Estudio de laboratorio sobre terremotos justifica bombear CO2 bajo tierra para evitar el calentamiento climático


Un profesor de Skoltech y sus colegas de Norwegian Seismic Array y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, EE. UU., han llevado a cabo un experimento que reproduce la inyección subterránea de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, para su almacenamiento semipermanente a fin de prevenir el calentamiento global del clima. 


por el Instituto Skolkovo de Ciencia y Tecnología


Han descubierto que, a pesar de algunos temores, este proceso no provoca terremotos si se inyecta CO 2 a las presiones que se utilizan habitualmente. El estudio se publica en Scientific Reports .

El almacenamiento de carbono es uno de los pilares de la economía baja en carbono, junto con las muchas formas de reducir las emisiones de CO2. Las principales formas de unir el CO 2 se encuentran en la biomasa, por ejemplo, mediante la plantación de árboles, y en depósitos subterráneos profundos, como los yacimientos petrolíferos agotados. El último enfoque, conocido como geosecuestro, es objeto de mucho debate debido al potencial percibido del gas bombeado a presión para desencadenar terremotos.

«Nuestros experimentos muestran que, siempre que ejerzamos un buen juicio y limitemos la presión de bombeo de gas, es posible hundir de forma segura el dióxido de carbono en los depósitos de rocas que se encuentran a gran profundidad sin causar terremotos destructivos», comenta el coautor del estudio y profesor de Skoltech, Sergey Stanchits.

Tanto este estudio, que se basó en equipos de Schlumberger EE. UU., como el trabajo en curso de Stanchits en Skoltech en Rusia involucran experimentos con rocas masivas en forma de cubo que se cortan por la mitad (ver foto) para imitar dos lados de una falla geológica que se deslizan uno contra el otro. El cubo se presiona en los seis lados para simular las fuerzas que impulsan la tectónica de placas. Se inyectó aceite de silicona químicamente inerte en la roca para imitar el aumento de la presión intersticial causado por la inyección de CO 2 en el campo.

«Encendimos nuestra tectónica de placas improvisada aplicando presiones desiguales a diferentes caras del cubo de arenisca, cada lado medía alrededor de un metro», explica Stanchits. «Las ‘placas’ comenzaron a deslizarse lentamente una contra la otra, y podíamos escucharlas hacer un leve crujido con micrófonos muy sensibles colocados en todos los lados del cubo».

Eso en sí mismo, sin embargo, constituye una actividad sísmica normal. “Así son las placas tectónicas , siempre moviéndose lentamente”, agrega el investigador. «Y nunca se convierte en un problema a menos que se atasquen durante algún tiempo, la tensión se acumula y luego se libera en un instante. Ese deslizamiento repentino de la falla es el terremoto «.

El equipo quería ver si bombear fluido en un pozo que llegaba relativamente cerca de la falla desencadenaría algo más que un débil crujido: ¡un verdadero terremoto en un laboratorio! Pero no fue así. «Así que hicimos algo que se supone que no debes hacer en un proyecto de secuestro de la vida real: teníamos otro agujero, que llegaba hasta la falla, y ahí es donde ahora inyectamos el fluido bajo la presión esperada en la Tierra durante el CO 2 secuestro», cuenta Stanchits. «Aún así, de manera un tanto decepcionante, las rocas simplemente continuaron avanzando al mismo ritmo menos que catastrófico».

Así que los investigadores modificaron el experimento al estilo cazador de mitos. «Pensamos, bueno, tal vez podríamos usar el primer agujero, el que terminó a 10 centímetros de la falla, pero aumentar la presión tanto como para inducir una fractura en la roca», dice el científico. «Esto es algo que definitivamente no querrías hacer en un proyecto de almacenamiento de carbono , pero es algo similar a la fracturación hidráulica». Las empresas de energía lo hacen para que el petróleo o el gas fluya desde yacimientos no convencionales, pero también, potencialmente, para llegar a las cálidas profundidades del planeta a través de la grieta resultante y producir energía geotérmica renovable.

Para acortar una larga historia, el equipo tuvo que subir desde 45 veces la presión atmosférica normal en los experimentos originales hasta 180 atmósferas antes de que la arenisca cediera y se abriera una fractura que conducía directamente a la falla. «Cerramos la inyección, la presión en el pozo cayó y durante unos 10 minutos las cosas se mantuvieron tranquilas. Pero, como pronto supimos, este fue el tiempo que tardó el fluido en redistribuirse en la zona de falla «.hasta el punto de que, finalmente, hubo un tirón bastante notable en el movimiento previamente suave de las placas. Eso definitivamente calificó como un terremoto de laboratorio», dice Stanchits, y agrega que en el campo, la preparación para el terremoto probablemente habría tomado un día más o menos, si la fracturación hidráulica se hubiera realizado muy cerca de la falla.

Resumiendo los hallazgos de este emocionante experimento, el investigador concluye que el secuestro de carbono bajo tierra a presiones normalmente consideradas para este propósito y en ubicaciones elegidas adecuadamente debería ser seguro y no debería inducir terremotos ni filtraciones de gas en las aguas subterráneas o de vuelta a la atmósfera. Incluso el fracking parece ser seguro si se hace teniendo debidamente en cuenta la geología local: a distancias suficientes de cualquier falla. Los autores del estudio creen que experimentos de laboratorio similares son cruciales para minimizar tanto los gastos como los riesgos inherentes de tales intervenciones geológicas. «Simplemente no es algo que quieras hacer por ensayo y error», concluye Stanchits.



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