Terremoti e petrolio

Ci è stato detto, sin da bambini, che il petrolio è poco, e sta per finire; per fortuna, o purtroppo, non è vero. Ci sono enormi riserve di combustibile intrappolate in alcuni tipi di rocce stratificate, dette scisti (in Inglese, shale); nessuno sa esattamente quante. Le molecole di petrolio sono mescolate a livello microscopico all’interno della roccia che le trattiene. Una nuova tecnica riesce a fare ciò che si credeva prima impossibile, liberando queste molecole in grandi quantità. Si chiama FRACKING.

Mappa dei principali bacini contenenti shale oil e shale gas, e i pozzi in funzione. Fonte: Energy Information Administration.

Secondo voi è una buona idea buttare una bomba in un pozzo di petrolio?

Sembra un’idea suicida ma nel 1862 fece arricchire un vecchio colonnello. Questa storia, iniziata 150 anni fa, sta cambiando oggi il nostro mondo.

Fu il colonnello sudista Edward Roberts ad avere quest’idea, nel bel mezzo della battaglia di Fredericksburg, quando le bombe dei nordisti gli piovevano intorno.

Roberts notò che alcuni proiettili avevano un effetto dirompente sul suolo molto maggiore del previsto quando esplodevano in un canale pieno d’acqua. Al momento (comprensibilmente) aveva cose più urgenti cui pensare, ma quello strano fenomeno gli restò impresso in memoria.

Nonostante la sua condotta eroica nella battaglia di Fredericksburg, Roberts fu congedato con disonore dall’esercito sudista nel 1863. Decise allora di dedicarsi a un nuovo settore tecnologico emergente: l’estrazione di petrolio. Il suo metodo (brevettato nel 1866) consisteva nel calare all’interno di un pozzo una bomba piena di tritolo, riempire il pozzo di acqua e far esplodere la bomba. L’acqua impediva alla forza d’urto di scaricarsi verso l’alto, e l’energia si propagava nel sottosuolo frantumando la roccia e facilitando l’uscita del petrolio. La tecnica funzionava benissimo e lo rese ricco (poteva aumentare la produzione di un pozzo sino al 1200%).

Un operaio versa nitroglicerina in un pozzo di petrolio, fine Ottocento. A destra: una targa commemorativa dei primi esperimenti fatti con le “torpedini di Roberts”. Fonte: https://www.aoghs.org/

Ottanta anni dopo, la frantumazione delle rocce per aumentare la produzione di petrolio era un dettaglio tecnico, noto solo agli specialisti.

Nel 1949 però alcuni tecnici americani provarono a fare a meno dell’esplosivo, usando per frantumare le rocce il liquido stesso, sottoposto a una enorme pressione idraulica. In questa nuova tecnica (chiamata hydraulic fracturing,  o FRACKING) enormi quantità di acqua sono pompate nel sottosuolo ad alta pressione, insieme a detergenti, addensanti e piccole particelle di sabbia.

La pressione crea fessure nelle rocce, che non possono poi richiudersi a causa delle particelle di sabbia che s’incastrano nelle fessure. L’azione meccanica della pressione e gli additivi contenuti nel liquido liberano le molecole di gas e di petrolio dalla prigione di roccia che le ha tenute bloccate per milioni di anni, facendogli cominciare un lungo viaggio che le porta, infine, nei serbatoi delle nostre auto.

Gli Stati Uniti sono diventati un esportatore di energia. Fonte: U.S. Energy Information Administration (2020). http://www.eia.gov/aeo

Negli ultimi anni la produzione di fracking è aumentata a dismisura e questo sta cambiando la politica mondiale, e con essa la nostra vita. Gli USA sono da sempre la nazione in assoluto più vorace di petrolio, essenziale per alimentare sia le molte industrie del paese che i loro enormi SUV. Secondo la U.S. Energy Information Administration, nel 2015 il fracking ha prodotto circa 4.5 milioni di barili al giorno, il 50% della produzione di petrolio degli USA.

Per la prima volta nella storia recente, l’America ha cominciato a vendere petrolio all’estero in maniera rilevante; le esportazioni sono passate da trenta a centocinquanta milioni di barili al mese (fonte: US Energy Information Administration). Il prezzo del barile di petrolio è sceso da più di 100 dollari a circa 50 dollari, e questo ha scatenato un drammatico effetto domino. L’Arabia Saudita, invece di diminuire la produzione per far risalire il prezzo, ha aumentato le vendite in modo da far fallire le ditte di Fracking americane. I sauditi possono vendere a basso costo a lungo, perché hanno enormi riserve finanziarie. A soffrir di più in questa guerra economica scatenata dal fracking sono però le nazioni che hanno bisogno, per sopravvivere, di un prezzo del petrolio alto: Iran, Iraq, Nigeria e, soprattutto, la Russia. Il resto della storia potete leggerlo sui giornali; è strano, ma forse lo scatenarsi o no di future guerre dipenderà da quanto e come piccole molecole di atomi di carbonio siano intrappolate in un pezzo d’argilla.

Il prezzo del petrolio è calato dopo il 2014. Fonte: Sole 24ore.            

Si discute da anni se le operazioni di perforazione e iniezione di liquidi ad alta pressione possano inoltre causare terremoti; risultati recenti suggeriscono che sia così.

Uno studio pubblicato sulla rivista Science ha collegato in maniera chiara la presenza di micro-terremoti negli Stati Uniti con la posizione dei pozzi di iniezione di fluidi. La cosa sorprendente è che la causa principale dei terremoti non è il fracking stesso, ma lo smaltimento dell’acqua creata dal fracking!

Uno dei maggiori problemi del fracking infatti è che genera tonnellate di acqua sporca. Si tratta di una tecnologia complessa, che per funzionare ha bisogno di molti componenti. Il liquido usato per il fracking può contenere acidi, polimeri, disinfettanti ed enormi quantità di sale.

E se un esperto in perforazioni sotterranee deve liberarsi di tonnellate di acqua sporca, qual è il primo metodo che gli viene in mente?

Avete indovinato.

Lo studio di Science indica che i pozzi che causano più terremoti sono quelli usati per smaltire l’acqua salata, in particolare quelli che iniettano nel sottosuolo più di trecentomila barili al mese (un barile equivale a circa 159 litri). Avete capito bene, ci sono centinaia di pozzi che iniettano nel sottosuolo più di cinquanta milioni di litri di acqua salata ogni mese, e questo ha aumentato in maniera enorme il numero di terremoti, come certificato da uno studio dello U.S. Geological Survey.

L’aumento di scosse è chiaramente localizzato nelle zone a più alta attività perforativa. Ad esempio, prima del 2008 in Oklahoma c’era in media solo un terremoto ogni anno così forte da poter essere avvertito. Nel 2014, ce n’è circa uno al giorno.

C’è, ovviamente un enorme dibattito sul calcolo di rischi e benefici del fracking. L’Europa sembra in media contraria a usare questa tecnica, l’America e la Cina probabilmente la useranno sempre di più.

Con il fracking l’uomo ha, per la prima volta, un potere enorme: quello di modificare in maniera rilevante la struttura del sottosuolo. Forse il fracking influenzerà pesantemente la nostra vita futura; forse si dimostrerà antieconomico, scomparendo in un’enorme, spettacolare bolla finanziaria. Il basso prezzo del petrolio sta già portando alla bancarotta molte ditte che avevano investito nel fracking (esattamente quello che volevano i sauditi).

Tra qualche decennio, sfogliando i libri di storia, potremo leggere com’è andata a finire.

Pubblicato per la prima volta su SAPERE, Agosto 2016.

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