Aspectos ambientales en la producción de hidrocarburos de yacimientos no convencionales

Introducción: Contexto internacional en el cual se inicia el desarrollo de esta nueva tecnología en Argentina.

Breve historia del Shale Gas

  • La tecnología de explotación del shale gas (gas retenido en formaciones geológicas no libres) fue desarrollada en el período entre 1943 y 1947 por Standard Oil of Indiana. Llegó a Argentina a través de Amoco, luego Pan American Energy.
  • Comenzó a ser utilizada comercialmente en 1954.
  • El primer pozo con multifracturas horizontales data de 1975.
  • Los pozos horizontales de Shale gas con multifracturas hidráulicas comienzan a realizarse masivamente en 1988.
  • Entre 2005 y 2010, la producción de Shale pasó, solo en Estados Unidos, de un valor casi nulo a 500 Mill.m³/día.
  • En 2013 habían sido ya completados una enorme cantidad de fracturas hidráulicas, con una producción de casi 700 Mill. m³/día, aproximadamente el 25% de la producción total de gas de Estados Unidos.
  • El precio del gas se redujo sensiblemente en Estados Unidos, fomentó la instalación de nuevas industrias, se redujeron las emisiones de CO² y se limitó la importación del fluido.
  • Además, en Estados Unidos se produjo una fuerte creación de empleo directo e indirecto y de las nuevas industrias instaladas como consecuencia de los valores más competitivos de la energía.

Descripción de la tecnología de extracción del Shale Gas

Todos los hidrocarburos se formaron a partir de células de microorganismos que se fueron acumulando a lo largo de cientos de miles e incluso millones de años, a medida que la tierra se enfriaba y cambiaba la composición química de su atmósfera, en el lecho de depresiones, mares y lagos, mezclados con otros materiales. Las condiciones de elevada presión y temperatura desarrolladas en esa corteza terrestre en formación, a medida que se sumergía aprisionada por nuevas formaciones, condujo a la transformación de las moléculas de estos microorganismos, muchas de ellas no complejas, con sólo carbono e hidrógeno como átomos principales.
Los geólogos identifican a este tipo de rocas en las cuales se formaron inicialmente los hidrocarburos como “rocas generadoras”. Cubren una parte significativa de la superficie de la tierra, a profundidades y con espesores muy diferentes. También son diferentes entre sí el nivel de porosidad y permeabilidad de distintos tipos de “rocas generadoras”, las que contienen aquello
que hoy denominamos hidrocarburos, -cadenas de carbono de distinta longitud y algunas moléculas con configuraciones cerradas-.
Simplificando, es posible afirmar que estos hidrocarburos, cuando en algunos casos pudieron migrar desde las rocas en las cuales tuvieron origen, se ubicaron, de acuerdo con su respectiva densidad en capas sucesivas, donde los más livianos ocupaban la parte superior de “cavernas”, o recintos en los cuales estas moléculas orgánicas estaban a distintas profundidades y siempre
retenidas por un fondo de arcillas o rocas impermeables. Otras porciones, -que últimamente se  descubrió que tenían volúmenes tan significativos o más que los hidrocarburos encontrados en cavernas-, quedaron retenidos en la roca generadora, cuando la misma era de baja porosidad y baja permeabilidad.
Habiéndose comprobado la reducción relativa de recursos fósiles de muy fácil extracción, los técnicos comenzaron a analizar el potencial de otros tipos de yacimientos, denominados “no convencionales”, entre los cuales cabe mencionar los esquistos bituminosos, las arenas impregnadas de hidrocarburos (Oil sands, Canadá) y las acumulaciones “no libres” que se están
analizando en este documento, donde el gas y el petróleo habían permanecido dentro mismo de la roca generadora, sin haber podido migrar nunca hacía formaciones independientes y homogéneas de hidrocarburos líquidos y gaseosos: éstas son las que se denominan formaciones de Shale Gas y Shale Oil, la fuente de hidrocarburos fósiles que será más rápidamente desarrollada durante los próximos años.
Este próximo período, probablemente no superior a 50 años, será sin duda de transición, hasta el surgimiento y mayor participación paulatina de tecnologías renovables que al ser convertidas en rentables e instaladas en gran escala, evitarán la emisión de grandes cantidades de gases (principalmente CO², pero también metano y otros).

Importancia del Shale Gas para el mundo y la Argentina, y la evaluación de su impacto económico local

El Shale Gas se convirtió en el más probable vehículo para proveer de energía a las naciones durante la transición que, reiteramos, se estima de no más de 50 años, etapa durante la cual la energía se estará consumiendo con mayor eficiencia y produciendo con un cada vez mayor porcentaje de otras fuentes primarias, las que ya no serán solo hidrocarburos de origen fósil, como
ocurrió durante los últimos 150 años.

En particular, en Estados Unidos, nación en la cual ya se adquirió suficiente experiencia por haberse realizado las grandes cantidades de fracturas hidráulicas mencionadas en distintos yacimientos “No Convencionales” y se alcanzó una producción de 700 Millones de m³ diarios de gas, aproximadamente el 25% del consumo total de ese país, la Agencia de Protección
Ambiental (EPA) destacó el nuevo rol de esa fuente de energía al expresar que, “El gas natural tiene un papel clave en el futuro de la energía limpia en nuestra nación”. Esto ya se comenzó a comprobar en los hechos.
Teniendo en cuenta que Argentina es, en este momento, de acuerdo con la información disponible, el país que dispondría de la mayor cantidad conocida de recursos de hidrocarburos fósiles no convencionales por habitante, y la importancia que tiene para Argentina la posibilidad de recuperar en el menor plazo posible el autoabastecimiento de energía, e incluso, de obtener una nueva fuente de divisas provenientes de las exportaciones, parece recomendable avanzar rápidamente en la determinación de que porcentaje de esos recursos puede ser convertido
en reservas, estableciendo la rentabilidad económica de extraer esos recursos, y también las normas y prácticas de protección ambiental necesarias para asegurar que el volumen de capitales necesario, el know how, los permisos gubernamentales y los conocimientos tecnológicos estén disponibles para iniciar esa tarea.
Es sabido que una de las principales condiciones que atraen a las compañías con el capital, la tecnología y el know how necesarios, es la existencia de una normativa específica estable y predecible, que asegure a cada inversor que todos los participantes cumplan con normas semejantes, políticamente aceptadas por la sociedad civil y utilizando las “Mejores Prácticas”
conocidas a la fecha, por empresas reconocidas en esta industria, que acepten además el establecimiento de controles y un monitoreo permanente de aquellos aspectos que más preocupan a la población, a los reguladores y a las organizaciones de defensa del medio ambiente.
Los aspectos que más preocupan a la población, están habitualmente relacionados con la seguridad física y la salud de las personas y la no afectación a la naturaleza.
En este trabajo se procuró identificar aquellos temas que más preocupación despertaron en las naciones donde ya existe una larga experiencia en la extracción de estos hidrocarburos de yacimientos no convencionales y dar una respuesta basada, no solamente en la opinión con fuerte aval técnico de especialistas argentinos, sino fundamentalmente a partir de las normas y recomendaciones emitidas por aquellas organizaciones internacionalmente consideradas más confiables e imparciales en dar respuesta a estas inquietudes.

Solamente algunas instituciones líderes a nivel internacional llevaron adelante procesos de investigación sistemáticos. El Instituto de Energía de la Academia Nacional de Ingeniería (ANI), por medio de un equipo técnico ”ad hoc” analizó la documentación técnica producida por algunos de los centros de investigación e instituciones científicas y regulatorias más prestigiosos conocidos, -el Department of Energy (DOE, USA); la Environmental Protection Agency (EPA, USA); The Royal Society y la Royal Academy of Engineering (RAE2 UK)-, para tomar, de los antecedentes publicados por los mismos, opiniones y recomendaciones sobre el tema que da origen a este documento. También se utilizó alguna información estadística proveniente de otras fuentes, tales como el Instituto Nacional del Agua y el Ambiente (INAA), la International Energy Agency (IEA), o información estadística de Asociaciones internacionales como el IGU (International Gas Union) y también de las Empresas que tuvieron participación relevante en la gran cantidad de fracturas hidráulicas realizadas hasta la fecha, especialmente en Estados Unidos, analizando
esta información para eliminar cualquier inexactitud o parcialidad apreciable. Este Informe final fue revisado y ampliado por los integrantes del Instituto y la Academia.
Este mismo procedimiento adoptado por la ANI fue previamente utilizado por la Real Academia de Ingeniería de España, que procedió a responder a las principales inquietudes e incertidumbres que se presentan en los ámbitos relacionados con la defensa del medio ambiente, la seguridad en el abastecimiento y la calidad del agua, con los datos cuantitativos y los conceptos surgidos de las investigaciones realizadas por las tres instituciones citadas.
Adicionalmente, los expertos y partes integrantes del grupo de trabajo sobre la fracturación hidráulica del “Consejo Superior de Colegios de Ingenieros de Minas” de España concluyó también que, con la tecnología y los controles adecuados, la industria de la extracción del gas no convencional tiene un riesgo similar a cualquier otra industria extractiva o transformadora. Se  analizaron las respuestas dadas por estas instituciones de máximo prestigio a los principales cuestionamientos realizados por Organizaciones de la Sociedad Civil y ambientalistas, en relación con aquellas potenciales consecuencias de la producción de hidrocarburos en reservorios no convencionales, las que despertaron preocupaciones, tanto en las personas que desconocen los aspectos técnicos de este tema, como en los Reguladores Estatales y también, en aquellas Organizaciones de Investigación y en las ONG especializadas en el medio ambiente, que usualmente también desconocen los aspectos científicos y técnicos relacionados con la producción de Shale Gas y Shale Oil.
Dado que la mayor concentración de esos recursos se detectó en el Reservorio Vaca Muerta de la Provincia de Neuquén, se elaboraron, en una primera revisión del medio local, un grupo de 9 motivos listados en el Ítem II de este documento, respecto de los cuales expresaron diferentes niveles de preocupación dichas organizaciones y también personas a nivel individual, con diferente número de menciones y también con distinto tratamiento por parte de los medios y en las campañas de difusión de las ONG concentradas en el estudio de temas ambientales. Se buscó dar respuesta a esas preocupaciones particularizando ese análisis para las condiciones ambientales y sociales específicas de dicho Reservorio.
En el ítem III se procuró dar respuesta a cada uno de ellos, casi exclusivamente en base a las opiniones recogidas de las fuentes calificadas que fueron mencionadas previamente en este punto, fuentes acordes con la rigurosidad e imparcialidad puestas como condición por la ANI.
Por último, se creyó conveniente -luego de expresar las preocupaciones y evaluarlas para el caso de Vaca Muerta- indicar las consiguientes recomendaciones y normativas que las Instituciones seleccionadas emitieron con relación a cada una de estas preocupaciones, de igual forma que la ANI y otras Instituciones académicas de igual prestigio lo hicieron en el pasado y lo continúan haciendo con temas de interés público, como los Organismos Genéticamente Modificados, la Energía Nuclear, la Minería, etc.
Cabe destacar que este proceso en particular está en sus etapas iniciales, por lo que en muchos casos haremos referencia a estudios que aun no fueron concluidos en forma definitiva.
Finalmente, se expresan también aquellas recomendaciones adicionales que, basadas en la evaluación para Vaca Muerta de las recomendaciones de la RAE y EPA y con el agregado del conocimiento y experiencia ingenieril de los miembros de la Academia Nacional de Ingeniería de Argentina surgirían como más adecuadas para dicho Reservorio.
Como se mencionó previamente, la EPA de Estados Unidos, sintetiza todo lo relacionado con el Shale Gas expresando que “El gas natural -proveniente de yacimientos no Convencionales- tiene un papel clave en el futuro de la energía limpia en nuestra nación”. Continúa afirmando que, “Los Estados Unidos tienen grandes reservas de gas natural que son comercialmente viables, como resultado de los avances en las tecnologías de perforación horizontal y fractura hidráulica, que permiten un mayor acceso al gas existente en este tipo de formaciones rocosas bajo tierra (Shale Gas). Estos avances tecnológicos condujeron a un aumento significativo en la producción tanto
de gas natural como de petróleo en todo el país”.
Es necesario destacar que, el concepto de “Energía Limpia” permite apreciar también el rol que en la transición hacia otras fuentes de energía tendrá este hidrocarburo de yacimientos no convencionales para asegurar la disponibilidad de energía limpia durante esa transición.
Al respecto, cabe mencionar que el Dr. Fatih Birol, economista jefe de la International Energy Agency (IEA) destacaba al Financial Times en Mayo 2012, que “…la sustitución parcial de centrales eléctricas de carbón por gas junto con las mejoras de eficiencia energética permitieron a los
Estados Unidos reducir en hasta 450 millones de Tns. las emisiones de CO² anuales en los últimos cinco años (llegando a alcanzar nuevamente los niveles de emisión de 1995)”.
Los estudios de EPA establecieron que el Shale Gas es clave para la economía de Estados Unidos y por ello, es necesario establecer cuáles son las tecnologías y las regulaciones necesarias para evitar o mitigar los potenciales impactos medioambientales que pudieran ser detectados en cada etapa del ciclo de fractura hidráulica con agua y en cada localidad geográfica específica.
EPA también considera que el desarrollo responsable de los recursos de petróleo y gas de Estados Unidos ofrece importantes beneficios ambientales, económicos y en seguridad de abastecimiento. Sin embargo, “…como el uso de la fractura hidráulica se incrementó, existen preocupaciones acerca del potencial impacto sobre la salud humana y el medio ambiente, especialmente en todo lo relacionado con el agua potable. En respuesta a la preocupación pública, la Cámara de Representantes de Estados Unidos requirió en el año 2009, a la Agencia de Protección Ambiental (EPA), conducir investigaciones científicas para examinar la relación entre el fracking y los recursos
de agua potable”. Los resultados y las recomendaciones derivadas de los mismos dependerán de la considerable cantidad de investigaciones que aún están en curso.
Para la RAE, pese a considerar que no existen riesgos no mitigables o que los mismos no son significativos, los Organismos designados deben implementar y monitorear en forma permanente la aplicación de las “Mejores Prácticas” en todas las operaciones. Además la RAE considera que toda esta información debe ser divulgada en forma transparente. También recomienda que “todas las operaciones relacionadas con el Shale Gas deberían tener en forma obligatoria una previa Evaluación de Riesgos Ambientales (ERA). Los riesgos sísmicos, la disposición de las aguas de reflujo de las fracturas y el desmontaje y abandono de un pozo, deberían ser también parte de la ERA respectiva”.
Otras recomendaciones están relacionadas con la necesaria “Coordinación” de las numerosas áreas y Agencias del Estado con responsabilidades regulatorias y de control. La RAE cree necesario disponer de:

  • Claridad en los roles y responsabilidades.
  • Mecanismos que permitan formas de trabajar integradas entre distintas agencias.
  • Mecanismos más formales para compartir información.
  • Lograr el involucramiento de las comunidades locales.
  • Mecanismos que permitan aprender a partir de las Mejores Prácticas Operativas y Regulaciones internacionales.

Otros aspectos que se recomienda considerar son el impacto sobre el desarrollo del país a largo plazo, e identificar la falta de habilidades necesarias y el entrenamiento requerido por el personal que será involucrado en la explotación de este recurso.
Por último, la RAE aconseja que “todas las áreas de investigación de su país consideren incluir en sus programas de investigación el tema Shale Gas, incluso con trabajos conjuntos y compartidos e investigando la aceptación por parte de la opinión pública de este combustible en el marco de las políticas de esa Nación con respecto al cambio climático, la disponibilidad de Energía y la economía, considerada en su forma más amplia”.
Sin embargo, ese desarrollo de investigaciones particularizadas no detuvo la explotación de dicho recurso por tener precisamente en cuenta importantes beneficios ambientales, económicos y en seguridad de abastecimiento, actitud que la ANI considera totalmente trasladable a nuestro país.
Para finalizar estos comentarios introductorios, corresponde mencionar que los accidentes o fallas registrados históricamente, antes en Yacimientos Convencionales y ahora en “No Convencionales”, estuvieron siempre relacionados con el hecho de no respetar las “Mejores Prácticas” en la perforación y explotación de los pozos, los cuales son aún más complejos cuando se requiere perforación horizontal. Por esa razón, dos aspectos adicionales para asegurar la “Integridad” de cada pozo, que fueron recomendados por la RAE, son:

  1. “solicitar que el “Diseño” de cada pozo sea examinado por un inspector independiente del operador. La inspección debe ser realizada desde los puntos de vista de la salud pública, la seguridad (integridad) de cada pozo y también en el marco de una perspectiva ambiental. Este inspector independiente, debe asegurar además -mediante sus visitas al lugar durante la construcción- que cada pozo fue completado de acuerdo con el diseño acordado”.
  2. Por último, la RAE recomienda que “deben establecerse mecanismos destinados a asegurar que serán presentados informes de todas las fallas que pudieran haber ocurrido en un pozo, así como otros accidentes e incidentes, asegurando también que estos informes serán compartidos entre los diferentes operadores. Se considera que si la información recogida es compartida entre los operadores, ello hará posible desarrollar progresivamente Evaluaciones de Riesgos de mejor calidad y promover las Mejores Prácticas en el ámbito de toda esta Industria”.

Todas estas recomendaciones de la RAE y EPA tienen en general sustento jurídico preexistente en la República Argentina, en base a la Ley General del Medio Ambiente Nro. 25.675, regulatoria del Articulo 41 de la Constitución Nacional, y las normativas provinciales pertinentes.