Em uma tarde de novembro de 2017, um terremoto de magnitude 5,5 sacudiu Pohang, Coreia do Sul, ferindo dezenas e forçando mais de 1, 700 dos residentes da cidade em alojamentos de emergência. A pesquisa agora mostra que o desenvolvimento de um projeto de energia geotérmica carrega a culpa.

"Não há duvidas, "disse o geofísico de Stanford William Ellsworth." Normalmente não dizemos isso na ciência, mas neste caso, as evidências são esmagadoras. "Ellsworth está entre um grupo de cientistas, incluindo Kang-Kun Lee da Universidade Nacional de Seul, que publicou um artigo de perspectiva 24 de maio em Ciência delineando lições do fracasso de Pohang.

O terremoto de Pohang se destaca como o maior já relacionado diretamente ao desenvolvimento do que é conhecido como um sistema geotérmico aprimorado, que normalmente envolve forçar a abertura de novos caminhos subterrâneos para o calor da Terra atingir a superfície e gerar energia. E isso chega em um momento em que a tecnologia poderia fornecer uma estabilidade, complemento sempre presente para energia eólica e solar cada vez mais exigentes, à medida que um número crescente de nações e estados dos EUA pressionam para desenvolver fontes de energia de baixo carbono. Por algumas estimativas, pode chegar a até 10 por cento da atual capacidade elétrica dos EUA. Entender o que deu errado em Pohang poderia permitir que outras regiões desenvolvessem com mais segurança essa fonte de energia promissora.

Os recursos geotérmicos convencionais têm gerado energia por décadas em lugares onde o calor e a água do subsolo podem penetrar em rochas naturalmente permeáveis. Em Pohang, como em outros projetos geotérmicos aprimorados, as injeções abriram rochas impermeáveis ​​para criar condutos de calor da Terra que, de outra forma, permaneceriam inacessíveis para produzir eletricidade.

"Há meio século que entendemos que esse processo de bombear a Terra com alta pressão pode causar terremotos, "disse Ellsworth, que co-dirige o Stanford Center for Induced and Triggered Sismicity e é professor na School of Earth, Energia e Ciências Ambientais (Stanford Earth).

Aqui, Ellsworth explica o que falhou em Pohang e como sua análise poderia ajudar a reduzir os riscos não apenas para a próxima geração de usinas geotérmicas, mas também projetos de fracking que contam com tecnologia semelhante. Ele também discute o porquê, apesar desses riscos, ele ainda acredita que a geotérmica aprimorada pode desempenhar um papel no fornecimento de energia renovável.

Como funciona a tecnologia geotérmica aprimorada?

O objetivo de um sistema geotérmico aprimorado é criar uma rede de fraturas na rocha quente que, de outra forma, é impermeável demais para que a água flua. Se você pode criar essa rede de fraturas, então você pode usar dois poços para criar um trocador de calor. Você bombeia água fria em um, a Terra o aquece, e você extrai água quente na outra extremidade.

Os operadores que perfuram um poço geotérmico o alinham com um tubo de aço usando o mesmo processo e tecnologia usados ​​para construir um poço de petróleo. Uma seção de rocha nua é deixada aberta no fundo do poço. Eles bombeiam água para o poço em alta pressão, forçando a abertura de fraturas existentes ou criando novas.

Às vezes, essas pequenas fraturas causam pequenos terremotos. O problema é quando os terremotos ficam muito grandes.

O que levou ao grande terremoto em Pohang, Coreia do Sul?

Quando eles começaram a injetar fluidos em alta pressão, um poço produziu uma rede de fraturas conforme planejado. Mas a água injetada no outro poço começou a ativar uma falha até então desconhecida que atravessou o poço.

A migração da pressão para a zona de falha reduziu as forças que normalmente dificultariam o movimento da falha. Pequenos terremotos duraram semanas depois que os operadores desligaram as bombas ou diminuíram a pressão. E os terremotos foram ficando maiores com o passar do tempo.

Isso deveria ter sido reconhecido como um sinal de que não seria necessário um chute muito grande para desencadear um forte terremoto. Este era um lugar particularmente perigoso. A pressão das injeções de fluido acabou fornecendo o chute.

Quais são os métodos atuais para monitorar e minimizar a ameaça de terremotos relacionados à injeção de fluido para geotérmicos ou outros tipos de projetos de energia?

As autoridades civis em todo o mundo geralmente não querem que perfurações e injeção causem terremotos grandes o suficiente para perturbar as pessoas. Na prática, autoridades e perfuradores tendem a se concentrar mais na prevenção de pequenos terremotos que podem ser sentidos, em vez de evitar o evento muito menos provável de um terremoto forte o suficiente para causar danos graves.

Com isso em mente, muitos projetos são gerenciados usando o chamado sistema de semáforos. Enquanto os terremotos forem pequenos, então você tem uma luz verde e você segue em frente. Se os terremotos começarem a ficar maiores, então você ajusta as operações. E se eles ficarem muito grandes, então você para, pelo menos temporariamente. Essa é a luz vermelha.

Muitos geotérmicos, projetos de petróleo e gás também foram guiados por uma hipótese de que, contanto que você não coloque mais do que um certo volume de fluido em um poço, você não terá terremotos além de um certo tamanho. Pode haver alguma verdade nisso em alguns lugares, mas a experiência em Pohang nos diz que não é toda a história.

Qual seria a melhor abordagem?

O potencial de um terremoto descontrolado ou desencadeado sempre deve ser considerado. E é importante considerar isso sob a ótica do risco em evolução, e não do perigo. O perigo é uma fonte potencial de dano ou perigo. Risco é a possibilidade de perda causada por dano ou perigo. Pense desta forma:um terremoto tão grande quanto Pohang representa o mesmo perigo, quer aconteça em uma cidade densamente povoada ou em um deserto desabitado. Mas o risco é muito maior na cidade.

A probabilidade de um evento sério pode ser pequena, mas precisa ser reconhecido e levado em consideração nas decisões. Talvez você decidisse que essa não é uma ideia tão boa.

Por exemplo, se houver possibilidade de um terremoto de magnitude 5,0 antes do início do projeto, então você pode estimar os danos e lesões que podem ser esperados. Se pudermos atribuir uma probabilidade a terremotos de diferentes magnitudes, então, as autoridades civis podem decidir se querem ou não aceitar o risco e em que termos.

À medida que o projeto avança, essas conversas precisam continuar. Se uma falha acabar sendo ativada e a chance de um terremoto prejudicial aumentar, autoridades civis e gerentes de projeto podem dizer, "Foram realizadas."

De tudo que você aprendeu sobre o que aconteceu em Pohang, você acha que o desenvolvimento geotérmico aprimorado deve desacelerar?

Os sistemas geotérmicos naturais são uma importante fonte de energia limpa. Mas eles são raros e praticamente esgotados. Se pudermos descobrir como desenvolver usinas de energia com segurança com base na tecnologia aprimorada de sistemas geotérmicos, terá enormes benefícios para todos nós como uma opção de baixo carbono para eletricidade e aquecimento ambiente.