Fracking, explicado

O que é fracking – e porque é tão controverso?

“Fracking” é a abreviatura de “fractura hidráulica” – é um processo pelo qual água, areia e produtos químicos são injectados no subsolo a pressões muito elevadas para rachar camadas de rocha abertas e libertar o óleo ou gás retido no interior.

Tecnicamente, o fracking não é novo: Há décadas que as empresas utilizam esta técnica para extrair petróleo e gás de formações rochosas difíceis de explorar. A Halliburton utilizou a fraturamento hidráulico pela primeira vez em 1949 como forma de aumentar o fluxo de gás de poços no Kansas.

Nos últimos anos, porém, o fracionamento se tornou muito mais difundido. Em meados dos anos 2000, as empresas americanas descobriram como combinar o fracking com métodos como a perfuração horizontal para extrair petróleo e gás de vastas formações rochosas subterrâneas de xisto a um preço razoável. Há muito petróleo e gás no xisto, então este avanço levou a um boom de perfuração em estados como Dakota do Norte, Texas e Pensilvânia.

O “boom de fracking” remodelou o cenário energético americano. A produção doméstica de petróleo e gás natural aumentou acentuadamente, levando a uma energia mais barata e a uma menor dependência das importações.

Advoca frequentemente argumenta que o “fracking” está criando empregos, impulsionando a fabricação e ajudando a enfrentar o aquecimento global, reduzindo a quantidade de carvão que usamos. Os opositores muitas vezes argumentam que a indústria está mal regulada, os benefícios do aquecimento global estão sobre-hidratados e que o fracionamento levou ao aumento da poluição do ar e da água em todo o país.

Como funciona o fracionamento, exatamente?

Usar a fratura hidráulica e a perfuração horizontal para extrair petróleo ou gás da rocha de xisto envolve uma série de etapas. Vamos caminhar por uma operação básica de fracionamento do gás natural, digamos, no xisto de Marcelo na Pensilvânia:

1) Primeiro, um “wellbore”, ou furo, precisa ser perfurado até a camada de xisto rico em gás. Esta camada de xisto pode ficar a mais de 5.000 pés de profundidade e a perfuração pode demorar até um mês. O poço é revestido com uma carcaça de aço para evitar a contaminação das águas subterrâneas próximas.

2) Uma vez que a perfuratriz chega até a camada de xisto, ela gira lentamente e começa a perfurar horizontalmente, por uma milha ou mais ao longo da rocha.

3) Uma “pistola perfuradora” carregada com cargas explosivas é baixada até o fundo do poço e perfura pequenos furos na seção horizontal da carcaça que está no fundo da camada de xisto.

4) Agora vem o estágio de fracionamento, ou “conclusão”: Uma mistura de água, areia e químicos é bombeada para o poço a pressões extremamente altas e atravessa os minúsculos furos do invólucro. Os fluidos racham a rocha de xisto. A areia mantém essas fissuras abertas. E os produtos químicos ajudam o gás natural a escoar.

5) O estágio de “flowback”: A água e os químicos fluem de volta para fora do poço e são levados para eliminação ou tratamento.

6) Finalmente, o gás natural começa a fluir do xisto para fora do poço, onde é eventualmente enviado para os consumidores via gasoduto. Um poço típico pode produzir gás durante 20 a 40 anos, bombeando milhares de pés cúbicos de gás todos os dias.

É uma visão muito aproximada do processo de fracionamento. Há muitas variações, dependendo da geologia da região ou das tecnologias utilizadas. (Muitas vezes são usadas outras partículas além da areia, por exemplo. E aqui está uma listagem parcial de algumas das diferentes técnicas utilizadas no Dakota do Norte, por exemplo.)

Onde está ocorrendo o fracking nos Estados Unidos?

Este mapa interativo do Post Carbon Institute mostra a localização de mais de 63.000 poços de petróleo de xisto e poços de gás xistoso em todo o país. Grande parte da atividade está concentrada no Texas, Dakota do Norte, Louisiana e na região do xisto Marcelo no Leste:

Estes não são os únicos poços de petróleo e gás nos Estados Unidos (o xisto representa cerca de 29% da produção total de petróleo e 40% do gás). Mas são eles que tendem a depender fortemente do fracking.

A Administração de Informação Energética tem o seu próprio mapa das principais formações de xisto no país, incluindo o Bakken no Dakota do Norte, Eagle Ford no Texas, e o Marcellus na Pensilvânia e Virgínia Ocidental.

Como o fracking impulsionou a produção de petróleo e gás nos EUA?

Desde o final dos anos 2000, a quantidade de petróleo e gás natural produzida nos Estados Unidos aumentou drasticamente, graças ao fracking, à perfuração horizontal, à perfuração offshore e a outras técnicas avançadas. Prevê-se que os suprimentos cresçam ainda mais nos próximos anos:

Crude de petróleo: Em Novembro de 2013, os Estados Unidos produziam 7,8 milhões de barris de petróleo bruto por dia, o máximo em um quarto de século. Espera-se agora que a produção de petróleo continue a crescer até atingir um pico de 9,6 milhões de barris por dia em 2019:

Gás natural: A produção de gás natural dos EUA também atingiu novos máximos históricos, para 24 triliões de pés cúbicos em Novembro de 2013. Espera-se atualmente que os suprimentos cresçam até pelo menos 2040:

Notem que estas previsões estão longe de ser perfeitas – há dez anos, poucos previam o “fracking boom”.

Como o “fracking” afetou a economia dos EUA?

O “boom” do petróleo e gás – impulsionado pelo “fracking” – teve todo o tipo de efeitos sobre a economia dos EUA. Aqui estão alguns dos grandes:

Mais empregos em alguns estados: Mais perfuração significa mais empregos. A indústria do petróleo e do gás somou 169.000 postos de trabalho entre 2010 e 2012 – crescendo dez vezes mais rápido do que a nação como um todo. Texas, Dakota do Norte e Pensilvânia têm visto alguns dos maiores ganhos:

Crescimento económico mais elevado: A indústria de petróleo e gás é uma porção bastante pequena da economia dos EUA, mas os analistas tendem a concordar que o “fracking boom” tem ajudado a reforçar um pouco o crescimento do país. O JP Morgan estima que o boom do petróleo e gás acrescentou 0,3 pontos percentuais ao crescimento econômico em 2013. Outros modelos sugerem que o boom poderia acrescentar 0,5 pontos percentuais ao crescimento a cada ano para a próxima década.

Preços de energia mais baixos (às vezes): O petróleo ainda é bastante caro – porque o preço do petróleo bruto depende de factores globais de oferta e procura. Mas os preços do gás natural nos EUA caíram significativamente desde meados dos anos 2000 (embora tenham recuperado durante o Inverno frio de 2013, à medida que a procura de aquecimento aumentava). Isso tem poupado dinheiro aos consumidores. Significa também que as centrais eléctricas têm maior probabilidade de utilizar gás natural para a electricidade.

O declínio da electricidade produzida a partir do carvão: Muitas empresas de electricidade aproveitaram os preços baratos para mudar do carvão para o gás natural como a sua fonte de energia preferida. Essa mudança reduziu uma variedade de poluentes atmosféricos, assim como as emissões de dióxido de carbono que contribuem para o aquecimento global. Esta tendência está prejudicando a indústria do carvão – e uma das razões pelas quais um quarto das centrais elétricas a carvão do país fecharam desde 2011.

Um impulso para a fabricação dos EUA: O excesso de gás natural barato dos EUA também está atraindo alguns fabricantes para os Estados Unidos. Fábricas em construção no Texas e na Pensilvânia irão converter o gás natural em etileno, um ingrediente chave em plásticos e anticongelantes. (Dito isto, não está claro quantas empresas isso afetará – como aponta uma nota da Morgan Stanley, a energia ainda é uma pequena fração dos custos para a maioria das indústrias.)

Importações menores: Os Estados Unidos estão importando muito menos petróleo e gás natural do que antes – uma razão pela qual o déficit comercial caiu para o seu nível mais baixo desde 1998. De fato, muitas empresas estão agora argumentando que o governo americano deveria afrouxar suas restrições à venda de petróleo e gás americano no exterior.

O fracionamento polui a água e o ar?

P>Pode. Como as operações de fracking se espalharam pelos Estados Unidos, elas desencadearam protestos sobre a poluição do ar e da água. Aqui está uma visão geral de algumas das principais preocupações:

Contaminação da água subterrânea: Uma grande preocupação é se os químicos usados no fracking ou o próprio gás natural podem contaminar a água potável das pessoas. (Há a preocupação, por exemplo, de que vazamentos de gás natural possam tornar a água da torneira inflamável.)

Existem duas grandes maneiras de isso acontecer. Uma é através de acidentes ou contaminação perto da superfície. Nos últimos anos, poços de fragmentação rebentaram em estados como o Dakota do Norte. Em outro incidente, milhares de galões de fluido fracking vazaram de um tanque de armazenamento em Dimock, Pennsylvania. E poços mal construídos com problemas de cimento podem permitir a migração de fluidos ou gás para cima. A Agência de Proteção Ambiental está atualmente realizando um grande estudo sobre este tipo de contaminação e como evitá-la.

Uma segunda questão é se produtos químicos ou gás natural poderiam de alguma forma migrar da camada de xisto fracionado milhares de pés para cima, para as águas subterrâneas – mesmo que os poços estejam perfeitamente construídos. Esta segunda possibilidade é considerada improvável, uma vez que existem dezenas de camadas de rocha que separam o xisto das águas subterrâneas. Ainda assim, a EPA vinha estudando um (relativamente raso) poço no Wyoming onde os produtos químicos pareciam ter penetrado na água.

Poluição das águas residuais: Uma questão à parte é o que acontece com toda essa água depois de ter sido usada para rachar xisto aberto e ser bombeada de volta à superfície. A indústria de petróleo e gás produz bilhões de galões dessas águas residuais turvas a cada ano, que normalmente contêm produtos químicos que foram adicionados para o processo de fracionamento.

Em muitos estados, essas águas residuais são bombeadas de volta para o subsolo em “poços de injeção” separados. Mas quando não há poços de injecção suficientes, a água é armazenada em tanques e tanques de retenção ou enviada para estações de tratamento. Isso aumenta o risco de derrames acidentais ou de tratamento inadequado. Em 2013, três estações de tratamento na Pensilvânia foram multadas por despejar resíduos no rio Allegheny.

P Poluição atmosférica: Assim que uma área de xisto é fragilizada, o gás natural começa a fluir para fora do poço. A maior parte deste metano é tipicamente capturado, mas parte dele pode escapar para o ar ou vazar para fora das tubulações – e o metano é um potente gás de efeito estufa, aquecendo o planeta.

Separadamente, outro relatório descobriu que certos gases químicos como o benzeno podem escapar para o ar, representando riscos para a saúde dos residentes das proximidades no Colorado. Em 2012, a EPA começou a exigir que as empresas de petróleo e gás limitassem essas emissões e capturassem o gás escapado.

Que produtos químicos são usados no fracionamento?

As empresas de petróleo e gás normalmente adicionam produtos químicos à água usada no fracionamento. Esses produtos químicos podem ajudar a diminuir o atrito ou prevenir a corrosão e assim por diante. Eles normalmente compõem cerca de 0,5% a 2% do volume do fluido.

Operações diferentes requerem produtos químicos diferentes, mas todos disseram que foram identificados cerca de 2.500 produtos químicos diferentes de fracionamento. Uma boa lista pode ser encontrada aqui. Alguns dos aditivos utilizados são bastante comuns, incluindo sal e ácido cítrico. Outros, como o benzeno, são tóxicos. (Uma investigação do Congresso identificou pelo menos 650 aditivos tóxicos que foram usados.)

Por vezes pode ser difícil obter uma lista completa de produtos químicos usados. Muitas empresas de fracking estão agora listando os compostos que empregam em seus sites, e alguns estados como o Texas têm leis de divulgação pública, mas essas regras podem variar de estado para estado.

O fracking usa muita água?

Fracking requer muita água para rachar a rocha de xisto. Um poço típico pode usar entre 2 a 7 milhões de galões ao longo da sua vida útil.

Quanto é isso tudo junto? Em 2011, a água utilizada nos poços de xisto representou cerca de 0,3% de todo o consumo de água doce nos EUA. Mas as percentagens podem variar por região – no Texas, é cerca de 1%.

Isso levanta a questão de saber se ela pode enfatizar o abastecimento de água local. Em regiões secas do Texas ou Colorado, as operações de fracionamento podem colocar um pouco de stress nas fontes de água locais. Mas isso não é universal. Na região de Marcelo no Leste, em contraste, estudos descobriram que não há perigo de escassez de água.

Como o fracking é regulado nos Estados Unidos?

Fracking é atualmente regulado pelos estados, que têm regras muito diferentes sobre tudo, desde a revelação de produtos químicos até o tratamento de águas residuais e revestimento de poços.

Você pode encontrar uma série de mapas úteis mostrando o estado da situação para diferentes regulamentos de fracking em Recursos para o Futuro. Este mapa, por exemplo, mostra como diferentes estados regulam a injeção de águas residuárias subterrâneas. Missouri não tem nenhuma regulamentação, enquanto que a Carolina do Norte tem uma proibição estadual:

Uma questão importante é se o governo federal dos EUA deve se envolver mais em regulamentações de fracionamento. Atualmente, a Agência de Proteção Ambiental emitiu regras que exigem que as companhias de petróleo e gás limitem a poluição do ar por operações de fracionamento, e está atualmente estudando a contaminação das águas subterrâneas. Mas, por enquanto, os federais têm pisado levemente. E o Congresso isentou o fracking de certas disposições da Lei de Águas Limpas.

p>Alguns estados e localidades, entretanto, propuseram a proibição do fracking. O estado de Nova York, por exemplo, tem tido uma moratória desde 2010. Aqui está uma lista mais longa de regulamentações nos Estados Unidos.

Pode o fracking causar terremotos?

O fracking em si raramente tem sido ligado a terremotos (embora Ohio esteja investigando isso). Mas a disposição de todas as águas residuais usadas no fracking tem sido conhecida por causar tremores.

Após um poço estar fracionado, há milhares de galões de águas residuais sobrando. As empresas muitas vezes descartam essa água com detergentes químicos bombeando-a para “poços de injeção” subterrâneos separados. À medida que a pressão da água se acumula nesses poços, isso pode deslocar as rochas ao redor. Se essas rochas estiverem perto de uma falha geológica, isso pode desencadear um tremor. Pelo menos essa é a teoria.

Um estudo do U.S. Geologic Survey descobriu que os terremotos estavam aumentando em áreas onde a injeção de águas residuais estava aumentando. Um estudo de acompanhamento descobriu que a injeção de águas residuais provavelmente causou um terremoto de 2011 em Oklahoma.

Vale notar que nem todos os poços de injeção estão associados a terremotos, e muitos desses eventos foram tremores menores. Ainda assim, há muitas perguntas sobre se esses terremotos poderiam ficar mais fortes com a expansão do fracking.

Quanto petróleo e gás os EUA têm?

A partir de 2011, os Estados Unidos tinham 220 bilhões de barris de petróleo e 2.203 trilhões de pés cúbicos de gás natural que era “tecnicamente recuperável”.

Isto é petróleo e gás que temos atualmente a tecnologia para acessar. Mas isso não significa que vamos realmente extrair todo esse petróleo e gás. Muita coisa depende das condições económicas. Se os preços subirem, então será mais rentável para as empresas perfurarem para mais petróleo e gás. Mas se os preços caírem, torna-se menos lucrativo e eles podem simplesmente deixá-lo no chão.

É por isso que muitos analistas se concentram em uma medida diferente, conhecida como “reservas comprovadas” – as coisas que poderíamos recuperar, dadas as condições tecnológicas e econômicas existentes. Por essa medida, há 29 bilhões de barris de petróleo e 348,8 trilhões de pés cúbicos de gás natural disponíveis.

Para colocar tudo isso em perspectiva, os Estados Unidos consumiram cerca de 7 bilhões de barris de petróleo e 26 trilhões de pés cúbicos de gás natural em 2012. Isso significa que temos desde um fornecimento de gás natural de 13 anos até um fornecimento de 84 anos. Tudo depende.

Para que usamos petróleo e gás?

Lotes de coisas. Cerca de 93 por cento do combustível que usamos para o transporte vem do petróleo. E o gás natural é actualmente utilizado para fornecer cerca de um terço da electricidade do país. Aqui está uma repartição mais precisa:

P>Petróleo: Os EUA consomem actualmente cerca de 15 milhões de barris de petróleo por dia – depois de ser processado por refinarias de petróleo. Cerca de 87% é transformado em combustível para carros, caminhões e aviões. Parte do petróleo é refinado em combustível para aquecimento doméstico. O restante é usado para uma ampla gama de fins industriais (para fazer produtos químicos, tintas, plásticos, graxas, asfalto, etc.).

Gás natural: Os Estados Unidos consumiram cerca de 25 triliões de pés cúbicos de gás natural em 2012. Cerca de 36% desse gás foi utilizado para gerar eletricidade em usinas elétricas. Outros 28% foram usados para aquecer casas e edifícios. E o restante foi usado para vários fins industriais (geração de eletricidade ou calor para ajudar a produzir tudo, do aço ao papel e aos alimentos).

Qual é o debate sobre as exportações de petróleo e gás dos EUA?

Nas últimas décadas, os Estados Unidos têm sido um grande importador de petróleo e gás natural. Mas, graças ao boom fracking, o país está agora em condições de vender uma parte da sua nova abundância a outros países. Mas isso exigiria a alteração de certas leis – e fazê-lo é controverso.

Gás natural: Se as empresas quiserem enviar gás natural para outros países, precisam de obter uma licença do Departamento de Energia para o fazer (obtêm automaticamente uma se os Estados Unidos tiverem um acordo de comércio livre com esse país). Cada vez mais empresas estão solicitando licenças de exportação hoje em dia e construindo terminais de embarque.

Opponentes desses planos dizem que o aumento das exportações pode levar a aumentos no preço do gás natural para os americanos, prejudicando consumidores e fabricantes domésticos. Veja aqui para mais detalhes.

Oil: Desde os anos 70, tem sido ilegal para as empresas exportar petróleo bruto para o estrangeiro (com algumas excepções). Na esteira do boom, muitas empresas petrolíferas querem rever estas leis, alegando que estas restrições estão a fazer baixar os preços e a prejudicar os seus negócios. Os opositores das exportações argumentam, entre outras coisas, que isso poderia aumentar os preços da gasolina para alguns motoristas no Centro-Oeste. Veja aqui para mais detalhes.

Pode os EUA tornarem-se independentes do petróleo estrangeiro?

Não é provável – em parte porque “independência do petróleo” é um pouco um mito.

Direito agora, os Estados Unidos importam 40% do petróleo que consomem. Espera-se que esse número diminua para cerca de 32% nas próximas décadas, graças ao aumento da produção e ao facto de estarmos a conduzir veículos mais eficientes. Mas ainda significa muitas importações:

Even se pudéssemos reduzir nossas importações até zero, no entanto, os Estados Unidos ainda não seriam totalmente independentes de países estrangeiros. Isso porque os preços do petróleo são fixados no mercado global. Portanto, a instabilidade no Oriente Médio ou o rápido crescimento na China ainda faria subir os preços globais do petróleo – levando a picos de preços aqui nos Estados Unidos.

Pode o gás natural ajudar a enfrentar o aquecimento global?

Em teoria, sim – embora haja grandes advertências aqui.

p>Gás natural é um combustível fóssil, e quando o queimamos para eletricidade, produzimos emissões de dióxido de carbono que contribuem para o aquecimento global. Mas o gás natural é muito mais limpo neste aspecto do que o carvão, produzindo apenas metade do dióxido de carbono por unidade de energia. Portanto, quando substituímos o carvão por gás natural, estamos contribuindo um pouco menos para o aquecimento global.

É o que está acontecendo nos Estados Unidos. O excesso de gás de xisto barato tem convencido muitas empresas de eletricidade a mudar do carvão para o gás natural. Essa foi uma das razões pelas quais as emissões de dióxido de carbono dos EUA caíram 10% entre 2005 e 2013 (a recessão e o aumento da eficiência também ajudaram).

Mas há um senão: Todo o processo de fracionamento e transporte de gás natural pode levar a emissões de metano, outro potente gás de efeito estufa. Ninguém tem certeza do tamanho dessas fugas de metano – há muita discordância entre os pesquisadores. Mas esses vazamentos podem potencialmente minar os benefícios climáticos do gás natural, a menos que as empresas encontrem maneiras de consertá-los. Aqui está um resumo dos potenciais consertos.

No entanto, a longo prazo, o gás natural ainda é uma fonte de emissões de gases de efeito estufa, e os esforços para evitar um aquecimento global drástico provavelmente exigirão que o mundo reduza drasticamente o seu uso de gás nas próximas décadas. Portanto, o gás natural, por si só, não é uma solução para o aquecimento global. (Veja aqui para mais detalhes sobre isso.)

Outros países usam fracking?

Poucos países têm usado fracking há algum tempo – particularmente o Canadá. Mas o fracking do xisto ainda não se apanhou em lado nenhum como nos Estados Unidos.

Muitos países no estrangeiro têm os seus próprios recursos de gás de xisto e petróleo de xisto. Isso inclui a China, que parece ter quase duas vezes mais gás de xisto no subsolo do que os Estados Unidos:

Mas o fracking tem sido lento a se espalhar para o exterior, por uma variedade de razões. Alguns países, como a França e a Holanda, proibiram o fracking por medo de contaminação da água. Outros, como a Áustria, têm regulamentos tão rigorosos que a perfuração não é rentável.

Even países a favor do fracking têm visto um progresso lento, em parte porque trabalhar com xisto pode ser extremamente difícil e complicado. Na Polônia, ainda há muito trabalho a ser feito para entender a geologia da região. E, na China, a propagação do fracking tem sido dificultada por uma variedade de fatores – geologia complexa, falta de abastecimento de água em regiões chave e uma camada pesada de regulamentos que dificultam a inovação.

Você não respondeu minha pergunta!

Esta pilha de cartas é muito um trabalho em progresso. Ela continuará sendo atualizada à medida que os eventos se desenrolarem, novas pesquisas forem publicadas e novas perguntas surgirem.

Então, se você tiver perguntas ou comentários adicionais ou quibbles ou reclamações, envie uma nota para Brad Plumer: [email protected].

O que mais devo ler sobre fracking?

O site da US Energy Information Administration tem uma riqueza de detalhes sobre a indústria do petróleo e gás dos EUA. Lá você pode encontrar a resposta para a maioria das perguntas sobre produção ou consumo.

O relatório da Agência Internacional de Energia sobre “Regras de Ouro para uma Idade de Ouro do Gás” oferece uma visão abrangente das questões de fracking em todo o mundo, bem como um guia para perguntas sobre poluição e regulação.

Carl T. Montgomery e Michael B. Smith da NSI Technologies tem escrito uma bela e legível história de fraturamento hidráulico.

ProPublica tem cobertura constante de várias questões de poluição relacionadas ao fracking nos Estados Unidos.

Como essas cartas mudaram?

Esta é uma lista em andamento de atualizações substanciais, correções e adições a esta pilha de cartas. Estas cartas foram atualizadas pela última vez em 10 de abril de 2014. Aqui está um resumo das edições:

• 9 de abril: Atualizado “Will the US boom reduce gasoline prices” para adicionar o estudo do Center for New American Security.
• 10 de abril: Corrigido “What’s the debate over US oil and gas exports” para refletir o fato de que todas as empresas devem solicitar licenças de exportação de gás natural – mesmo as que enviam para países com acordos de livre comércio.
• 11 de abril: Atualizado “How has fracking changed the US economy” para notar que os preços do gás natural recuperaram durante o inverno de 2012-13. Atualizado “Do other countries use fracking?” para deixar mais claro que outros países usaram o fracking, mas ainda não exploraram seus recursos de xisto da mesma forma que os EUA têm.