En septiembre de 2013 se inició la inyección de gas colchón de lo que tenía que haber sido un almacén de gas natural estratégico para asegurar el suministro de gas en España durante varias semanas. Sin embargo, el almacén subterráneo de gas Castor acabó haciéndose famoso por sus terremotos. Los temblores se notaron en las poblaciones costeras cercanas a la plataforma marina desde la que se inyectó el gas, situada a más de 20 km de la costa. Lo inquietante fue que los terremotos continuaron tras el cese de la inyección de gas, incluyendo los terremotos de mayor magnitud, que ocurrieron 17 días tras la finalización de la inyección. Los tres mayores terremotos, de magnitudes entre 4.0 y 4.1, son los terremotos de mayor magnitud jamás registrados en los más de 600 almacenes subterráneos de gas que existen en el mundo. La roca almacén es una roca caliza muy permeable debido a que está karstificada – la roca presenta conductos que facilitan el flujo de fluidos debido a la disolución de la calcita en tiempos pasados. Esta roca contiene petróleo pesado, que fue explotado en las décadas de los 70 y los 80 hasta que dejó de ser rentable su extracción. El almacén está delimitado por el lado más cercano a la costa por la falla de Amposta. Esta falla tiene un desplazamiento acumulado de aproximadamente 1 km, por lo que se trata de una falla muy desarrollada que ha acumulado harina de falla en su núcleo – un material muy poco permeable que garantiza que la falla actúe como un sello para el gas. Esta zona de Mediterráneo sigue siendo activa sísmicamente, lo que implica que las fallas están cercanas a las condiciones de rotura, es decir, que pequeñas perturbaciones las pueden desestabilizar. Cuando se extrajo petróleo, no se detectó sismicidad, porque la presión de los fluidos disminuyó, estabilizando la falla de Amposta. Sin embargo, al inyectar gas, la presión aumentó, causando el movimiento de la falla de Amposta.
Interacción entre fallas
El movimiento de la falla de Amposta fue mayormente asísmico, esto es, sin inducir terremotos que se pudieran sentir. Esto es debido a que se trata de una falla que ya ha acumulado mucho desplazamiento y el material que la compone está altamente fracturado y degradado, dando lugar a roturas progresivas. Por otro lado, para cuando se decidió parar la inyección de gas (15 días después de su inicio), el volumen de gas almacenado era suficientemente grande como para ejercer una fuerza de flotación que siguió desestabilizando la falla. El gas, mucho más ligero que el agua que llena los poros del subsuelo, flota, pero se acumula en la parte superior de la roca almacén porque se encuentra con una roca muy poco permeable que impide su ascenso. Es como si intentáramos hundir un globo debajo del agua; el globo tiende a subir y tenemos que ejercer una fuerza grande para mantenerlo hundido. Esta fuerza vertical del gas desestabiliza la falla de Amposta, que va acumulando desplazamiento. El movimiento de la falla de Amposta causó cambios en las tensiones a su alrededor – un fenómeno conocido que recibe el nombre de transferencia de tensiones. En particular, estos cambios en las tensiones desestabilizaron una falla profunda situada en el zócalo cristalino, que fue la causante de los terremotos que se sintieron en la costa. Esta falla profunda no estaba cartografiada, pero su desestabilización era previsible en respuesta a la reactivación de la falla de Amposta. Una vez se desestabilizó la falla profunda, se produjo una rotura en cadena a lo largo de la falla, dando lugar a la secuencia de terremotos que se sintieron por la población.
Falta de monitoreo adecuado
La interpretación de los sismos inducidos en Castor se ha alargado durante años. Esto es debido a la falta de sismógrafos situados en torno a la plataforma de Castor y en profundidad en alguno de los 14 pozos que se perforaron para este proyecto. Se habían instalado dos sismógrafos en el fondo marino, pero no funcionaron. Por lo tanto, los únicos datos de los que se ha dispuesto para caracterizar los terremotos han sido los de las redes sismógrafos existentes en tierra firme. Al tratarse de un almacén subterráneo en alta mar, las ondas sísmicas solo se pudieron registrar en el lado de tierra, quedando el lado de mar sin medidas que permitieran hacer triangulaciones para localizar los terremotos con precisión. El primer análisis de la sismicidad la realizó un grupo de sismólogos del GFZ, en Alemania. Este mismo grupo de sismólogos publicó una nueva interpretación, ocho años más tarde, que contradecía su primera interpretación. Su segunda interpretación se acercaba a otra interpretación realizada por un grupo de sismólogos del CSIC, en la que también han estado trabajando años. Un proyecto de la magnitud de Castor debe disponer de una red de monitoreo que permita localizar los terremotos inducidos en tiempo real. Esto requiere instalar sismógrafos en superficie en torno a los pozos, y para una mayor precisión en la localización, en profundidad en pozos de observación. Además, se debe mantener un registro de los caudales, presiones y temperaturas de inyección y bombeo, y medir la evolución de la presión en pozos de observación. Con los últimos desarrollos en el uso de la fibra óptica para monitorización, instalándola a lo largo de los pozos, se puede disponer de medidas de deformación y de la actividad sísmica.
¿Podemos hacer proyectos en el subsuelo de forma segura?
El subsuelo es clave para descarbonizar la economía y alcanzar las emisiones nulas que nos permitan limitar los efectos adversos del cambio climático. Por un lado, el interior de la Tierra es una fuente inagotable de energía geotérmica: una energía limpia que tiene la ventaja frente a otras renovables, como la solar o la eólica, que no fluctúa. Por otro lado, la única forma que tenemos de eliminar las emisiones de CO2 de las industrias de difícil descarbonización es almacenarlo permanentemente bajo tierra. Industrias como la del cemento, el acero o la de los fertilizantes, aunque se suministren íntegramente con energías renovables, seguirán emitiendo CO2 debido a las reacciones químicas que tienen lugar durante la fabricación de sus productos. Finalmente, la fluctuación de la mayoría de las renovables nos obligará a almacenar grandes cantidades de energía en periodos con excedente de producción para poderlos utilizar en periodos con producción menor a la demanda. El volumen de almacenamiento será mayor al que podamos tener en superficie, requiriendo almacenar en el subsuelo para garantizar el suministro energético. En total, el subsuelo tiene el potencial de reducir entre un 20 y un 30% las emisiones de CO2. Estos proyectos de geoenergías sin carbono se pueden realizar de forma segura, manteniendo niveles de sismicidad inducida no perceptibles por la población. Para ello, se debe realizar una caracterización inicial del subsuelo que permita identificar los lugares más idóneos para llevar a cabo estos proyectos y descartar los que conlleven un riesgo elevado. Los proyectos que se consideren viables deberán disponer de una red de monitoreo que permita evaluar en tiempo real si las observaciones (de la evolución de la presión, deformación del subsuelo y sismicidad inducida) se ajustan a lo esperado (lo que las simulaciones numéricas realizadas previamente al inicio de las operaciones habían predicho). Mientras la respuesta del subsuelo se ajuste a lo esperado, las operaciones pueden proseguir con normalidad. Si en algún momento se observa una respuesta no esperada, sería conveniente detener las operaciones hasta entender lo que está ocurriendo y decidir cómo proseguir. Los avances científicos y tecnológicos apuntan hacia un uso seguro del subsuelo en la transición ecológica, utilicémoslo con cordura para mitigar el cambio climático.
Referencias
- Vilarrasa, V., De Simone, S., Carrera, J., Villaseñor, A. Unraveling the causes of the seismicity induced by underground gas storage at Castor, Spain. Geophysical Research Letters 48(7), e2020GL092038 (2021). https://doi.org/10.1029/2020GL092038
- Vilarrasa, V., De Simone, S., Carrera, J. Villaseñor, A. Multiple induced seismicity mechanisms at Castor underground gas storage illustrate the need for thorough monitoring. Nature Communications 13, 3447 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-30903-6
Cortesía de Muy Interesante
Dejanos un comentario: