En una tarde de noviembre de 2017, un terremoto de magnitud 5,5 sacudió a Pohang, Corea del Sur, hiriendo a decenas y forzando a más de 1, 700 de los residentes de la ciudad en 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 decimos eso en ciencia, pero en este caso, la evidencia es abrumadora ". Ellsworth forma parte de un grupo de científicos, incluido Kang-Kun Lee de la Universidad Nacional de Seúl, quien publicó un artículo en perspectiva el 24 de mayo en Ciencias resumiendo lecciones del fracaso de Pohang.

El terremoto de Pohang se destaca como, con mucho, el más grande jamás vinculado directamente al desarrollo de lo que se conoce como un sistema geotérmico mejorado. lo que normalmente implica forzar la apertura de nuevas vías subterráneas para que el calor de la Tierra llegue a la superficie y genere energía. Y llega en un momento en que la tecnología podría proporcionar un Complemento omnipresente de la energía solar y eólica 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 representar hasta el 10 por ciento de la capacidad eléctrica actual de EE. UU. Comprender lo que salió mal en Pohang podría permitir que otras regiones desarrollen de manera más segura 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 burbujear a través de rocas naturalmente permeables. En Pohang, como en otros proyectos geotérmicos mejorados, las inyecciones abrieron rocas impermeables para crear conductos para el calor de la Tierra que, de otro modo, permanecerían inaccesibles para producir electricidad.

"Hemos entendido durante medio siglo que este proceso de bombeo de la Tierra con alta presión puede provocar terremotos, "dijo Ellsworth, quien codirige el Centro Stanford de Sismicidad Inducida y Activada y es profesor en la Escuela de la Tierra, Ciencias de la energía y el medio ambiente (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, pero también proyectos de fracking que dependen de una tecnología similar. También explica por qué, a pesar de estos riesgos, todavía cree que la energía geotérmica mejorada puede desempeñar un papel en el suministro de energía renovable.

¿Cómo funciona la tecnología geotérmica mejorada?

El objetivo de un sistema geotérmico mejorado es crear una red de fracturas en la roca caliente que, de otro modo, es demasiado impermeable para que el agua fluya. Si puedes crear esa red de fracturas, luego puede usar dos pozos para crear un intercambiador de calor. Bombeas agua fría por uno la tierra lo calienta, y extraes agua caliente en 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 de petróleo. Una sección de roca desnuda se deja abierta en el fondo del pozo. Bombean agua al pozo a alta presión, forzar la apertura de fracturas existentes o crear nuevas.

A veces, estas pequeñas fracturas producen pequeños terremotos. El problema es cuando los terremotos se vuelven demasiado grandes.

¿Qué llevó al gran terremoto en Pohang? ¿Corea del Sur?

Cuando comenzaron a inyectar líquidos a alta presión, uno de los pozos produjo una red de fracturas según lo planeado. Pero el agua inyectada en el otro pozo comenzó a activar una falla previamente desconocida que atravesaba el pozo.

La presión que migró a la zona de la falla redujo las fuerzas que normalmente dificultarían el movimiento de la falla. Pequeños terremotos se prolongaron durante semanas después de que los operadores apagaran las bombas o redujeran la presión. Y los terremotos se hicieron más grandes con el paso del tiempo.

Eso debería haber sido reconocido como una señal de que no se necesitaría una patada muy grande para desencadenar un fuerte terremoto. Este era un lugar particularmente peligroso. La presión de las inyecciones de líquido terminó dando 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 energía?

Las autoridades civiles de todo el mundo generalmente no quieren que la perforación y la inyección provoquen 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 que en evitar el evento mucho menos probable de un terremoto lo suficientemente fuerte como para causar un daño grave.

Teniendo esto en cuenta, muchos proyectos se gestionan mediante el denominado sistema de semáforos. Mientras los terremotos sean pequeños, entonces tienes luz verde y sigues adelante. Si los terremotos comienzan a agrandarse, luego ajusta las operaciones. Y si se vuelven demasiado grandes, entonces te detienes por lo menos temporalmente. Esa es la luz roja.

Muchos geotermales, Los proyectos de petróleo y gas también se han guiado por la hipótesis de que siempre que no se ponga más de un cierto volumen de fluido en un pozo, no tendrás terremotos más allá de un cierto tamaño. Puede haber algo de verdad en eso en algunos lugares, pero la experiencia en Pohang nos dice que no es toda la historia.

¿Cómo sería un mejor enfoque?

Siempre debe tenerse en cuenta la posibilidad de que se produzca un terremoto fuera de control 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 una pérdida causada por un daño o peligro. Piénselo de esta manera:un terremoto tan grande como Pohang presenta el mismo peligro, ya sea que ocurra 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 reconocerse y tenerse en cuenta en las decisiones. Tal vez decida 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, entonces 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 si quieren o no aceptar el riesgo y bajo qué términos.

A medida que avanza el proyecto, esas conversaciones deben continuar. Si una falla se activa y aumenta la posibilidad de un terremoto dañino, Las autoridades civiles y los directores de proyectos podrían decir:"hemos terminado".

De todo lo que ha aprendido sobre lo que sucedió en Pohang, ¿Cree que el desarrollo geotérmico mejorado debería ralentizarse?

Los sistemas geotérmicos naturales son una fuente importante de energía limpia. Pero son raros y prácticamente agotados. Si podemos descubrir cómo desarrollar de manera segura plantas de energía basadas en tecnología mejorada de sistemas geotérmicos, Va a tener enormes beneficios para todos nosotros como una opción baja en carbono para la electricidad y la calefacción de espacios.