Terremoti nell’Ohio provocati dall’ “Hydraulic fracking” ?

Testo di Guido Barone, con contributi di Silvie Coyaud, Luca Lombroso, Riccardo Reitano, Claudio Cassardo, Daniele Pernigotti e Stefano Caserini.

Pubblicato su Climalteranti

In Ohio la tecnica di estrazione del gas tramite acqua pressurizzata, già sotto accusa per gli impatti sulle acque superficiali, è stata associata all’aumento della frequenza di lievi terremoti nelle zone circostanti. Un gas fossile che se utilizzato aumenta ulteriormente la quantità di CO₂ nell’atmosfera.

La pratica dell’”Hydraulic fracking” (frantumazione idraulica), cioè l’estrazione del gas naturale con acqua pressurizzata da strati profondi, è da tempo sotto accusa negli Stati Uniti per i conseguenti rischi di inquinamento delle falde acquifere, come raccontato su Scientific American. 

Il processo di estrazione è difficile perché i giacimenti sedimentari che ospitano il gas sono profondi, al di sotto delle falde e racchiusi tra strati di rocce argillose impermeabili, ed è  quindi indispensabile ricorrere a tecniche di trivellazione mediante pozzi, simili a quelli per l’estrazione del petrolio.

Source: A.Granberg: WSJ Research /Chesapeack Energy.

Il processo è illustrato nella figura a fianco. L’estrazione viene effettuata ricorrendo inizialmente ad un pozzo verticale, ma che nella parte finale sotterranea si sviluppa orizzontalmente; lo “spillamento” (tapping) del gas naturale avviene attraverso la tecnica dell’“hydraulic fracking” delle rocce scistose.

La perforazione viene condotta per 1-3 kme man mano il pozzo viene incamiciato con una tubazione di acciaio. Le pareti del pozzo sono consolidate e cementificate fino al di sotto del livello delle falde naturali, per evitare che il gas o i fluidi di trivellazione ed estrazione risalgano all’esterno della pipeline di acciaio o finiscano nella falda stessa inquinandola.

Una volta raggiunta la profondità del giacimento si fa compiere una svolta a gomito a 90° al pozzo di trivellazione e si prosegue ancora per alcune centinaia di metri continuando a incamiciarlo con la tubazione di acciaio. 

Quindi si inietta sotto forte pressione una sospensione di acqua e sabbia (per lo più silicea) contenente anche antiaggreganti, che servono a stabilizzarla, nonché battericidi e altri prodotti chimici (tra cui alcuni notoriamente cancerogeni, come il benzene). La parte terminale della camicia porta delle cariche che si fanno esplodere elettricamente, provocando sia dei fori nella tubazione che delle estese fratture, ramificate in tutte le direzioni, nelle fragili rocce circostanti.

Le fratture e fenditure vengono mantenute pervie da grani di sabbia silicea opportunamente dimensionati. A volte, se la pressione di pompaggio è sufficientemente forte, bastano dei fori nella camicia di acciaio, senza bisogno di ricorrere a cariche esplosive.

Il gas compresso, fuoriuscente dalle fratture, entra controcorrente nella tubazione, risalendola fino alla superficie dove verrà incanalato verso gli impianti di stoccaggio e poi di raffinazione. Mentre continua il pompaggio forzato, l’acqua a sua volta risale e viene raccolta in ampi bacini aperti per far decantare i detriti e degassarsi parzialmente, quindi viene riutilizzata.

Finora le principali contestazioni a questa tecnica avevano riguardato il pericolo di inquinamento delle falde superficiali, vuoi per fratture nelle pareti di  cemento dei pozzi, poco accuratamente colate, vuoi per la cattiva impermeabilizzazione del fondo dei bacini di raccolta delle acque di risalita dai pozzi (in qualche caso hanno traboccato a causa di piogge torrenziali). 

Talvolta dai rubinetti domestici sono fuoriusciti gas infiammabili o fanghi maleodoranti. Le Autorità dello Stato di New York hanno proibito l’estrazione, con questo metodo, nei bacini idrografici utilizzati per l’approvvigionamento idrico delle grandi città e hanno chiesto di utilizzare solo serbatoi stagni per lo stoccaggio.

Recentemente negli Stati Uniti la pratica dell’Hydraulic fracking è stata accusata di avere aumentato la frequenza dei terremoti. Intorno alla cittadina di Youngstown (Ohio) si sono succeduti ben 11 terremoti, di cui gli ultimi due del grado 2.7 e 4 (alle 20.05 del 31 dicembre) della scala Richter, come segnalato da numerose note di diverse Agenzie di Stampa.  

In questo caso i sismi hanno avuto un ipocentro molto superficiale (3 –5 km), per cui i danni sono stati notevoli, malgrado l’energia fosse limitata: interruzione di molte sedi della rete stradale (Figura 2) e lesioni alle abitazioni. 

I sismi si sono protratti per tutto il periodo del pompaggio di acqua e sabbia dopo le esplosioni iniziali. A parità di energia sviluppata, come misurata dai gradi della scala Richter, se l’ipocentro è molto profondo (30 –60 km come nel caso dei recenti sismi nel Nord Italia) i danni possono essere più limitati.

Associazioni di cittadini infuriati per le continue e inusuali scosse sismiche, hanno ottenuto dalle autorità dell’Ohio la chiusura provvisoria di alcuni impianti di trivellazione della Northstar Disposal Service attorno alla città di Youngstown. Il blocco è momentaneo perché questa  tecnologia di estrazione del gas è stata finora ritenuta regolare dai regolamenti federali.

Sorpresa di Capodanno in Ohio. Foto di Martin Luff  

Lo Stato dell’Ohio è costituito da una vasta pianura, in gran parte alluvionale e di fatto non sismica, compresa tra il grande fiume (da cui prende il nome) a Sud e ad Est, il Lago Erie a Nord e gli stati del Michigan, sempre al Nord, e dell’Indiana ad Ovest.

Una indagine sismica (non ancora pubblicata) si sta conducendo  da parte di ricercatori della Columbia University su incarico dell’ Ohio Department of Natural Research. 

I ricercatori deducono che i movimenti potrebbero essere causati dallo slittamento delle rocce scistose  lungo faglie alla stessa profondità del pozzo di fracking, ma distanti anche alcuni chilometri, causati non dal pompaggio sotto pressione o dalle esplosioni, bensì dall’azione lubrificante degli additivi alle interfacce di rocce adiacenti.

L’Agenzia ambientale americana EPA non si è ancora pronunciata sull’origine certa di questi fenomeni, che vengono minimizzate dalle imprese coinvolte: le trivellazioni raggiungono strati molto distanti dalle falde superficiali. 

Per cui sia il pericolo di inquinamento delle stesse, sia la destabilizzazione di molte centinaia di metri di rocce sovrastanti la ramificazione orizzontale sarebbero da escludere. Ma i meccanismi che provocano questi sismi possono essere molteplici. In questo tipo di trivellazioni vengono usate enormi quantità di acqua (anche 15 milioni di litri per pozzo)  e centinaia di litri di additivi chimici.

Inoltre il 75% dell’acqua di pompaggio risale in superficie, portando con se sali e  residui radioattivi estratti dagli strati profondi. Comunque l’EPA si è riservata di produrre un rapporto  nel corso del 2012, visto i pareri contrastanti di numerosi esperti.

A differenza dell’Ohio, il sud dell’Oklahoma è territorio sismico e l’anno scorso tra il 17 e il 19 gennaio, si sono infatti registrate 43 scosse da 1 a 2,3 gradi Richter, che in un rapporto dell’Oklahoma Geological Survey sono stata associate al fracking.

In Europa invece, nel maggio scorso dopo due lievi scosse nei pressi di Blackpool, le proteste degli abitanti hanno costretto il governo britannico a sospendere le operazioni della Cuadrilla Resources, in attesa di nuove valutazioni d’impatto (come raccontato su Technology Review).

I sostenitori del processo di Hydraulic fracking ritengono che, dal punto di vista ambientale, il processo ha un impatto ambientale minore rispetto all’emungimento di petrolio delle rocce scistose condotto in superficie, come avvenuto in passato per i giacimenti dei monti Appalachi, dove era stato effettuato il decapsulamento delle cime e dei pendii per  sfruttarli a cielo aperto.

Analogamente, nell’Alberta canadese, lungo il fiume Athabaska, sono state distrutte intere praterie e boschi con l’intento di trattare il bitume con acqua calda per fonderlo ed estrarre l’olio greggio. L’Hydraulic fracking invece consentirebbe di limitare di molto le perdite di gas in atmosfera.
Le stime fanno ammontare a 23.000 miliardi di metri cubi di gas naturale, prevalentemente metano, nelle rocce scistose dei soli Stati Uniti. 

Le perdite dirette di metano sono in proporzione più pericolose della sua combustione perché questo gas è circa 25 volte  più efficace della CO₂ come effetto serra. Ma se anche non vi fossero perdite di gas, come nei processi di estrazioni degli oli petroliferi a cielo aperto, la combustione di questa enorme quantità di gas comporterebbe l’immissione  in pochi anni di altrettanti metri cubi di anidride carbonica nell’atmosfera (il contenuto di carbonio per unità di volume di metano e di anidride carbonica è lo stesso), con un ulteriore contributo al riscaldamento globale.