Si ha conducido por un área donde las empresas extraen petróleo y gas de formaciones de esquisto, Probablemente haya visto llamas bailando en la parte superior de los tubos verticales. Eso es llamativo, la práctica mayoritariamente incontrolada de quemar un subproducto de la producción de petróleo y gas. Durante los últimos 10 años, El auge del petróleo y el gas de esquisto en EE. UU. ha convertido a este país en una de las cinco principales naciones en llamarada del mundo. justo detrás de Rusia Irán e Irak.

Es una distinción dudosa. La quema rutinaria le da a la industria un ojo morado.

Soy un científico atmosférico que estudia los gases traza:sustancias químicas que componen una pequeña fracción de la atmósfera de la Tierra, pero puede tener efectos significativos sobre el medio ambiente y la salud humana. En varios estudios recientes con estudiantes de posgrado y pregrado, He mostrado cómo la quema rutinaria en antorcha se evalúa de manera inexacta y crea una fuente considerable de contaminación del aire.

Debido a una rápida caída del precio del petróleo en la primavera de 2020, la nueva exploración de petróleo se ha desplomado y la producción está funcionando a niveles reducidos. Pero la industria puede reanudar rápidamente sus actividades a medida que se recuperan la demanda y los precios. Y también lo hará la llamarada.

Agencias regulatorias, bajo la presión de grupos ambientalistas y partes de la industria, finalmente están considerando reglas para frenar la quema. Pero, ¿se puede detener esta práctica derrochadora y contaminante?

Conveniencia económica

Cada pozo de petróleo de esquisto en funcionamiento produce cantidades variables de gas "asociado" o "cabezal de revestimiento", una mezcla de gas crudo de hidrocarburos altamente volátiles, principalmente metano. Los productores a menudo no quieren este gas a menos que se pueda recolectar a través de una red de tuberías existente.

Incluso cuando eso es posible pueden decidir deshacerse del gas de todos modos porque el costo de recolectarlo y moverlo inicialmente puede ser más alto que el valor del gas. Aquí es donde entra la llamarada.

La quema de rutina es común en la formación de esquisto Bakken en Dakota del Norte, el esquisto Eagle Ford en el centro-sur de Texas y la Cuenca Pérmica en el noroeste de Texas y Nuevo México. Texas ha quemado anualmente la misma cantidad de gas que consumen todos sus usuarios residenciales. Solo en la cuenca del Pérmico, en 2018 se desperdiciaron aproximadamente 750 millones de dólares en gas, sin ningún beneficio público.

Al mismo tiempo, la quema de gas contribuye aproximadamente con el 1% de las emisiones de dióxido de carbono atmosférico provocadas por el hombre a nivel mundial. Es entonces cuando las antorchas queman hidrocarburos de manera eficiente, convertirlos en dióxido de carbono. A diferencia de, cuando las bengalas arden mal o se apagan, contaminan el aire con gases más nocivos.

Nuestros estudios en dos regiones de la lutita Eagle Ford en Texas mostraron que las llamaradas pueden ser la fuente dominante de óxidos de nitrógeno, o NOx en estas áreas rurales. Las emisiones de NOx contribuyen a la lluvia ácida, formación de ozono y smog, y puede irritar los ojos, nariz, garganta y pulmones.

Descubrimos que en los sitios que estudiamos, Las fuentes de combustión industrial, como las antorchas, produjeron alrededor de 10 veces más NOx que los automóviles de la zona. Aunque un solo brote puede ser una fuente relativamente pequeña, el gran número de llamaradas y la alta variabilidad de la producción de NOx por llamarada pueden causar impactos atmosféricos a gran escala visibles desde el espacio.

La ventilación no autorizada puede explicar los altos volúmenes de quemado

Casi todas las antorchas son fuentes de combustión abiertas. Pueden detectarse desde el espacio como brillantes, fuentes de radiación de calor de ubicación fija. Los científicos han desarrollado algoritmos para catalogar este calor radiante y relacionarlo con el volumen informado de gas quemado a nivel mundial.

Con la ayuda de estudiantes de pregrado, La socióloga Kate Willyard y yo evaluamos los datos del radiómetro de imágenes infrarrojas visibles basado en satélites, o VIIRS. Calculamos los volúmenes de quema en las dos regiones de producción de petróleo de esquisto de Texas, tanto por almohadilla de pozo como por condado. Luego lo comparamos con una base de datos de la Comisión de Ferrocarriles de Texas, que regula la producción de petróleo y gas, para los años 2012-2015, y encontró grandes discrepancias entre los dos conjuntos de datos.

En total, los volúmenes reportados en la base de datos estatal fueron solo alrededor de la mitad de lo que observó el satélite. Otro, Un análisis masivo menos detallado realizado por la firma de investigación S&P Global encontró discrepancias similares para las regiones de esquisto en Nuevo México y Dakota del Norte.

Estas grandes diferencias pueden explicarse por errores de notificación y por varias operaciones de antorcha que simplemente están exentas de la notificación de volumen. Pero sospechamos que existe una situación aún más sistémica, explicación mundana:ventilación:la liberación directa de gas crudo a la atmósfera.

La ventilación de gas está permitida solo para un pequeño conjunto de operaciones en la industria si se puede realizar de manera segura. Suele estar prohibido porque emite hidrocarburos, incluidos los tóxicos del aire, como el benceno, que pueden causar cáncer, defectos de nacimiento u otros problemas de salud graves.

Pero la ventilación emite principalmente metano, que contribuye al calentamiento global y la formación de ozono atmosférico. La ventilación de las pilas de bengalas es ilegal, Dado que la antorcha se considera una instalación de tratamiento de residuos, pero la práctica aparentemente ha aumentado con el tiempo.

Reciente, Las mediciones satelitales de metano atmosférico de mayor resolución sobre la cuenca del Pérmico revelan que sus emisiones deben ser significativamente más altas de lo que se informa habitualmente a la Agencia de Protección Ambiental. excediendo el 3% de la producción en lugar del 1-2% más comúnmente asumido. El metano extra extraído ilegalmente a través de las antorchas terminaría en la base de datos de la Comisión de Ferrocarriles de Texas, pero los satélites que buscan radiación de calor de la combustión no la detectarían.

Que la radiación de calor se convierte en volúmenes en llamas, utilizando los volúmenes totales reportados a las agencias en todo el país. Pero si en realidad se quema un volumen mucho menor, con parte del gas no quemado pero ventilado, los datos satelitales sobrestimarían la llamarada. Esto es un problema porque los científicos y la iniciativa de llama cero del Banco Mundial emplean estas estimaciones de llamarada basadas en satélites.

Los inversores dicen que se puede evitar la quema

Durante una década, grupos conservacionistas como el Fondo de Defensa Ambiental han pedido a los reguladores que aborden las emisiones de metano de la industria del esquisto y el rápido aumento de la quema en antorcha. La administración Obama adoptó una nueva regla en 2016 para frenar las fugas de metano y reducir la quema en tierras públicas e indígenas. Ahora la administración Trump está tratando de deshacer esta acción, aunque con un éxito limitado.

Mientras tanto, Un nuevo estudio encargado por el Fondo de Defensa Ambiental y en el que participaron inversores concluye que existen formas viables y rentables para que las empresas de petróleo y gas minimicen la quema incluso sin mucha regulación. Sin embargo, Dado que gran parte de la industria ya ha pasado una década sin emplear ampliamente estas medidas de mejores prácticas, Espero que las empresas de petróleo y gas sigan desperdiciando y contaminando en el futuro previsible a menos que las agencias gubernamentales impongan regulaciones más estrictas.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.