Quemando gas en un sitio de producción de petróleo en las afueras de Williston, Dakota del Norte. Andrew Burton / Getty Images

Si ha conducido por un área donde las compañías extraen petróleo y gas de las formaciones de esquisto bituminoso, probablemente haya visto llamas bailando en la parte superior de las tuberías verticales. Eso es flagrante: la práctica mayormente descontrolada de quemar un subproducto de la producción de petróleo y gas. En los últimos 10 años, el auge del petróleo y el gas de esquisto en los Estados Unidos ha convertido a este país en uno de los las cinco principales naciones del mundo en llamas, justo detrás Rusia, Irán y Irak.

Es una distinción dudosa. La quema de rutina le da a la industria un ojo negro.

Soy científico atmosférico estudiando trazas de gases - productos químicos que constituyen una pequeña fracción de la atmósfera de la Tierra, pero que pueden tener efectos significativos sobre el medio ambiente y la salud humana. En varios estudios recientes con estudiantes de posgrado y pregrado, he demostrado cómo la quema de rutina se evalúa de manera inexacta y crea una fuente considerable de contaminación del aire.

Debido a un rápido caída del precio del petróleo En la primavera de 2020, la nueva exploración petrolera se ha desplomado y la producción se está ejecutando a niveles reducidos. Pero la industria puede reanudar rápidamente las actividades a medida que la demanda y los precios se recuperan. Y también lo hará la quema.

Agencias regulatorias, bajo la presión de grupos ambientalistas y partes de la industria, finalmente están considerando reglas para frenar la quema. ¿Pero se puede detener esta práctica derrochadora y contaminante?

Conveniencia económica

Cada pozo de petróleo de esquisto bituminoso produce cantidades variables de "gas asociado "o" cabeza hueca ", una mezcla de gas crudo de hidrocarburos altamente volátiles, principalmente metano. Los productores a menudo no quieren este gas a menos que se pueda recolectar a través de una red existente de tuberías.

Incluso cuando eso sea posible, pueden decidir deshacerse del gas de todos modos porque el costo de recolectarlo y moverlo puede ser inicialmente mayor que el valor del gas. Aquí es donde entra la quema.

La quema de rutina es común en la formación de lutitas Bakken en Dakota del Norte, la lutita Eagle Ford en el centro-sur de Texas y la Cuenca Pérmica en el noroeste de Texas y Nuevo México. Texas ha estallado casi la misma cantidad de gas anualmente as todos sus usuarios residenciales consumen. Solo en la cuenca del Pérmico, alrededor de US $ 750 millones en gas se desperdició en 2018, sin ningún beneficio público.

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 En la región de Permian Basin, en el oeste de Texas, los residentes dicen que la quema de gas contamina el aire y los enferma.

Al mismo tiempo, quema de gas contribuye aproximadamente el 1% de las emisiones atmosféricas de dióxido de carbono producidas por el hombre a nivel mundial. Es entonces cuando las erupciones queman hidrocarburos de manera eficiente, convirtiéndolos en dióxido de carbono. Por el contrario, cuando las bengalas se queman mal o se apagan, contaminan el aire con gases más nocivos.

Nuestros estudios en dos regiones del esquisto Eagle Ford en Texas mostró que las bengalas pueden ser la fuente dominante de óxidos de nitrógeno o NOx en estas zonas rurales Las emisiones de NOx contribuyen a la lluvia ácida, el ozono y la formación de smog, y pueden irritar los ojos, la nariz, la garganta y los pulmones.

Descubrimos que en los sitios que estudiamos, las fuentes de combustión industrial, como las bengalas, producían aproximadamente 10 veces más NOx que los automóviles en el área. Aunque una sola llamarada puede ser una fuente relativamente pequeña, la gran cantidad de llamaradas y Alta variabilidad de la producción de NOx por llamarada puede causar impactos atmosféricos a gran escala visible desde el espacio.

La organización sin fines de lucro Skytruth publica vistas de series temporales de llamaradas de gas vistas desde el espacio, desde 2012 hasta el presente. Arriba, cómo se veían las bengalas a mediados de julio de 2020. Skytruth.org

La ventilación no autorizada puede explicar altos volúmenes de quema

Casi todas las bengalas son fuentes de combustión abierta. Se pueden detectar desde el espacio como fuentes brillantes de radiación de calor de ubicación fija. Los científicos han desarrollado algoritmos para catalogue este calor radiante y relacionarlo con el volumen reportado de gas quemado a nivel mundial.

Con la ayuda de estudiantes universitarios, sociólogo kate willyard y evalué datos del radiómetro de imágenes infrarrojas visibles satelitales, o VIIRES. Calculamos los volúmenes de quema en las dos regiones de producción de petróleo de esquisto bituminoso de Texas, tanto por pad de pozo como por condado. Luego lo comparamos con una base de datos del Comisión de ferrocarriles de Texas, que regula la producción de petróleo y gas, para los años 2012-2015, y encontró grandes discrepancias entre los dos conjuntos de datos.

En total, los volúmenes informados en la base de datos estatal fueron solo alrededor de la mitad de lo que observó el satélite. Otro menos detallado análisis a granel por la firma de investigación S&P Global encontró discrepancias similares para las regiones de esquisto en Nuevo México y Dakota del Norte.

Estas grandes diferencias pueden explicarse al informar errores y por varias operaciones de antorcha que simplemente están exentas de los informes de volumen. Pero sospechamos que hay una explicación aún más sistémica y mundana: la ventilación, la liberación directa de gas crudo a la atmósfera.

El gas de ventilación solo se permite para un pequeño conjunto de operaciones en la industria si se puede hacer de manera segura. Por lo general, está prohibido porque emite hidrocarburos, incluidos los tóxicos del aire, como el benceno, que pueden causar cáncer, defectos de nacimiento u otros problemas de salud graves.

Una llamarada de gas natural arde al anochecer en la cuenca del Pérmico en Texas. Bronte Wittpenn / Bloomberg a través de Getty Images

Pero la ventilación emite principalmente metano, que contribuye al calentamiento global y formación de ozono atmosférico. La ventilación de las pilas de antorchas es ilegal, ya que la antorcha se considera una instalación de tratamiento de residuos, pero la práctica aparentemente ha aumentado con el tiempo.

Recientes mediciones satelitales de alta resolución de metano atmosférico sobre la cuenca del Pérmico revelan que sus emisiones deben ser significativamente mayor de lo que se informa habitualmente a la Agencia de Protección Ambiental, superando el 3% de la producción en lugar del más típicamente asumido 1-2%. El metano extra ventilado ilegalmente a través de chimeneas terminaría en la base de datos de la Comisión de Ferrocarriles de Texas, pero los satélites que buscan radiación de calor de la combustión no lo detectarían.

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Esa radiación de calor se convierte en volúmenes fulgurantes, utilizando los volúmenes totales informados a las agencias de todo el país. Pero si se quema un volumen mucho más pequeño, con algo del gas no quemado sino ventilado, los datos del satélite sobreestimarían la quema. Esto es un problema porque los científicos y el Iniciativa de quema de cero del Banco Mundial Emplear estas estimaciones de quema de satélites.

Los inversores dicen que se puede evitar la quema

Durante una década, grupos de conservación como el Fondo de Defensa Ambiental Hemos pedido a los reguladores que aborden las emisiones de metano de la industria del esquisto y el rápido aumento de la quema. El gobierno de Obama adoptó una nueva regla en 2016 para frenar las fugas de metano y reducir la quema en tierras públicas e indias. Ahora la administración Trump es tratando de deshacer esta acción, aunque con éxito limitado.

Mientras tanto, un nuevo estudio comisionado por el Fondo de Defensa Ambiental y que involucra a los inversores, concluye que existen formas viables y rentables para que las compañías de petróleo y gas minimicen la quema incluso sin mucha regulación. Sin embargo, dado que gran parte de la industria ya ha pasado una década sin emplear ampliamente tales medidas de mejores prácticas, espero que las compañías de petróleo y gas sigan desperdiciando y contaminando en el futuro previsible a menos que las agencias gubernamentales impongan regulaciones más estrictas.

Sobre el Autor

Gunnar W. Schade, Profesor Asociado de Ciencias Atmosféricas, Universidad Texas A & M

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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