Scienziati dell'Università di Bristol hanno trovato un modo più efficace per prevedere l'attività sismica nei siti di fratturazione idraulica, garantire che la potenziale attività sismica rimanga entro livelli di sicurezza.

Frattura idraulica, o fracking, è una tecnica progettata per recuperare gas e petrolio dalla roccia di scisto perforando la terra e iniettando una miscela di acqua e sabbia ad alta pressione, creando fratture che consentono al gas o all'olio di fuoriuscire.

Come molti altri settori, come l'estrazione del carbone, energia idroelettrica e geotermica, è noto che in alcuni casi il fracking provoca terremoti.

Nel 2011 le operazioni di test vicino a Blackpool hanno dovuto essere sospese dopo che sono state rilevate scosse di magnitudo 1,5 e 2,2.

Le indagini svolte successivamente hanno concluso che era altamente probabile che la perforazione avesse causato le scosse e sono state introdotte nuove norme sul "semaforo" nei siti di fracking in tutto il paese.

Se la magnitudo dei terremoti è inferiore a un certo livello, quindi l'iniezione può procedere normalmente. Se i terremoti superano una certa magnitudo di luce ambrata, quindi l'operatore deve procedere con cautela, Per esempio, riducendo la velocità di iniezione, pressione o volume. Se la magnitudine supera la magnitudine della luce rossa, quindi l'iniezione deve fermarsi.

Attualmente, ci sono poche basi scientifiche su come decidere le soglie ambra e semaforo rosso.

Autore principale, Dr. James Verdon della Facoltà di Scienze della Terra dell'Università, ha dichiarato:"Molte industrie possono creare terremoti indotti, compresi quelli di vecchia data come l'estrazione del carbone e l'energia idroelettrica, e quelli più recenti come la fratturazione geotermica e idraulica per il gas di scisto.

"Il nostro obiettivo è gestire la sismicità indotta, garantire che queste industrie conducano le loro attività in modo sicuro, senza rappresentare un rischio per gli edifici e le infrastrutture vicine."

La ricerca guidata da Bristol, pubblicato oggi sulla rivista Lettere di ricerca sismologica , mostra che l'utilizzo di dati microsismici per fare previsioni sulla sismicità prevista può fornire un approccio molto più efficace rispetto al semplice sistema a semaforo (TLS) attualmente utilizzato.

Il Dr. Verdon ha aggiunto:"Il TLS è un metodo retroattivo. Ciò significa che la soglia del semaforo rosso deve essere impostata molto al di sotto del livello effettivo che dobbiamo evitare, altrimenti l'operatore si fermerebbe solo dopo che si sono verificati terremoti più grandi.

"Questo è un problema perché da un lato gli operatori possono essere tenuti a interrompere il loro lavoro anche se tutto è effettivamente a un livello sicuro. Tuttavia, d'altra parte se impostano il livello di luce rossa troppo alto, possono consentire il verificarsi di eventi dannosi.

"Il nostro lavoro consiste nello sviluppare e testare un modello che possa prendere le osservazioni che abbiamo in una fase iniziale dell'operazione e fare previsioni solide e accurate su ciò che accadrà mentre l'iniezione procede, consentendo così a un operatore di prendere decisioni garantendo al tempo stesso che eventuali terremoti rimangano entro un livello di sicurezza".

Tutte le industrie del sottosuolo (ad esempio, produzione di olio, minerario e geotermico) producono "eventi microsismici" di magnitudo molto piccola, troppo piccoli per essere rilevati anche da strumenti sensibili in superficie.

Anziché, strumenti di registrazione denominati geofoni sono installati in pozzi di monitoraggio che si trovano entro pochi 100 metri dal punto di iniezione.

Ciò consente loro di raccogliere i pop e le crepe della roccia mentre il fluido viene iniettato. Per dare un'idea di scala, un tipico evento microsismico potrebbe consistere in una frattura delle dimensioni di un piatto da portata che si muove di meno di un millimetro.

Il Dr. Verdon ha detto:"Questi eventi microsismici possono darci indizi sul fatto che l'iniezione potrebbe essere in procinto di riattivare una faglia più grande e darci eventi più grandi, e può darci indizi su quale grandezza potrebbe essere quell'evento.

"Così, il nostro obiettivo è utilizzare i dati microsismici, che è troppo piccolo per essere percepito dalle persone in superficie e fare modelli e previsioni sul fatto che l'iniezione potrebbe essere in procinto di darci un evento più grande, e quindi dovrebbe essere fermato".

Il team ha sviluppato un modello statistico che prende i dati microsismici di piccola magnitudo e fa previsioni su quale magnitudo potrebbero raggiungere i tremori mentre l'iniezione continua.

In precedenza hanno testato il loro approccio utilizzando dati passati da siti più vecchi. Però, in questo caso stavano analizzando i dati in tempo reale dal sito di Preston New Road nel Lancashire, e fornendo all'operatore, Cuadrilla, con i loro risultati, che usavano per prendere decisioni in tempo reale su come procedere.

Il dottor Verdon ha detto:"È importante il nostro approccio alla modellazione ha avuto successo:le grandezze che si sono effettivamente verificate erano in linea con le grandezze che avevamo previsto dal nostro modello. Questo ci dà la certezza che il nostro approccio è solido e può essere utilizzato per prendere decisioni nei futuri siti di iniezione.

"Questo approccio ha implicazioni non solo per l'odierna industria del gas di scisto, ma per industrie future come l'energia geotermica e la cattura e lo stoccaggio del carbonio che sono in programma nel Regno Unito.