Los investigadores de la EPFL y la Oficina Federal de Energía de Suiza han ideado estrategias para reducir el riesgo de terremotos asociado con la energía geotérmica. CO ₂ almacenamiento y otras actividades humanas que ocurren a gran profundidad.

Aunque la mayoría de los terremotos son atribuibles a causas naturales, algunos son provocados, directa o indirectamente, por la actividad humana. Estos temblores menores, conocido como "sismicidad inducida, "son uno de los mayores desafíos que plantea la energía geotérmica profunda, CO ₂ almacenamiento, y otras actividades que implican la inyección de gases y líquidos a gran profundidad.

Investigadores del Laboratorio de Mecánica de Suelos (LMS) de EPFL y la Oficina Federal Suiza de Energía (SFOE) han ideado nuevas estrategias para reducir el riesgo de terremotos inducidos por el hombre. Sus hallazgos han sido publicados en Revista Geofísica Internacional .

Embalses geotérmicos profundos de entrenamiento personalizado

Los sistemas geotérmicos profundos proporcionan un renovable fuente de energía sin carbono y son consistentes con la estrategia energética 2050 del gobierno suizo y su compromiso de ser neutrales en carbono. Sin embargo, la tecnología utilizada en Suiza, conocido como Estimulación geotérmica mejorada (EGS), se ha enfrentado a reveses después de provocar los terremotos en Basilea en 2006 y en St. Gallen en 2013.

EGS implica un proceso llamado inyección hidráulica, donde se inyecta líquido a presión en caliente, seco, roca impermeable (unos 3 km o más por debajo de la superficie de la Tierra) para crear un depósito geotérmico artificial. El problema es que este proceso puede provocar microsismicidad, o temblores y terremotos menores.

A medida que el agua se inyecta bajo tierra y llena la matriz de la roca, la presión intersticial de los poros aumenta. "Existe la creencia generalizada de que esta es la única causa de sismicidad inducida, "dice Barnaby Fryer, asistente de doctorado en el LMS y autor principal del artículo. "Pero no es tan sencillo. El estrés tectónico, o geometría y movimiento de fallas, también entra en juego ".

Un delicado acto de equilibrio

Las fallas son causadas por fuerzas verticales y horizontales que actúan sobre secciones de la corteza terrestre. Caen en una de tres categorías:fallas normales o extensionales (donde las dos secciones se separan), fallas inversas o de compresión (donde las dos secciones empujan una contra la otra), y fallas de deslizamiento (donde las dos secciones se mueven horizontalmente).

El equipo conjunto de EPFL y SFOE partió de la premisa de que las fallas son más estables y, por lo tanto, la probabilidad de un terremoto se reduce cuando la tensión diferencial (es decir, la diferencia entre las tensiones máxima y mínima) es menor. "Esa observación planteó una pregunta obvia, "dice Gunter Siddiqi, subjefe de sección de investigación energética de la SFOE y segundo autor del artículo. "¿Con qué tipo de falla estamos lidiando? y ¿qué podemos hacer para limitar los terremotos y temblores importantes? "

A los investigadores se les ocurrió la idea de "entrenar" el reservorio antes de que comience el proceso de estimulación. En el caso de una falla inversa, que implica elevadas tensiones horizontales, Se inyecta líquido frío bajo tierra durante un período de al menos 12 meses. "A medida que el depósito se enfría, la roca se contrae, "explica Fryer." Esto reduce las fuerzas horizontales que actúan sobre él, reduciendo así la tensión diferencial y haciendo menos probables los terremotos ".

Subiendo la presión

Contrario a la creencia popular, La inyección de fluidos a alta presión en la corteza terrestre no siempre provoca terremotos. "En casi todos los embalses, son solo las tensiones horizontales las que cambian significativamente, "dice Fryer." Con una falla normal, Las tensiones verticales son mucho mayores que las horizontales. Cuando inyecta un líquido en la roca, la presión intersticial aumenta. Esta, Sucesivamente, aumenta las tensiones horizontales y cierra la brecha entre los valores horizontal y vertical ".

En otras palabras, Inyectar fluidos de esta manera puede estabilizar la falla, siempre que las tensiones dentro del depósito respondan lo suficiente a los cambios en la presión intersticial. "Por eso es tan importante comprender las propiedades de un reservorio antes de comenzar a inyectar, "agrega Fryer.

Aplicaciones prometedoras

Esta investigación proporciona información importante para la industria, potencialmente ayudar a las empresas a idear formas de reducir la probabilidad de sismicidad inducida. "Comprender todos los escenarios posibles y actuar en consecuencia podría allanar el camino para algunas aplicaciones prometedoras del mundo real, "dice Siddiqi.