El área próxima a una central de generación geotérmica en California registra menos impactos sísmicos que otras incluidas en la falla de San Andrés

Un estudio publicado en la revista Nature concluye que las zonas de alto riesgo sísmico podrían mitigar grandes terremotos con la explotación del subsuelo

Geotermiaonline.com.- El impacto de grandes terremotos en zonas de alto riesgo sísmico podría mitigarse si se reduce o elimina de manera sistemática el estrés del subsuelo mediante la explotación de yacimientos geotérmicos para la producción de energía limpia. esa es la conclusión a la que llegan varios investigadores tras analizar en detalle la evolución sísmica en torno a la explotación del yacimiento geotérmico profundo bajo la planta de Coso y el resto de áreas afectadas por la falla de San Andrés en California, según publica la revista científica Nature.

Según informa también la universidad Caltech que ha participado en la investigación, en los meses posteriores al terremoto de magnitud 7.1 ocurrido el5 de julio de 2019 en Ridgecres, al noroeste de Los Ángeles en California, los sismólogos registraron miles de réplicas en la región. Sorprendentemente, ninguno se vio en el yacimiento geotérmico del Coso, un área a solo unos 10 kilómetros de las rupturas superficiales causadas por el choque principal.

Los investigadores de Caltech han descubierto que las operaciones relacionadas con la producción de energía geotérmica en Coso en los últimos 30 años han desestresado la región, haciendo que el área sea menos propensa a los terremotos. Estos hallazgos podrían indicar formas de eliminar el estrés sísmico en las regiones de alto riesgo, al mismo tiempo que se explota comercialmente la generación de energía limpia.

La investigación se ha realizado en el laboratorio de Jean-Philippe Avouac, profesor de Geología e Ingeniería Mecánica y Civil de esta universidad privada californiana.

Los campos o yacimientos geotérmicos, al igual que la región del Coso, son áreas donde las temperaturas del subsuelo son particularmente altas, como resultado de la actividad volcánica o tectónica. Este calor se puede utilizar para crear energía limpia que no requiere la quema de combustibles fósiles. Para aprovechar esta energía, se inyecta agua al campo de altas temperaturas, se calienta y se eleva a la superficie, a la planta para generar electricidad.

Es importante destacar que, durante el desarrollo de un campo geotérmico se desencadenan muchos terremotos pequeños (alrededor de magnitud 4) cuando se inyecta el agua. Esto se considera generalmente motivo de preocupación; varios proyectos geotérmicos han sido abocados al abandono debido a esa sismicidad «inducida» o estimulada. Sin embargo, en este nuevo estudio, los investigadores encontraron que estos pequeños terremotos, así como la deformación «silenciosa» o asísmica (que ocurre sin producir un terremoto), causada por la inyección de líquido, en realidad alivia el estrés y, por lo tanto, reduce el riesgo de un terremoto más grande en la región.

Contracción

«La energía geotérmica es energía limpia, y nos gustaría tener tanta energía limpia como fuera posible», dice Avouac. «La sismicidad inducida —el desencadenamiento de muchos pequeños sismos— durante el desarrollo inicial de un campo geotérmico se ha visto como un impedimento para construir más infraestructuras de este tipo. Pero nuestro estudio muestra que esto tiene beneficios. Podrías imaginar el desarrollo de campos geotérmicos a lo largo de la falla de San Andreas, por ejemplo, donde se obtendría energía limpia y se disminuiría el riesgo de un gran terremoto».

Dirigido por el académico postdoctoral de Caltech, Kyungjae Im, el equipo buscó modelar lo que está sucediendo bajo la superficie de un campo geotérmico que se ha desarrollado para la producción de energía. Utilizando una técnica llamada interferometría de radar de apertura sintética (SAR), los geocientíficos han medido que la superficie del campo geotérmico del Coso se ha deformado y hundido en decenas de centímetros en las décadas desde su desarrollo. Im construyó un modelo de esta deformación y determinó que el subsuelo se estaba contrayendo térmicamente debido al bombeo de agua.

Im concluyó que esta contracción térmica alivió algo de tensión en el área del Coso y permitió que el suelo se deslizara «silenciosamente», es decir, de una manera suave que no produce terremotos. Esto explica por qué el área del Coso no experimentó réplicas importantes después del gran terremoto del 5 de julio de 2019: hubo menos estrés bajo tierra porque ya había sido aliviada por la actividad geotérmica.

«Nuestro estudio muestra que al inyectar agua fría, en realidad se puede eliminar la sismicidad en el futuro», dice Im. «Pero todavía no está exento de riesgos: cuando se empieza a desarrollar el campo, puede que los pequeños terremotos inducidos se conviertan en uno grande. Pero en principio y con el tiempo, el riesgo de grandes terremotos en la región es menor que si no se hubiera desarrollado el campo. Se acelera la sismicidad por un tiempo, por lo que el riesgo de un gran terremoto es temporalmente mayor. Pero si nos fijamos en el riesgo de tener una magnitud 7 u 8 durante un largo período de tiempo, alrededor de más de 15 años aproximadamente, será mucho menor. Parte de nuestro objetivo de investigación es desarrollar métodos para cuantificar este efecto con precisión. Nunca será de riesgo cero, pero nuestro estudio muestra que deberíamos investigar más sobre este método para reducir la probabilidad de un gran terremoto».

«Tanto la liberación de estrés térmico como el hidrofracking pueden liberar el estrés acumulado y, por lo tanto, reducir futuros grandes terremotos, pero, al mismo tiempo, todavía permanece el riesgo de inducir grandes terremotos durante la liberación del estrés», explica Im. «El caso Coso es el ejemplo deseado en el que la liberación de estrés se realiza sin inducir un gran terremoto. Podría deberse a la naturaleza del desestresante térmico, que es lento, intenso y localizado en comparación con el hidrofracking. Pero para confirmar esto se requiere más investigación».

El artículo titulado «Ridgecrest Aftershocks at Coso Suppressed by Thermal Destressing» (La distensión geotérmica de Coso desactiva las réplicas de terremotos en Ridgecrest)

La investigación publicada en la revista Nature el pasado 1 de julio va firmada por Kyungjae Im como primer autor del estudio. Además de Im y Avouac, han participado el académico postdoctoral de Caltech Elías Heimisson y Derek Elsworth de la Universidad Estatal de Penn. El trabajo ha sido financiado por la Fundación Nacional de Ciencias a través del Centro de Investigación Cooperativa Industria-Universidad para geomecánica y mitigación de riesgos geográficos y el Centro de Terremotos del Sur de California.

Celestino García de la Noceda, experto en geotermia del Instituto Geológico y Minero de España (IGME) valora en el siguiente texto el alcance de la investigación sobre el impacto de los sismos estimulados o inducidos en la mitigación de terremotos en zonas activas tectónicamente

Celestino García de la Noceda

En las últimas décadas se viene considerando como uno de los puntos más delicados de la
geotermia el riesgo sísmico. La sismicidad que se produce como consecuencia de la explotación de los recursos geotérmicos –tanto en la extracción de fluidos y consiguiente modificación de presiones como en la reinyección de los mismos-, ha puesto en cuestión en numerosas ocasiones las bondades de esta fuente energética renovable.
Estas consideraciones han sido más evidentes cuando se ha tratado de sistemas geotérmicos estimulados en los que estos efectos pueden producirse en las primeras etapas de la puesta en marcha.
Han sido numerosos los estudios y esfuerzos desarrollados en los últimos tiempos para evitar o, al menos, minimizar los efectos indeseables ligados a la sismicidad inducida. No hay que olvidar, por otra parte, que la geotermia está profundamente ligada a zonas tectónicamente activas donde la actividad sísmica es frecuente y, en muchos casos, con niveles e intensidades elevadas.
Durante años, una de las consideraciones que los investigadores de estos fenómenos hacían en relación a los posibles efectos beneficiosos de cierta actividad sísmica inducida es que algunos de los sismos inducidos podían evitar o al menos disminuir la intensidad de los sismos de mayor intensidad que de forma natural se iban a producir.
El estudio que se nos ha presentado aborda aspectos muy relacionados con las consideraciones expuestas y, fundamentalmente, está basado en un análisis profundo de una importante cantidad de datos sísmicos, lo que permite establecer pautas muy claras para abordar otros estudios similares en otras zonas que permitan validar las hipótesis que allí se plantean.
Lo que el estudio deduce, tras analizar los datos sísmicos de un periodo más que significativo
de una zona afectada por importantes sismos, es que en el sector donde existe una explotación geotérmica en la que se produjeron en su momento pequeños sismos como consecuencia del aprovechamiento geotérmico, han prácticamente desparecido las réplicas de los sismos de tipo regional mientras que en zonas alejadas de dichas explotaciones geotérmicas sí se producen.
Todo ello parece indicar que, aunque en las etapas iniciales de la explotación del yacimiento
geotérmico se produzcan sismos cuya magnitud es más bien limitada pero que en muchos casos ha sido el motivo de abandono de numerosos proyectos, se tiende hacia una situación de disminución de las tensiones en la zona del yacimiento, lo que produce una cierta barrera para la extensión de sismos regionales de mayor intensidad y la disminución de la frecuencia de riesgo de tener un sismo de cierta intensidad disminuye notablemente como consecuencia del aprovechamiento geotérmico.