Los geofísicos de SMU dicen que la evidencia de una fuga que ocurrió en un pozo de eliminación de aguas residuales del oeste de Texas entre 2007 y 2011 debería generar preocupaciones sobre el potencial actual de aguas subterráneas contaminadas y daños a la infraestructura circundante.

El geofísico de SMU, Zhong Lu, y el resto de su equipo creen que la fuga ocurrió en un pozo de eliminación de aguas residuales en el campo Ken Regan en el norte del condado de Reeves. que podría haber filtrado químicos tóxicos al Acuífero Rustler. El mismo equipo de geofísicos de SMU ha revelado que los sumideros se están expandiendo y formando en el oeste de Texas a un ritmo sorprendente.

Las aguas residuales son un subproducto de la producción de petróleo y gas. Usando un proceso llamado perforación horizontal, o "fracking, "las empresas bombean grandes cantidades de agua, arena y productos químicos en el suelo para ayudar a extraer más gas natural y petróleo. Con ese gas y aceite sin embargo, proceden grandes cantidades de aguas residuales que se inyectan profundamente en la tierra a través de pozos de disposición.

Las regulaciones federales y estatales de petróleo y gas requieren que las aguas residuales se eliminen a gran profundidad, típicamente oscilando entre aproximadamente 1, 000 a 2, 000 metros de profundidad en esta región, por lo que no contamina las aguas subterráneas ni el agua potable. Un pequeño número de estudios sugiere que el arsénico, El benceno y otras toxinas que se encuentran potencialmente en los fluidos de fracturación hidráulica pueden presentar riesgos graves para la salud reproductiva y del desarrollo.

Aunque se cree que la fuga ocurrió entre 2007 y 2011, el hallazgo sigue siendo potencialmente peligroso, dijo Weiyu Zheng, un doctorado estudiante de SMU (Southern Methodist University) que dirigió la investigación.

"El Acuífero Rustler, dentro de la zona de la profundidad de inyección efectiva, solo se utiliza para riego y ganadería pero no para agua potable debido a las altas concentraciones de sólidos disueltos. Las aguas residuales que se filtran a este acuífero pueden posiblemente contaminar las fuentes de agua dulce, "Explicó Zheng.

"Si viviera en esta zona, Estaría un poco preocupado "dijo Lu, profesor de la Cátedra Shuler-Foscue en el Departamento de Ciencias de la Tierra Roy M. Huffington de SMU y el investigador correspondiente de los hallazgos.

También señaló que las fugas de aguas residuales pueden causar daños masivos a la infraestructura circundante. Por ejemplo, Los oleoductos y gasoductos pueden fracturarse o dañarse debajo de la superficie, y el terreno agitado resultante puede dañar las carreteras y poner en riesgo a los conductores.

Los geofísicos de SMU dicen que las imágenes de radar satelital indican que una fuga en el pozo de eliminación cercano ocurrió debido a cambios que se ha demostrado que están ocurriendo en el campo Ken Regan cercano:una gran sección de tierra, cinco campos de fútbol de diámetro y a unos 70 metros del pozo, se elevó casi 17 centímetros entre 2007 y 2011. En el mundo de la geología, esto se llama elevación, y suele ocurrir donde partes de la tierra han sido forzadas hacia arriba por la presión subterránea.

Lu dijo que la explicación más probable de ese aumento es que se estaba produciendo una fuga en el pozo cercano.

"Sospechamos que las aguas residuales se acumularon a muy poca profundidad, que es bastante diferente de lo que dicen los datos del informe sobre ese pozo, " él dijo.

Solo hay un pozo de eliminación de aguas residuales en las proximidades del área elevada del campo Ken Regan. La empresa propietaria informó de la inyección de 1, 040 metros de aguas residuales en el pozo de eliminación en Ken Regan. Ese pozo ya no está activo.

Pero una combinación de imágenes satelitales y modelos realizados por SMU muestra que el agua probablemente se estaba escapando a un nivel menos profundo que el del pozo.

Y el estudio que fue publicado en la publicación Nature Informes científicos , estima que alrededor del 57 por ciento de las aguas residuales inyectadas fueron a esta profundidad menor. A esa profundidad menor, las aguas residuales, que normalmente contienen agua salada y productos químicos, podrían haberse mezclado con el agua subterránea del cercano Acuífero Rustler. El agua potable no proviene del Acuífero Rustler, que abarca siete condados. Pero el acuífero finalmente fluye hacia el río Pecos, que es una fuente para beber.

Los científicos descubrieron la fuga después de analizar imágenes de satélite de radar desde enero de 2007 hasta marzo de 2011. Estas imágenes fueron capturadas por un instrumento de radar de lectura llamado Phased Array tipo radar de apertura sintética de banda L (PALSAR) montado en el Advanced Land Observing Satélite, que fue dirigido por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón

Con esta tecnología llamada radar interferométrico de apertura sintética, o InSAR para abreviar, Las imágenes de radar satelital permiten a los científicos detectar cambios que no son visibles a simple vista y que, de lo contrario, podrían pasar desapercibidos. La tecnología satelital puede capturar la deformación del suelo con una precisión de sub-pulgadas o mejor, a una resolución espacial de unas pocas yardas o mejor en miles de millas, dicen los investigadores.

Lu y su equipo también utilizaron datos que las compañías petroleras y petroleras deben informar a la Comisión de Ferrocarriles de Texas (Texas RRC), así como sofisticados modelos hidrogeológicos que mapearon la distribución y el movimiento del agua subterránea, así como las rocas de la corteza terrestre.

"Utilizamos InSAR para detectar el levantamiento de la superficie y aplicamos modelos de elementos finitos poroelásticos para simular campos de desplazamiento. Los resultados indican que la profundidad de inyección efectiva es mucho menor de lo informado, ", Dijo Zheng." La explicación más razonable es que el pozo estaba experimentando fugas debido a fallas en la tubería de revestimiento y / o problemas de sellado ".

"Un problema es que las tuberías de acero pueden degradarse a medida que envejecen y / o los pozos pueden estar mal administrados. Como resultado, las aguas residuales de las piezas defectuosas pueden filtrarse, "dijo Jinwoo Kim, científico investigador del Laboratorio de Radar SMU de Lu y coautor de este estudio.

La combinación de imágenes de InSAR y modelado realizado por SMU les dio a los científicos una imagen clara de cómo se desarrolló el área de elevación en el campo Regan.

Lu, que es mundialmente conocido por los científicos líderes en el uso de aplicaciones InSAR para detectar cambios en la superficie, dijo que estos tipos de análisis son fundamentales para el futuro de la producción de petróleo del oeste de Texas.

"Nuestra investigación, que aprovecha los datos de teledetección y los modelos numéricos, proporciona una pista para comprender el proceso hidrogeológico subterráneo que responde a las actividades de petróleo y gas. Este tipo de investigación puede considerarse además como un método indirecto de monitoreo de fugas para complementar la detección actual de fugas poco frecuentes. "Dijo Zheng.

"Es muy importante sostener la economía de toda la nación. Pero estas operaciones requieren algunas comprobaciones para garantizar que las operaciones también cumplan con las normas ambientales". "Dijo Lu.

Previamente, Kim y Lu usaron imágenes de radar satelital para encontrar que dos sumideros gigantes cerca de Wink, Texas, dos condados más allá del levantamiento de Ken Regan, probablemente fue solo la punta del iceberg del movimiento terrestre en el oeste de Texas. En efecto, encontraron evidencia de que grandes franjas de la zona petrolífera del oeste de Texas se agitaban y se hundían a un ritmo alarmante. Décadas de actividades de producción de petróleo en el oeste de Texas parecen haber desestabilizado localidades en un área de aproximadamente 4, 000 millas cuadradas pobladas por pequeños pueblos como Wink, carreteras y una vasta red de oleoductos y gasoductos y tanques de almacenamiento.