En una tarde de noviembre de 2017, un terremoto de magnitud 5,5 sacudió a Pohang, Corea del Sur, hiriendo a decenas y obligando a más de 1.700 de los residentes de la ciudad a viviendas de emergencia. La investigación ahora muestra que el desarrollo de un proyecto de energía geotérmica tiene la culpa.
"No hay duda", dijo el geofísico de Stanford William Ellsworth. "Por lo general, no lo decimos en ciencia, pero en este caso, la evidencia es abrumadora". Ellsworth se encuentra entre un grupo de científicos, incluido Kang-Kun Leede la Universidad Nacional de Seúl, que publicó un artículo en perspectiva el 24 de mayo en ciencia esbozando lecciones del fracaso de Pohang.
El terremoto de Pohang se destaca como el más grande jamás vinculado directamente al desarrollo de lo que se conoce como un sistema geotérmico mejorado, que generalmente implica abrir nuevas vías subterráneas para que el calor de la Tierra llegue a la superficie y genere energía. Y llega en unmomento en que la tecnología podría proporcionar un complemento estable y siempre presente para la energía eólica y solar más delicada a medida que un número creciente de naciones y estados de EE. UU. presionan para desarrollar fuentes de energía bajas en carbono. Según algunas estimaciones, podría llegar a 10porcentaje de la capacidad eléctrica actual de los EE. UU. Comprender lo que salió mal en Pohang podría permitir que otras regiones desarrollen con mayor seguridad esta prometedora fuente de energía.
Los recursos geotérmicos convencionales han estado generando energía durante décadas en lugares donde el calor y el agua de las profundidades subterráneas pueden convertirse en rocas naturalmente permeables. En Pohang, como en otros proyectos geotérmicos mejorados, las inyecciones rompieron rocas impermeables para crear conductos para el calor delTierra que de otro modo permanecería inaccesible para producir electricidad.
"Hemos entendido durante medio siglo que este proceso de bombear la Tierra con alta presión puede causar terremotos", dijo Ellsworth, quien codirige el Centro de Stanford para la sismicidad inducida y activada y es profesor en la Escuela de la Tierra, Energía y Ciencias Ambientales Stanford Earth.
Aquí, Ellsworth explica qué falló en Pohang y cómo su análisis podría ayudar a reducir los riesgos no solo para la próxima generación de plantas geotérmicas, sino también para proyectos de fracking que dependen de tecnología similar. También discute por qué, a pesar de estos riesgos, todavía creeLa geotermia mejorada puede desempeñar un papel en el suministro de energía renovable.
¿Cómo funciona la tecnología geotérmica mejorada?
WILLIAM ELLSWORTH: El objetivo de un sistema geotérmico mejorado es crear una red de fracturas en roca caliente que de otro modo sería demasiado impermeable para que el agua fluya. Si puede crear esa red de fracturas, puede usar dos pozos para crearun intercambiador de calor. Bombeas agua fría por una, la Tierra la calienta y extraes agua caliente por el otro extremo.
Los operadores que perforan un pozo geotérmico lo recubren con un tubo de acero utilizando el mismo proceso y tecnología utilizados para construir un pozo petrolero. Una sección de roca desnuda se deja abierta en el fondo del pozo. Bombean agua al pozo a alta presión, forzando fracturas existentes abiertas o creando otras nuevas.
A veces, estas pequeñas fracturas producen pequeños terremotos. El problema es cuando los terremotos se hacen demasiado grandes.
¿Qué llevó al gran terremoto en Pohang, Corea del Sur?
ELLSWORTH: Cuando comenzaron a inyectar fluidos a alta presión, un pozo produjo una red de fracturas según lo planeado. Pero el agua inyectada en el otro pozo comenzó a activar una falla previamente desconocida que cruzó a través del pozo.
La presión que migró a la zona de falla redujo las fuerzas que normalmente dificultarían que la falla se moviera. Pequeños terremotos se demoraron durante semanas después de que los operadores apagaran las bombas o redujeran la presión. Y los terremotos siguieron aumentando a medida que pasaba el tiempopor.
Eso debería haberse reconocido como una señal de que no se necesitaría una gran patada para desencadenar un terremoto fuerte. Este era un lugar particularmente peligroso. La presión de las inyecciones de líquido terminó proporcionando la patada.
¿Cuáles son los métodos actuales para monitorear y minimizar la amenaza de terremotos relacionados con la inyección de fluidos para proyectos geotérmicos u otros tipos de proyectos de energía?
ELLSWORTH: Las autoridades civiles en todo el mundo generalmente no desean que la perforación y la inyección causen terremotos lo suficientemente grandes como para molestar a las personas. En la práctica, las autoridades y los perforadores tienden a centrarse más en prevenir pequeños terremotos que se pueden sentir en lugar de evitar lo mucho menos probableevento de un terremoto lo suficientemente fuerte como para causar daños graves.
Teniendo esto en cuenta, muchos proyectos se gestionan utilizando el llamado sistema de semáforos. Mientras los terremotos sean pequeños, entonces tendrá una luz verde y seguirá adelante. Si los terremotos comienzan a agrandarse, entonces se ajustaoperaciones. Y si se hacen demasiado grandes, entonces deténgase, al menos temporalmente. Esa es la luz roja.
Muchos proyectos geotérmicos, de petróleo y gas también se han guiado por la hipótesis de que mientras no se ponga más de un cierto volumen de fluido en un pozo, no se producirán terremotos más allá de cierto tamaño. Puede haberalgo de verdad en algunos lugares, pero la experiencia en Pohang nos dice que no es toda la historia.
¿Cómo sería un mejor enfoque?
ELLSWORTH: siempre se debe tener en cuenta el potencial de un terremoto desenfrenado o desencadenado. Y es importante considerarlo a través de la lente del riesgo en evolución en lugar del peligro. El peligro es una fuente potencial de daño o peligro. El riesgo es la posibilidad de pérdidacausado por daño o peligro. Piénselo de esta manera: un terremoto tan grande como Pohang plantea el mismo peligro si se produce en una ciudad densamente poblada o en un desierto deshabitado. Pero el riesgo es mucho mayor en la ciudad.
La probabilidad de un evento grave puede ser pequeña, pero debe ser reconocida y factorizada en las decisiones. Tal vez usted decidiría que esta no es una buena idea en absoluto.
Por ejemplo, si existe la posibilidad de un terremoto de magnitud 5.0 antes de que comience el proyecto, puede estimar los daños y lesiones que podrían esperarse. Si podemos asignar una probabilidad a terremotos de diferentes magnitudes, entonces las autoridades civiles pueden decidir sio no quieren aceptar el riesgo y en qué términos.
A medida que avanza el proyecto, esas conversaciones deben continuar. Si una falla termina siendo activada y la posibilidad de un terremoto dañino aumenta, las autoridades civiles y los gerentes de proyecto podrían decir, "hemos terminado".
De todo lo que has aprendido sobre lo que sucedió en Pohang, ¿crees que el desarrollo geotérmico mejorado debería disminuir?
ELLSWORTH: Los sistemas geotérmicos naturales son una fuente importante de energía limpia. Pero son raros y prácticamente explotados. Si podemos descubrir cómo desarrollar de forma segura plantas de energía basadas en tecnología de sistemas geotérmicos mejorados, tendrá grandes beneficios paratodos nosotros como una opción baja en carbono para la electricidad y la calefacción de espacios.
Los coautores adicionales de Stanford incluyen al investigador postdoctoral Cornelius Langenbruch. Otros coautores están afiliados a ETH, Zurich en Suiza, la Universidad Victoria de Wellington en Nueva Zelanda, la Universidad de Colorado, Boulder, la Administración de Terremotos de China y la Universidad Nacional de Seúl, Chonnam National University y Chungnam National University en la República de Corea.
El trabajo fue apoyado por el Instituto Coreano de Tecnología Energética.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford . Original escrito por Josie Garthwaite. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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