Contribución a la identificación de posibles riesgos ambientales y para la salud humana derivados de las operaciones de extracción de hidrocarburos mediante fractura hidráulica en Europa Informe para la Comisión Europea DG Medio Ambiente AEA/R/ED57281 Nº 11 Fecha 28/05/2012 17 10/08/ Resumen ejecutivo Los autores del estudio reconocen las limitaciones de la revisión de riesgos llevada a cabo, teniendo en cuenta sobre todo la inexistencia de un seguimiento sistemático básico en EEUU (de donde procede la mayor parte de la bibliografía), la falta de datos exhaustivos y centralizados sobre fallos e índices de incidentes en los pozos, y la necesidad de más investigación sobre una serie de posibles impactos, entre los que cabe citar los impactos a largo plazo... El estudio ha identificado una serie de cuestiones que presentan un riesgo elevado para las personas y para el medio ambiente. La siguiente Tabla resume estas cuestiones y su relevancia. Cuestión ambiental Identificación y acondicionamiento del emplazamiento Diseño, perforación, revestimiento y cementación de los pozos Fractura Fase del proyecto Terminación de los pozos Producción Cierre y abandono de los pozos Calificación del conjunto de las fases Emplazamiento individual Contaminación aguas subterráneas Contaminación aguas superficiales Recursos hídricos Emisiones a la atmósfera Ocupación del suelo Riesgos para la biodiversidad Impactos acústicos Impacto visual No aplicable Bajo Moderado Alto Alto Moderado Alto No clasificable Alto Bajo Moderado Moderado Alto Alto Bajo No aplicable Alto No aplicable No aplicable Moderado No aplicable Moderado Bajo Moderado Moderado Moderado Moderado No aplicable Bajo Moderado Moderado Moderado No aplicable No aplicable No aplicable Moderado No clasificable Bajo Bajo Bajo Moderado Bajos Moderados Moderados Bajos Bajo Bajo Bajo No clasificables No aplicable Seismicidad No aplicable No aplicable Bajo Bajo Tráfico Bajo Bajo Moderado Bajo No aplicable Bajo Bajo No clasificable No clasificable No aplicables Bajo moderado No aplicable No aplicable Moderado Moderado Moderados - Altos Bajo moderado Bajo Moderado Impacto Acumulativo Contaminación aguas No aplicable Bajo Moderado Alto Alto Alto No clasificable Alto subterráneas Contaminación aguas superficiales Recursos hídricos Emisiones a la atmósfera Ocupación del suelo Riesgos para la biodiversidad Impactos acústicos Impacto visual Moderado Moderado Moderado Alto Alto Moderado No aplicable No aplicable Alto No aplicable Alto Bajo Alto Alto Alto Alto Muy alto No aplicable No aplicable No aplicable Alto No clasificable Bajo Moderado Moderado Alto Bajo Alto Moderado Bajo Moderado Moderado Moderado No clasificable No aplicable No aplicable Bajo No aplicable No aplicable Bajo Alto Alto Alto Seismicidad No aplicable No aplicable Bajo Bajo Tráfico Alto Alto Alto Moderado Bajo No clasificable No clasificable No aplicable Bajo moderado No aplicable No aplicable Alto Alto Alto Moderado Bajo Alto Principales factores de riesgo A grandes rasgos, las principales causas de los riesgos e impactos asociados a la fractura hidráulica de gran volumen (HVHF, por sus siglas en inglés) identificados durante el estudio son las siguientes: -La utilización de un volumen considerablemente mayor de agua y de productos químicos comparado con la extracción convencional de gas. -El menor rendimiento de los pozos no convencionales de gas comparados con los pozos convencionales, que implica que los impactos de los procesos de HVHF pueden ser mayores que los derivados de la exploración y producción convencional de gas por unidad de gas extraído. -El reto de cómo garantizar la integridad de los pozos y de otros equipos durante las fases de construcción y funcionamiento y durante toda la vida de la planta (plataforma de pozos) tras su cierre y abandono, de manera que se eviten riesgos de contaminación de las aguas superficiales o subterráneas. -El reto de cómo garantizar que se eviten vertidos de productos químicos y aguas residuales con potenciales repercusiones ambientales durante la construcción y la vida operativa de la planta (plataforma de pozos). -El reto de garantizar una identificación y selección correcta de los emplazamientos geológicos, basándose en una evaluación de riesgos de determinadas características geológicas y de las posibles incertidumbres asociadas a la presencia subterránea a largo plazo de fluidos de la fractura hidráulica. -La posible toxicidad de los aditivos químicos y el reto de desarrollar alternativas más ecológicas. -La necesidad ineludible de transportar equipos, materiales y residuos desde y hasta las instalaciones, lo que supone impactos derivados de la circulación de vehículos que pueden ser mitigados pero no evitados totalmente. -La posibilidad de que las operaciones extractivas se desarrollen en una zona más amplia que la utilizada habitualmente en la extracción convencional de gas. -La necesidad inevitable de utilizar la planta y los equipos durante la construcción del pozo y en la fractura hidráulica, generando emisiones a la atmósfera y contaminación acústica. Impactos ambientales Ocupación del suelo La experiencia estadounidense demuestra que la gran cantidad de suelo necesario para la extracción del gas de esquistos constituye un factor importante de riesgo de impactos. La fase de fractura hidráulica (fase 3) requiere una superficie mayor de terrenos, que es menor durante la fase de producción (fase 5). Las instalaciones en superficie requieren una superficie de aproximadamente 3,6 hectáreas por plataforma durante el proceso de fractura hidráulica de gran volumen y la fase de terminación, comparado con las 1,9 hectáreas por plataforma necesarias en las perforaciones convencionales. La ocupación de suelo sería mayor si la comparación se realiza en términos de energía extraída. Aunque una cuantificación exacta no es posible, se calcula que podrían necesitarse aproximadamente 50 pozos de gas de esquistos para obtener una producción similar a la de un pozo de gas natural del mar del Norte. Las operaciones de refracturación requieren asimismo terrenos adicionales (habitualmente cada pozo puede refracturarse hasta 4 veces durante una vida útil de 40 años). Por lo tanto, explotar totalmente un yacimiento puede requerir una colación aproximada del 1,4% de la superficie situada por encima de la zona productiva de cada pozo. Esto se puede comparar con el 4% del suelo europeo que es lo que actualmente ocupan las viviendas la industria y el transporte. Esta ocupación se considera que puede tener gran importancia para el desarrollo de la extracción de gas de esquistos en una superficie amplia y/o en regiones europeas densamente pobladas. La evidencia recogida sugiere que en zonas sensibles, particularmente en zonas de elevado valor agrícola, natural o cultural, puede no ser posible restaurar completamente los emplazamientos tras la terminación de un pozo y su abandono. Con muchas instalaciones, podría dar lugar a una pérdida significativa o la fragmentación de los servicios o instalaciones recreativas, campos agrícolas valiosos o hábitats naturales. Emisiones a la atmósfera Las emisiones generadas por gran número de pozos en una zona localizada o en una comarca más amplia podrían tener un impacto potencialmente importante sobre la calidad del aire. Las emisiones asociadas a una explotación a gran escala de un yacimiento de gas de esquistos podrían tener importantes repercusiones sobre los niveles de ozono. La exposición al ozono podría tener impactos negativos sobre el sistema respiratorio, lo que se considera un riesgo potencialmente de gran importancia. La fase de fractura hidráulica también plantea problemas de posibles impactos sobre la calidad del aire. Habitualmente se incluyen en este apartado los gases generados por las bombas de fractura y las emisiones de contaminantes peligrosos, sustancias precursoras del ozono y olores debido a las fugas de gas durante las operaciones de fractura (por ejemplo, de las bombas, válvulas, válvulas de escape de presión, compresores...). Preocupan asimismo los riesgos derivados de las emisiones de contaminantes peligrosos procedentes de los gases y fluidos de fractura hidráulica disueltos en las aguas residuales durante la terminación y reterminación del pozo. El transporte del gas a través de tuberías de pequeño diámetro hasta el gaseoducto principal o la planta de tratamiento también puede dar lugar a fugas, generando emisiones de metano (asociado a la formación de ozono fotoquímico así como a impactos climáticos) y de gases traza potencialmente peligrosos. Durante la fase de producción es probable que se generen asimismo fugas de metano y trazas de otros hidrocarburos que pueden aumentar la contaminación local y regional, con posibles impactos negativos para la salud. Con varias instalaciones el riesgo podría se potencialmente alto, especialmente si llevan a cabo operaciones de refracturación. El abandono de un pozo o de unas instalaciones también puede generar impactos sobre la calidad del aire si no se han sellado correctamente los pozos, generando fugas de emisiones contaminantes. Esto podría ocurrir igualmente en los pozos más antiguos, aunque este riesgo se considera bajo en los pozos diseñados y construidos adecuadamente. Existe poca evidencia de los riesgos planteados por el movimiento de los contaminantes transportados por el aire y depositados en la superficie a largo plazo, pero la experiencia para tratar este tema se puede extraer de la gestión de los pozos convencionales. Contaminación acústica El ruido generado por la excavación, movimiento de tierras y vehículos de transporte durante las labores de acondicionamiento del emplazamiento tiene potenciales impactos tanto sobre la población vecina como sobre la vida silvestre de la zona, particularmente en áreas sensibles. La fase de acondicionamiento del emplazamiento suele durar hasta 4 semanas, pero su naturaleza no se considera muy diferente de otras actividades comparables de construcción a gran escala. El nivel de ruidos varía a lo largo de las diferentes fases del ciclo de acondicionamiento y producción. La perforación y el propio proceso de fractura hidráulica son las fuentes más importante de ruido. La quema de gas antorcha también puede generar mucho ruido. Para un pozo individual la duración de la fase de perforación será bastante corta (unas 4 semanas de duración), pero constante durante las 24 horas del día. El efecto del ruido sobre la población local y la vida silvestre será mucho mayor cuando se perforen varios pozos en una misma plataforma multipozo, operación que habitualmente dura un periodo de 5 meses. El ruido de la fractura hidráulica también puede molestar y perturbar temporalmente a la población local y la vida silvestre. En la mayoría de los casos el impacto del ruido puede mitigarse con medidas de reducción del mismo, aunque el riesgo se considera moderado en ubicaciones donde es preciso tener en cuenta la proximidad a zonas habitadas o a hábitats de importancia para la fauna. Se calcula que cada plataforma (presumiendo 10 pozos por plataforma) requiere entre 800 y 2.500 días de actividad ruidosa durante la etapa previa a la producción, incluyendo el acondicionamiento del terreno y construcción de accesos así como el proceso de fractura hidráulica. Estos niveles de ruido deberían ser controlados cuidadosamente pare evitar riesgos sanitarios a la población. Contaminación de las aguas superficiales y subterráneas El estudio ha revelado que existe un elevado riesgo de contaminación de las aguas superficiales y subterráneas en las diversas fases de la construcción de los pozos y de los procesos de fractura hidráulica y producción de gas, así como durante la fase de abandono de las instalaciones. El desarrollo acumulativo de explotaciones podría incrementar este riesgo aún más. En los inicios de la construcción de las instalaciones los procesos erosivos y la escorrentía, sobre todo en caso de tormenta, pueden provocar la acumulación de limos en las aguas superficiales y el vertido de contaminantes a los cursos de agua y otras aguas superficiales, así como a los acuíferos subterráneos. Este problema es común a todas las actividades de minería y extracción a gran escala. Sin embargo, la extracción no convencional de gas conlleva un mayor riesgo porque implica procesos de gran volumen por instalación y porque los riesgos aumentan con varias instalaciones. Es más probable que las instalaciones para extracción de gas de esquistos generen mayores problemas de escorrentía de agua de lluvia, que afectarían a los hábitats naturales debido a la erosión de los cursos de agua, la acumulación de sedimentos, la degradación de las aguas, e inundaciones. Las medidas de mitigación, como instalaciones de drenaje y control de determinados contaminantes, son bien conocidas, por lo que el peligro se considera de poca importancia para las instalaciones individuales con riesgo bajo, y moderado para los impactos acumulativos con riesgo moderado. Los accidentes de carretera de los vehículos que transportan sustancias peligrosas podrían generar asimismo impactos en las aguas superficiales. El estudio analizó los riesgos de contaminación de las aguas derivados de la perforación (i) y la fractura hidráulica (ii) secuencial y simultánea de pozos. i. Un diseño o una construcción deficiente de los pozos puede provocar la contaminación de las aguas subterráneas debido a la penetración del pozo en el acuífero, el flujo de fluidos hacia o desde las formaciones rocosas, o la migración de gas natural a las masas de agua. En un pozo bien construido, con una gran distancia entre el suministro de agua potable y la zona productora de gas y unas condiciones geológicas adecuadas, se considera que los riesgos son bajos tanto para instalaciones individuales como múltiples. En los pozos de gas natural se utiliza aire comprimido o lodos como fluido de perforación. Durante la fase de perforación pueden surgir problemas de contaminación debido a la falta de control de las aguas de lluvia, una gestión poco eficaz de las instalaciones, medidas inadecuadas de contención superficial o subterránea, un revestimiento del pozo deficiente, una erupción incontrolada por fallo en los sistemas de control de la presión, o fallo de los componentes. Si los controles del proceso de construcción son insuficientes el riesgo de liberación accidental aumenta a medida que se multiplican los pozos de extracción. Los detritos producidos en los pozos requieren también un manejo adecuado para evitar, por ejemplo, el riesgo de contaminación radiactiva. La exposición a estos detritos podría suponer un riesgo para la salud pequeño, aunque el estudio concluye que sólo se daría en caso de grave fallo de los sistemas de control establecidos. No se encontró evidencia de que el vertido de los lodos de perforación tuviese un efecto importante sobre las aguas superficiales. Sin embargo, en vista de la posible importancia de los vertidos para recursos hídricos sensibles, la importancia de los riesgos para las aguas superficiales se ha considerado moderada. ii. Los riesgos de contaminación de las aguas superficiales y subterráneas durante la fase de fractura hidráulica se consideran de moderados a altos. La probabilidad de que un fluido de fractura inyectado correctamente alcance los acuíferos subterráneos de agua potable a través de las fracturas es remota si la separación entre dicho acuífero y la zona productora supera los 600 metros. Sin embargo, es necesario tener en cuenta adecuadamente la posibilidad de que las características geológicas de una zona, bien sea naturales o creadas por el ser humano, aumenten la conectividad entre los estratos profundos y las formaciones más superficiales y suponga un riesgo de migración o de filtración, que debe ser debidamente considerado. Los riesgos son mayores cuando no existe una separación tan grande entre ambos estratos. Si se utilizan aguas residuales como componente del fluido de fractura se reducen las necesidades de agua, pero se incrementa el riesgo de introducir en los acuíferos contaminantes químicos y materiales radioactivos presentes en las capas profundas de forma natural, en caso de fallo en los pozos o de que las fracturas se extiendan más allá de la zona de producción. El posible desgaste producido por la repetición de las operaciones de fractura en diversos componentes del pozo, como el revestimiento y el cemento, no se conoce suficientemente, siendo necesaria una mayor investigación. En la fase de producción hay diversos impactos potenciales sobre las aguas subterráneas asociados a un diseño inadecuado o a fallos en el revestimiento de los pozos, que podrían provocar la contaminación de los acuíferos. Entre las sustancias que pueden suscitar preocupación y que son de origen natural, se encuentran los metales pesados, el gas natural, fuentes radiactivas naturales (NORM) y material radioactivo natural reforzado técnicamente (TENORM) por las operaciones de perforación. Los riesgos para las aguas subterráneas se consideran de moderados a altos para las instalaciones individuales y altos para varias instalaciones. Un sellado inadecuado de un pozo al término de su explotación podría contaminar las aguas superficiales y subterráneas, aunque la información disponible sobre los riesgos derivados del desplazamiento del fluido de fractura hidráulica a la superficie a largo plazo es insuficiente para permitir la caracterización de estos riesgos. La presencia de fluidos de elevada salinidad en las formaciones de gas de esquistos indica que en las condiciones geológicas más habituales en dichas formaciones no suele existir una vía de liberación de los fluidos hacia otras formaciones, aunque algunas investigaciones publicadas recientemente indican que podrían existir vías de migración en ciertas zonas geográficas, como algunas comarcas de Pennsylvania, lo que acentúa la importancia de un elevado estandar de caracterización de estas condiciones. Recursos hídricos El proceso de fractura hidráulica es intensivo en consumo de agua, y por tanto los riesgos de impactos importantes debido a la extracción hídrica podrían ser elevados en zonas con varias instalaciones. Una parte del agua utilizada no se recupera. Si el consumo de agua es excesivo, el resultado puede ser una merma de la disponibilidad del suministro hídrico público, impactos negativos sobre los hábitats y ecosistemas acuáticos debido a la degradación de las aguas, una reducción en la cantidad y la calidad de las mismas, cambios de temperatura, y procesos erosivos. Las áreas que ya experimentan escasez de agua pueden verse afectadas, especialmente si se tienen en cuenta los impactos a largo plazo del cambio climático sobre la oferta y demanda de agua. Una reducción de los niveles hídricos podría originar asimismo alteraciones químicas de los acuíferos que generarían una proliferación de bacterias, con los consiguientes problemas de sabor y de olor del agua potable. La geología subyacente también puede desestabilizarse debido al afloramiento de agua de menor calidad o de otras sustancias. Los permisos de extracción de agua para fractura hidráulica han sido suspendidos recientemente en algunas zonas de Estados Unidos. Impactos sobre la biodiversidad La extracción no convencional de gas puede afectar a la biodiversidad de diversas maneras. Puede provocar la degradación o la eliminación completa de un hábitat natural debido a una extracción excesiva de agua, o a la fragmentación de un hábitat como resultado de la construcción de carreteras o de cercados, o de la plataforma propiamente dicha. Durante la construcción y funcionamiento de un pozo pueden introducirse especies nuevas invasoras, bien sea plantas, animales o micro-organismos, afectando tanto a los ecosistemas terrestres como acuáticos. Aunque ello podría constituir una cuestión preocupante, se carece aún de evidencia clara que permita evaluar su importancia. El ruido, movimiento de vehículos y funcionamiento de las instalaciones podría afectar a la biodiversidad durante la perforación de los pozos. Se requiere asimismo un adecuado tratamiento y eliminación de los fluidos de perforación para evitar daños a los hábitats naturales. Estos riesgos, sin embargo, son menores durante otras fases de la extracción de gas de esquistos. Durante la fractura hidráulica los impactos sobre los ecosistemas y la vida silvestre dependerán de la ubicación de la plataforma de perforación y de su proximidad a especies en peligro o amenazadas. Los vertidos de sedimentos a los cursos de agua, la contaminación provocada por vertidos accidentales, y un tratamiento inadecuado de las aguas residuales recuperadas, así como la reducción de los recursos hídricos, se consideran amenazas potenciales reales. Sin embargo, el presente estudio evidenció que estos impactos se daban rara vez y que los riesgos acumulativos podrían clasificarse como moderados. Durante la fase de producción pueden generarse impactos sobre los ecosistemas naturales debido a la actividad humana, el transporte, la ocupación del suelo, la degradación y fragmentación de los hábitats y la introducción de especies invasoras. La construcción de gaseoductos podría afectar a ecosistemas sensibles, y la repetición del proceso de fractura generaría nuevos impactos sobre la biodiversidad. La posibilidad de que el deterioro de los terrenos utilizados suponga que no pueden volver a su uso anterior tras el abandono de los pozos, constituye otro factor que podría afectar a los ecosistemas locales. Los riesgos para la biodiversidad durante la fase de producción se han considerado potencialmente altos para las instalaciones múltiples. Tráfico Se estima que el movimiento de camiones durante las fases de construcción y funcionamiento de una instalación ascendería a entre 7.000 y 11.000 viajes para una plataforma de 10 pozos. Aunque de forma temporal, este movimiento afectaría negativamente a la red de carreteras locales y nacionales y podría tener impactos importantes en zonas con una densidad de población elevada. La utilización de tuberías para el transporte de agua podría reducir el número de viajes. Se estima que el número de viajes de camión a un emplazamiento individual podría ascender a unos 250 trayectos diarios durante las fases más intensivas de funcionamiento -una cifra perceptible para los vecinos, aunque este nivel se mantendría sólo unos cuantos días. Cabe señalar entre los impactos el aumento de tráfico en las carreteras (que afectaría a la circulación y ocasionaría atascos), cuestiones de seguridad vial, deterioro de la red de carreteras, puentes y otras infraestructuras, e incremento del riesgo de accidentes y de vertidos de sustancias peligrosas. El riesgo se considera moderado para instalaciones individuales, y alto para instalaciones múltiples. Impacto visual El riesgo de impactos visuales importantes durante la selección de la ubicación y trabajos de acondicionamiento se considera bajo dado que los nuevos rasgos del paisaje introducidos en la fase de construcción de la plataforma de pozos son temporales y habituales en muchos otros proyectos de construcción. La utilización de grandes torres de perforación podría resultar antiestética durante las cuatro semanas del periodo de construcción del pozo, especialmente en zonas sensibles de considerable valor agrícola o residencial. Es probable que la población local no esté familiarizada con el tamaño y la escala de estas torres, por lo que el riesgo de impactos significativos se considera moderado para aquellas zonas en las que se construyan plataformas multipozo. El riesgo de impactos visuales del proceso de fractura hidráulica propiamente dicho es menor, consistiendo los principales cambios paisajísticos en elementos menos molestos visualmente. En caso de instalaciones múltiples el riesgo desde el acondicionamiento del emplazamiento hasta las fases de fractura se considera moderado. Durante la fase de abandono puede que no sea posible eliminar todo el equipamiento de los pozos, pero se considera que ello presenta un riesgo bajo de impacto visual, teniendo en cuenta el reducido tamaño del equipo que permanece en el emplazamiento. Seismicidad Existen dos tipos de acontecimientos sísmicos inducidos asociados a la fractura hidráulica. El propio proceso de fractura puede, en determinadas circunstancias, ocasionar pequeños temblores de tierra, hasta de una magnitud 3 en la escala de Richter, que pasarían desapercibidos para la población. Para gestionar el potencial de estos acontecimientos e identificar daños al propio pozo puede utilizarse un programa de seguimiento eficaz. Se ha considerado que el riesgo de actividad sísmica inducida es bajo. El segundo tipo de acontecimiento puede producirse si la inyección de aguas residuales alcanza fallas geológicas. Ello podría provocar movimientos subterráneos de mayor importancia, que podrían ser percibidos por las personas en el exterior, pero no ocurriría en el propio emplazamiento de extracción de gas. Legislación Europea La revisión del marco jurídico ambiental de la UE tenía tres objetivos: -Identificar posibles incertidumbres sobre hasta qué punto la legislación europea actual cubre los riesgos derivados de la exploración y producción de gas de esquistos. -Identificar los riesgos que la legislación europea no cubre. -Extraer conclusiones en lo que se refiere a riesgos para el medio ambiente y la salud humana de este tipo de actividades en la UE. Se identificaron y analizaron un total de 19 normativas relevantes para determinadas fases o para todo el proceso de explotación de gas de esquistos, identificándose una serie de lagunas o posibles insuficiencias en la legislación de la UE, clasificadas de la manera siguiente: -Insuficiencias en la legislación de la UE que podrían implicar que no se abordan suficientemente los riesgos para el medio ambiente y la salud humana. -Posibles insuficiencias -incertidumbres en la aplicabilidad de la legislación de la UE: la legislación de la UE aborda de forma insuficiente el potencial de riesgos, en casos donde existe incertidumbre debido a la falta de información en lo que respecta a las características de los proyectos de fractura hidráulica de gran volumen (HVHF) -Posibles insuficiencias -incertidumbres sobre la existencia de requisitos adecuados a nivel nacional: aspectos que dependen en gran medida de la toma de decisiones de los Estados Miembros, sobre los cuales el presente estudio no puede llegar a conclusiones sobre si los riesgos se abordan adecuadamente a nivel de la UE.