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¿Qué tan radioactiva es el agua residual de la fracturación
hidráulica?
Este informe de investigación está basado en el artículo ‘The flux of
radionuclides in flowback fluid from shale gas exploitation’ escrito
por Sam Almond, Sarah Clancy, Richard Davies y Fred Worrall
(2014). Este artículo fue publicado en Environmental Science and
Pollution Research y está disponible para descargar gratuitamente
en www.refine.org.uk.
Los esquistos son rocas comunes, sedimentarias y de
grano fino, algunas de las cuales contienen grandes
volúmenes de petróleo o gas atrapado dentro de
ellas. Los esquistos tienen que ser fracturados
hidráulicamente para poder extraer estos
hidrocarburos. Esto involucra la inyección de fluidos a
alta presión dentro de las rocas. Sustancias
radioactivas que ocurren naturalmente en el esquisto
pueden ser disueltas y llevadas a la superficie por
parte de estos fluidos inyectados. Investigadores en
la Universidad de Durham han estudiado la
composición de las aguas residuales de la
fracturación hidráulica para investigar si los niveles
de radioactividad son suficientemente altos para ser
un riesgo para la salud de los humanos.
¿Qué fluidos se usan en la fracturación hidráulica?
La fracturación hidráulica es un proceso usado para
crear redes de fracturas en las rocas. Los esquistos
tienen una permeabilidad muy baja, lo que significa
que los materiales fluyen a través de ellos muy
lentamente. Si los esquistos contienen petróleo o
gas, por lo mismo, solo pueden ser extraídos
económicamente por medio de la fracturación
hidráulica. Los fluidos usados durante la fracturación
hidráulica son una mezcla de agua, químicos y arena.
Estos fluidos son inyectados a alta presión en el
esquisto a través de un pozo. Este proceso crea una
red de pequeñas fracturas que se mantienen abiertas
con la arena y sirven para que el petróleo y gas fluyan
al pozo para ser extraídos.
¿Qué es el fluido residual de reflujo?
Durante su paso a través del esquisto, los fluidos de
la fracturación hidráulica disuelven muchas
sustancias atrapadas en la roca. Estas sustancias
incluyen partículas de material radioactivo que
ocurren naturalmente en la roca, tales como potasio
(K) y radio (Ra). Al disolver sustancias químicas
atrapadas en el esquisto, los fluidos inyectados
también pueden volverse muy salados. Algunos de
estos fluidos regresaran a la superficie a través del
pozo y son conocidos como fluidos residuales de
reflujo. Entender la composición química de estos es
de vital importancia para evaluar el impacto que
pudieran tener en la salud humana y el ambiente en
general.
¿Cuál es el nivel permitido de exposición a radiación
en humanos?
Todas las personas están expuestas a radiación
diariamente, con la dosis medida en milisieverts
(mSv). En el Reino Unido, la persona promedio está
expuesta a 2.7 mSv por año. Las fuentes más
comunes de radiación son la comida, rocas y fuentes
medicinales tales como rayos X. En los Estados
Unidos de América la dosis anual promedio de
radiación es 6.2 mSv por persona. Las leyes
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internacionales estipulan que, para miembros del
público en general, la máxima dosis anual de
radiación permitida es 1 mSv por encima del nivel de
radiación natural.
fue examinada, y valores de 99% excedencia fueron
calculados. Éstos son valores de exposición
radioactiva para los cuales existe un 99% de
probabilidad de que no serán excedidos. Para los
fluidos residuales en Estados Unidos y el Reino Unido,
estos valores fueron de 0.09 mSv, mientras que en
Polonia el valor fue 0.43 mSv.
¿Cómo se comparan con otros fluidos residuales?
Niveles de material radioactivo en agua subterránea
en los esquistos de Estados Unidos, Reino Unido y
Polonia también fueron analizados. Los resultados
mostraron que el nivel de flujo radioactivo en el agua
subterránea en Estados Unidos y Polonia es 7-8 veces
menor que en los fluidos residuales. En el Rieno
Unido, el flujo radioactivo en el agua subterránea es
500 veces más baja que en los fluidos residuales.
La radioactividad de fluidos residuales generados
durante la extracción tradicional de gas y petróleo y
en las plantas de energía nuclear también fue
estudiada. Datos producidos en el Reino Unido
muestran que los fluidos residuales de la extracción
convencional de gas y petróleo tiene una
probabilidad del 50% de tener una radioactividad
mayor a 13 mSv. Los fluidos residuales de las plantas
nucleares tienen una radiactividad dos órdenes de
magnitud mayor que las aguas residuales de la
fracturación hidráulica.
Figura 1: Diagrama del material radioactivo en el esquisto
1) Los esquistos están típicamente compuestos por
minerales arcillosos, cuarzo, y carbonato de calcio. Algunos
esquistos contienen materia orgánica, que al calentarse
libera gases tales como el metano. El material radioactivo
normalmente se encuentra adherido a la superficie de la
materia orgánica.
2) En la extracción de gas de esquisto, el pozo se extiende
hasta el esquisto rico en gas, normalmente a
profundidades mayores de 1.5 km. Los fluidos de
fracturación hidráulica son inyectados a alta presión en la
roca. El fluido acarrea gas a la superficie del pozo, pero
también recoge partículas de material radioactivo.
¿Qué tan radioactivos son los fluidos residuales?
Para investigar cuanto material radioactivo termina
en los fluidos residuales de reflujo, investigadores
realizaron un estudio de las operaciones en los
esquistos de Barnett en los Estados Unidos, esquistos
de Bowland, Reino Unido y el esquisto Silurian en
Polonia. La radioactividad de los fluidos residuales
School of Civil Engineering
and Geosciences
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Newcastle University
NE1 7RU
Tel: +44 (0)191 208 6611
¿Qué se puede concluir?
Los niveles de material radioactivo medido en el
fluido de residual de la fracturación hidráulica es
mucho mayor que en el agua subterránea, pero sigue
siendo menor que el nivel de exposición radioactiva
permitido en el Reino Unido. La radioactividad de
estos fluidos es menor que en los fluidos residuales
de la extracción convencional de petróleo y gas o que
en las plantas nucleares. En términos de flujo por
unidad de energía producida, los fluidos residuales de
la fracturación hidráulica son mucho menos
radiactivos que los residuos generados en las plantas
de electricidad de carbón.
La extracción del gas de esquisto resulta en un flujo
elevado de material radioactivo a la superficie y estos
fluidos
residuales
deben
ser
tratados
apropiadamente. Sin embargo, su nivel de
radioactividad difícilmente representa un peligro
para la salud humana.
Contact:
Mr. Sam Almond:
sam.almond@newcastle.ac.uk
ReFINE website:
http://www.refine.org.uk
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