incluso después de que se libera la presión, asegurando la liberación continua de recursos valiosos.

Junto con el petróleo y gas atrapados, una gran cantidad de aguas residuales o líquido de "retorno" se descarga del pozo. El líquido de retorno contiene agua y varios contaminantes tóxicos, incluyendo metales pesados, materiales radiactivos y otras toxinas.

Cabezal de pozo abierto | Imagen cortesía: Joshua Doubek

Las aguas residuales de pozos de fracturación hidráulica pueden ser eliminadas o reutilizadas después de ser tratadas. Ambos métodos, sin embargo, tienen sus complicaciones.

La historia del fracking

El primer uso registrado de técnica de estimulación de roca data de la década de 1860. Dinamita se usaba a menudo para aumentar la producción total de petróleo de formaciones geológicas. La idea sirvió de base para la técnica del "torpedo explosivo", desarrollada por el Coronel Edward A. L. Roberts, un veterano de la Guerra Civil estadounidense en 1865.

Aquí, recipientes equipados con explosivos (inicialmente pólvora o nitroglicerina) eran bajados con cuerdas al pozo, que ya estaba lleno de agua para maximizar el efecto de la explosión. Las explosiones de torpedo fracturaban la roca mineral y removían la cera de parafina que se acumula con el tiempo para facilitar el flujo ininterrumpido de petróleo.

Antes de los torpedos llenos de nitroglicerina, se vertía agua hirviendo o benceno en los pozos para intentar disolver la parafina.

La versión moderna de fracturación hidráulica se introdujo en Estados Unidos a finales de la década de 1940.

Sus ventajas y efectos económicos

La técnica de fracturación hidráulica no solo permite a las empresas energéticas extraer recursos valiosos de yacimientos de difícil acceso, sino obtenerlos en cantidades más significativas (comparado con métodos convencionales).

Aunque el fracking se usa principalmente en extracción de petróleo y gas natural, puede desplegarse en un conjunto de otras condiciones también. Por ejemplo, puede estimular pozos de agua subterránea o ayudar a desechar desechos profundo en las rocas.

El notable crecimiento de la tecnología de fracking en Estados Unidos ha mejorado drásticamente la producción de petróleo y gas del país. En 2008, la producción total de gas natural del país superó a la de Rusia para convertirse en el mayor productor de gas natural del mundo.

Como nota al margen, el país superó a Arabia Saudita para convertirse en el mayor productor de petróleo del mundo en 2013.

Mayores países productores de gas natural | Imagen cortesía: Statista

La demanda global de gas natural solo va a aumentar. Según McKinsey, una firma de consultoría de gestión, reporte de perspectivas en 2019, la demanda de GNL (gas natural licuado) probablemente aumentará 3,6 por ciento por año hasta 2035.

Con sus extensas reservas de gas de esquisto y tecnología avanzada de fracking, se espera que Estados Unidos suministre más de la mitad del gas natural mundial para el mismo período.

Estudios realizados para determinar el aspecto económico del fracking han sido mayormente positivos. Un reporte de 2017 de la Institución Brookings indica que la extracción de gas de esquisto solo ha aumentado los beneficios por consumidor hasta $432 en la región Oeste Centro Sur de Estados Unidos.

Además, el fracking aumentado ha reducido significativamente el gasto anual de la nación en gas. La ganancia económica total anual de esta técnica es de unos $74.000 millones.

El fracking puede, sin embargo, afectar adversamente sectores económicos como la agricultura. Al menos un estudio ha encontrado que la productividad de cultivos de riego de un pueblo disminuye en 5,7 por ciento cuando se perfora un pozo en su proximidad (radio de 11-20 km). Según el mismo estudio, la provincia canadiense de Alberta perdió unos 14,8 millones de dólares en ingresos agrícolas en 2014.

¿Es seguro el fracking? Su efecto en el medio ambiente y la sociedad

No hay duda de que el fracking extensivo ha transformado el mercado energético de América y los ha hecho autosuficientes para los próximos cien años. Ha impulsado la economía de EE. UU., y muchas naciones en el mundo han intentado emular lo mismo.

La tecnología, sin embargo, enfrenta críticas generalizadas incluso en Estados Unidos.

Marcha por energía limpia en Filadelfia (2016) | Mark Dixon/Flickr

El uso de fracturación hidráulica por un largo período puede dañar el medio ambiente de más de una manera. Contaminación de aguas subterráneas, terremotos frecuentes, contaminación acústico, alto uso de agua, cambio climático y riesgo general para la salud se han vinculado con el fracking.

Por décadas, opositores del fracking están corriendo codo a codo contra los que lo apoyan. Los defensores de la fracturación hidráulica a menudo citan sus beneficios económicos y el hecho de que el gas natural es un reemplazo mucho más limpio para el carbón.

La mayor preocupación respecto al uso de esta tecnología es la contaminación de aguas subterráneas y superficiales. En 2016, una investigación de Dominic DiGiulio, un ex científico de la EPA, sugiere que los pozos de agua en Pavillion (Wyoming) están contaminados con químicos dañinos usados en fluido de fracking. Otros hallazgos similares también se han hecho. Riesgo potencialmente alto de contaminación de aguas subterráneas y contaminación del aire por fracturación hidráulica fue identificado en un reporte de 2012 por la Dirección General de Medio Ambiente de la UE.

La gran cantidad de agua requerida en el fluido de fracking también es un tema importante. Una instalación de fracturación hidráulica de tamaño promedio (pozo único) usa hasta 3,5 millones de galones de agua, mientras que para los grandes son unos 5 millones de galones.

El proceso de inyección de fluido en fracturación hidráulica a menudo se asocia con temblores inducidos. Aunque estos temblores suelen ser de pequeña escala, algunos son lo suficientemente grandes para causar daño a la propiedad. Casi 8 millones de personas viviendo en estados de EE. UU. como Colorado, Nuevo México, Texas, Kansas y Oklahoma supuestamente enfrentan el peligro de terremotos inducidos por fracking.

El fracking también tiene efectos de salud inmediatos y a largo plazo. Un estudio preliminar de los Centros para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC) de EE. UU. en 2014, sospecha que los trabajadores en una instalación de hidro-fracking están expuestos a niveles peligrosos de benceno (un compuesto químico que aumenta el riesgo de cáncer). También pueden desarrollar otras condiciones severas como silicosis.

Fracking en otras regiones del mundo

Aparte de Estados Unidos, la fracturación hidráulica se lleva a cabo en otros países alrededor del mundo, al menos en cierta medida. El fracking está actualmente en sus etapas iniciales de desarrollo en Sudáfrica. Es relativamente extendido en Canadá, con más de 356 plataformas de perforación activas en 2012.

Países europeos como Alemania y el Reino Unido adoptaron la tecnología de fracking en la década de 1970. Hoy, sin embargo, estas naciones han prohibido total o emitido prohibiciones temporales contra ella.

En 2011, tras protestas nacionales, Francia se convirtió en la primera nación en prohibir su uso completamente.

Regulaciones gubernamentales

Países que actualmente utilizan la tecnología de fracturación hidráulica (en cualquier medida) tienen al menos algunas reglas y regulaciones en niveles nacional, estatal y local.

En Estados Unidos, el fracking está exento de revelar detalles sobre los químicos usados en el proceso (de otra forma obligatorio por la Ley de Agua Potable Segura). Mientras que los estados deben seguir la ley federal, pueden poner redes de seguridad y regulaciones en su lugar. Varios estados, incluyendo Texas, Wyoming y Míchigan, requieren que las empresas mineras revelen tales detalles.

Vermont se convirtió en el primer estado de EE. UU. en prohibir el fracking en 2012. Lo siguió Nueva York tres años después.