p Pesquisadores da EPFL e do Escritório Federal de Energia da Suíça desenvolveram estratégias para reduzir o risco de terremotos associado à energia geotérmica, CO ₂ armazenamento e outras atividades humanas acontecendo no subsolo. p Embora a maioria dos terremotos seja atribuída a causas naturais, alguns são acionados - direta ou indiretamente - pela atividade humana. Esses pequenos tremores, conhecido como "sismicidade induzida, "são um dos maiores desafios colocados pela energia geotérmica profunda, CO ₂ armazenar, e outras atividades que envolvem a injeção de gases e líquidos no subsolo.

p Pesquisadores do Laboratório de Mecânica do Solo (LMS) da EPFL e do Escritório Federal Suíço de Energia (SFOE) desenvolveram novas estratégias para reduzir o risco de terremotos induzidos pelo homem. Suas descobertas foram publicadas em Geophysical Journal International .

p Reservatórios geotérmicos profundos de treinamento personalizado

p Sistemas geotérmicos profundos fornecem um ambiente sustentável, renovável, fonte de energia zero carbono e são consistentes com a estratégia de energia do governo suíço para 2050 e sua promessa de se tornar neutro em carbono. No entanto, a tecnologia usada na Suíça, conhecido como Enhanced Geothermal Stimulation (EGS), enfrentou contratempos depois de desencadear terremotos em Basel em 2006 e em St. Gallen em 2013.

p EGS envolve um processo chamado injeção hidráulica, onde o líquido pressurizado é injetado na água quente, seco, rocha impermeável - cerca de 3 km ou mais abaixo da superfície da Terra - para criar um reservatório geotérmico artificial. O problema é que esse processo pode causar microssismicidade, ou pequenos tremores e terremotos.

p À medida que a água é injetada no subsolo e preenche a matriz rochosa, a pressão do poro intersticial aumenta. "Há uma crença comum de que esta é a única causa da sismicidade induzida, "diz Barnaby Fryer, um assistente de doutorado no LMS e o autor principal do artigo. "Mas não é tão simples. Estresse tectônico, ou geometria de falha e movimento, também entra em jogo. "

p Um delicado ato de equilíbrio

p As falhas são causadas por forças verticais e horizontais que atuam em seções da crosta terrestre. Eles se enquadram em uma das três categorias:falhas normais ou extensionais (onde as duas seções se separam), falhas reversas ou de compressão (onde as duas seções empurram uma contra a outra), e falhas contra deslizamento (onde as duas seções se movem horizontalmente).

p A equipe conjunta da EPFL e SFOE partiu da premissa de que as falhas são mais estáveis ​​- e a probabilidade de um terremoto, portanto, reduzida - quando a tensão diferencial (ou seja, a diferença entre as tensões máxima e mínima) é menor. "Essa observação levantou uma questão óbvia, "diz Gunter Siddiqi, vice-chefe da seção de pesquisa em energia do SFOE e segundo autor do artigo. "Com que tipo de falha estamos lidando, e o que podemos fazer para limitar grandes terremotos e tremores? "

p Os pesquisadores tiveram a ideia de "treinar" o reservatório antes do início do processo de estimulação. No caso de uma falha reversa, que envolve altas tensões horizontais, fluido frio é injetado no subsolo por um período de pelo menos 12 meses. "À medida que o reservatório esfria, o rock se contrai, "explica Fryer." Isso diminui as forças horizontais que atuam sobre ele, reduzindo assim o estresse diferencial e tornando menos prováveis ​​terremotos. "

p Aumentando a pressão

p Contrário à crença popular, injetar fluidos de alta pressão na crosta terrestre nem sempre causa terremotos. “Em quase todos os reservatórios, são apenas as tensões horizontais que mudam significativamente, "diz Fryer." Com uma falha normal, as tensões verticais são muito maiores do que as tensões horizontais. Quando você injeta um líquido na rocha, a pressão intersticial aumenta. Esse, por sua vez, aumenta as tensões horizontais e fecha a lacuna entre os valores horizontais e verticais. "

p Em outras palavras, injetar fluidos desta forma pode realmente estabilizar a falha, desde que as tensões dentro do reservatório sejam suficientemente sensíveis às mudanças na pressão intersticial. "É por isso que é tão importante entender as propriedades de um reservatório antes de começar a injetar, "acrescenta Fryer.

p Aplicativos promissores

p Esta pesquisa fornece insights importantes para a indústria, potencialmente ajudando as empresas a encontrar maneiras de reduzir a probabilidade de sismicidade induzida. "Compreender todos os cenários possíveis e agir de acordo pode abrir caminho para algumas aplicações promissoras do mundo real, "diz Siddiqi.