La producción de petróleo crudo y las extracciones de gas natural en los Estados Unidos han disminuido la dependencia del país del petróleo extranjero y han brindado un alivio financiero a los consumidores estadounidenses. pero también han planteado preocupaciones de larga data sobre el daño ambiental, como la contaminación de las aguas subterráneas.

Investigadora de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Syracuse, y un equipo de científicos de Penn State, han desarrollado una nueva técnica de aprendizaje automático para evaluar de manera integral los datos de calidad del agua con el fin de detectar muestras de agua subterránea que probablemente hayan sido afectadas por una fuga reciente de metano durante la producción de petróleo y gas. Usando ese modelo, el equipo llegó a la conclusión de que los métodos de perforación no convencionales como la fracturación hidráulica o el hidrodeslizamiento no necesariamente generan más problemas ambientales que la perforación convencional de petróleo y gas.

Las dos formas comunes de extraer petróleo y gas en los EE. UU. Son a través de métodos convencionales y no convencionales. El petróleo y el gas convencionales se bombean desde fuentes de fácil acceso utilizando presión natural. En cambio, El petróleo y el gas no convencionales se obtienen de fuentes de difícil acceso mediante una combinación de perforación horizontal y fracturación hidráulica. Hydrofracking extrae gas natural, petróleo y salmuera de formaciones de lecho rocoso inyectando una mezcla de arena, productos químicos y agua. Al perforar la tierra y dirigir la mezcla de alta presión hacia la roca, el gas del interior se libera y fluye hacia la cabeza de un pozo.

Tao Wen, profesor asistente de ciencias de la tierra y medioambientales (EES) en Syracuse, Recientemente dirigió un estudio que compara datos de diferentes estados para ver qué método podría resultar en una mayor contaminación de las aguas subterráneas. Probaron específicamente los niveles de metano, que es el componente principal del gas natural.

El equipo seleccionó cuatro estados de EE. UU. Ubicados en importantes zonas de esquisto para apuntar a su estudio:Pensilvania, Colorado, Texas y Nueva York. Uno de esos estados, Nueva York, prohibió la práctica del hidrofracking en 2015 luego de una revisión del Departamento de Salud del Estado de Nueva York que encontró importantes incertidumbres sobre la salud. incluido el aumento de la contaminación del agua y el aire.

Wen y sus colegas compilaron un gran conjunto de datos de química de aguas subterráneas de múltiples fuentes, incluidos informes de agencias federales, artículos periodísticos, y empresas de petróleo y gas. La mayoría de las muestras de agua analizadas en su estudio se obtuvieron de pozos de agua domésticos. Aunque el metano en sí no es tóxico, Wen dice que la contaminación por metano detectada en aguas subterráneas poco profundas podría ser un riesgo para el propietario correspondiente, ya que podría ser un peligro de explosión. podría aumentar el nivel de otras especies químicas tóxicas como el manganeso y el arsénico, y contribuiría al calentamiento global ya que el metano es un gas de efecto invernadero.

Su modelo utilizó algoritmos sofisticados para analizar casi todos los datos geoquímicos retenidos con el fin de predecir si una muestra de agua subterránea determinada se vio afectada negativamente por la perforación reciente de petróleo y gas.

La comparación de datos mostró que los casos de contaminación por metano en Nueva York, un estado sin perforaciones no convencionales pero con un alto volumen de perforaciones convencionales, eran similares a los de Pensilvania, un estado con un alto volumen de perforaciones no convencionales. Wen dice que esto sugiere que los métodos de perforación no convencionales como el fracking no necesariamente generan más problemas ambientales que la perforación convencional. aunque este resultado podría explicarse alternativamente por los diferentes tamaños de los conjuntos de datos de la química del agua subterránea compilados para estos dos estados.

El modelo también detectó una tasa más alta de casos de contaminación por metano en Pensilvania que en Colorado y Texas. Wen dice que esta diferencia podría atribuirse a diferentes prácticas cuando los perforadores construyen / perforan pozos de petróleo y gas en diferentes estados. Según investigaciones anteriores, La mayor parte del metano liberado al medio ambiente de los pozos de gas en los EE. UU. se produce porque el cemento que sella el pozo no se completa a lo largo de toda la tubería de revestimiento de producción. Sin embargo, no existen datos para concluir si los perforadores en esos tres estados utilizan tecnología diferente. Wen dice que esto requiere más estudio y revisión de los datos de perforación si están disponibles.

Según Wen, su modelo de aprendizaje automático demostró ser eficaz para detectar la contaminación de las aguas subterráneas, y al aplicarlo a otros estados / condados con producción de petróleo y gas en curso o planificada, será un recurso importante para determinar los métodos más seguros de perforación de petróleo y gas.

Wen y sus colegas recientemente publicaron sus hallazgos en la revista Investigación del agua .