Per la prima volta l'USGS crea la mappa del rischio sismico da trivelle

Scientifically, it's really quite clear.

William Ellsworth, USGS

Per la prima volta nella sua storia, l'USGS pubblica una mappa di rischio sismico indotto: potenziali terremoti causati dall'uomo, in principal modo dall'attivita' estrattiva di petrolio e di gas. L'USGS e' the United States Geological Survey, una sorta di INGV italiano, il massimo ente geologico americano.

Finora i terremoti causati dall'uomo non venivano inclusi nelle cartine di rischio sismico perche' li si ritenevano rari. Ma con l'esplosione dei terremoti indotti da operazioni petrolifere e' stato impossibile ignorare i rischi per il futuro e cosi' un gruppo di 150 geologi americani si e' rinunito per creare la nuova cartina con i rischi di terremoti dovuti all'uomo.

Di solito le mappe del rischio sismico USA per eventi "naturali" sono aggiornate ogni sei anni e sono fatte per previsioni a medio termine. Si studiano gli eventi sismici del passato e si indicano le probabilita' di terremoti per i prossimi 50 anni. Le mappe per eventi "umani"appena pubblicate invece sono per indicare il rischio sismico a brevissimo termine: un anno solo, visto che l'attivita' umana varia a breve termine, e potrebbe cambiare grazie a interventi legislativi o proteste dal basso. Tutti i dati sono conenuti nel rapporto dal titolo chiarissimo:  Incorporating Induced Seismicity in the 2014 United States National Seismic Hazard Model.

Primo in classifica per sismicita' indotta dall'uomo, l'Oklahoma,  come annunciato da vari interventi dell'Oklahoma Geolgical Survey negli scorsi giorni. Ne abbiamo gia' parlato tante volte: stato dalla sismicita' quasi inestistente prima dell'arrivo delle trivelle e del fracking in cui ora si registrano piu terremoti che nella sismica California. Nel 2013 in Oklahoma il numero di terremoti e' stato di 600 volte superiore rispetto a prima dell'arrivo dei petrolieri. Parallelamente sono stati pompati 1.1 miliardi di barili di petrol-monnezza ad alta pressione.  E cioe' la bellezza di 130 miliardi di litri di acque di scarto. A seguire l'area attorno a Dallas-Forth Worth, il Kansas, il Colorado, il New Mexico, l'Alabama, l'Arkansas, e l'Ohio che hanno tutti registrato un impennarsi dell'attivita' sismica in anni recenti. Tutte le zone incriminate sono nei pressi di pozzi di reinizione o di attivita' estrattiva.  In totale sono 17 le aree trivel-terremotate.

Il capo del USGS Mark Petersen dice di essere preoccupato per l'incolumita' dei residenti, considerato che spesso la reinizione di materiale di scarto ad alta pressione viene fatta nei pressi di faglie dorimenti di cui non si conosce l'esatta estensione e locazione. Non esiste nessun altro modo pratico di gestire questi enormi volumi di fluidi di scarto se non pomparli sottoterra ed incrociare le dita nella speranza che le faglie sismiche continuino a dormire.

Uno direbbe, ma almeno l'Oklahoma sara' ricco? Neanche per niente. Un lavoro su cinque in Oklahoma e' in qualche modo collegato all'oil and gas.  Il 24% dei bambini dell'Oklahoma vive sotto la soglia di poverta'. Lo stato e' il 46esimo su 50 per la salute pubblica, ed il numero uno per il tasso di tagli all'istruzione.

E cosi nel giro di una settimane tre storie, a tre livelli di sismicita' indotta: citta' piccole del Texas, lo stato dell'Oklahoma, il resto del Midwest. Cosa fare? E' la domanda da un milione di dollari. Alcuni geofisici parlano di migliorare i monitoraggi, ridurre le reiniezioni o farle in luoghi lontani da faglie note e/o zone densamente popolate. Dal mio punto di vista, e' il paradigma di base che e' sbagliato. Tornare indietro in Oklahoma o in Basilicata non si puo', ma chi non ha ancora attuato la petrolizzazione ad ampio raggio dei propri territori c'e' molto da imparare da queste storie.

L'Italia, caro Matteo Renzi, caro Gianluca Galletti, non e' ne scarsamente abitata come l'Oklahoma ed e' altamente sismica. Siamo sicuri di voler percorrere questa strada?  E l'INGV fara' anche lei la mappa della sismicita' indotta dall'uomo in Italia?

Oh, ma che dico: in Italia la sismicita' indotta? Giammai.

L'USGS su Science: la reiniezione da fracking e' causa dei terremoti nel midwest

I terremoti in Oklahoma

dal 1990 al 2014.

Le linee che oscillano sono i terremoti in California 

di intensita' superiore alla magnitudo 3.

La linea continua e' l'Oklahoma.

"To a large extent, the increasing rate of earthquakes in the mid-continent is due to fluid-injection activities used in modern energy production"

"The rise in seismic activity, especially in the central United States, 

is not the result of natural processes. "

"Deep injection of wastewater is the primary cause of the dramatic rise in detected earthquakes and the corresponding increase in seismic hazard in the central U.S."

Science, 20 Febbraio 2015

United States Geological Survey

Ne abbiamo parlato tante volte. Molte aree degli USA che fino a dieci, venti anni fa erano asismiche sono adesso interessate da una intensa attivita' sismica. Negli stati del MidWest americano e' tutto iniziato nel 2001 e da allora il numero di terremoto e' aumentato senza sosta. Nel 2014 ci sono stati piu terremoti in Oklahoma che in tutta la Calfornia, anche con intensita' elevata, in alcuni casi oltre alla magnitudo 5.

In questi giorni arriva un altra conferma ufficiale che si, le attivita' collegate al fracking sono la causa di questi terremoti. La conferma arriva sottoforma di un articolo scritto da un gruppo di vari esperti del U.S. Geological Survey, dell'University of Colorado, dell' Oklahoma Geological Survey and del Lawrence Berkeley National Laboratory.

Il loro lavoro lo dice chiaramente: in generale le attivita' sismiche non sono dovute ad elementi naturali ma sono causate dall'iniezione di fluidi usati nelle moderne attivita' di produzione energetica.
I fluidi sono quelli del fracking che aiutano a tirar fuori petrolio e gas da giacimenti finora inaccessibili, e che alla fine diventano acque di scarto.

L'articolo sottolinenea anche la necessita' di piu trasparenza per almeno cercare di mitigare i danni dovuto all'uso di fuidi di reiniezione.

Ma qui dissento, per quel che puo' valere. L'USGS dice di star preparando un "modello di rischio"
per i cittadini e per dimunire i rischi,  in cui si useranno i dati sulle estrazioni in corso (tempi, quantitativi) nella speranza di poter identificare i primi terremotini dovuti alla reiniezione e per evitare terremoti maggiori.

.. E magari non fare fracking e installare pannelli solari su tutti i tetti d'America?

Pozzi di reiniezione - il veleno sotto i nostri piedi

"Geology is never what you think it is.

There are always surprises."

Ronald Reese, geologo presso l'United States Geological Survey 

che ha studiato le perdite dai pozzi di reiniezione

Secondo un bellissimo reportage di ProPublica, fra trivelle normali e fracking, negli USA sono stati pompati nel sottosuolo nel corso dei decenni scorsi la bellezza di 30 trillioni di galloni di sostanze tossiche e di scarto dalle operazioni petrolifere.

30 trillioni di galloni sono 120,000,000,000,000 litri.

Fino a poco tempo fa si pensava che la geologia del sottosuolo sarebbe stata a prova di bomba e che tutti questi litri e litri di materiale tossico pompati sottoterra - che mai e poi mai avrebbero potuto essere scaricati legalmente a mare o nei fiumi - sarebbero stati isolati da tutto il resto, per sempre.

E invece si sbagliavano.

Le perdite sono frequenti, e spesso ci sono stati riscontri di materiale tossico nelle falde acquifere e in superficie. Il sito Propublica in un bellissimo reportage riporta che ci sono state vere e proprie fontane di monnezza tossica che sono improvvisamente comparse in Oklahoma and Louisiana e in Florida.

Negli USA ci sono la bellezza di 680,000 pozzi di petrolio dismessi ed usati come punto di reiniziezione. In totale siamo a parla di 2 milioni di pozzi di petrolio abbandonati.

Non si sa quanti siano integri, e quanti perdano.

Mario Salazar, responsabile dell'EPA - l'ente di protezione dell'ambiente USA - dice

"In 10 to 100 years we are going to find out that most of our groundwater is polluted. A lot of people are going to get sick, and a lot of people may die."

Fra 10 o 100 anni scopriremo che la maggior parte della nostra acqua di falda e' inquinata. Un sacco di gente si ammalera', un sacco di gente potrebbe morire.

Aggiungici le tecniche di fracking ed il disastro e' presto preannunciato. Stefan Finsterle, un idro-geologo presso il Lawrence Berkeley National Laboratory che studia le proprieta' degli strati di roccia sotterranea e come i fluidi li possano attraversare dice infatti

"There is no certainty at all in any of this, and whoever tells you the opposite is not telling you the truth. You have changed the system with pressure and temperature and fracturing, so you don't know how it will behave."

"Non c'e' certezza alcuna in tutto cio' e chiunque dica il contrario, non dice la verita'. Abbiamo noi uomini cambiato il sistema con le alte temperature e le alte pressioni, percio' non si sa come il sistema si comportera'."

Anche Anthony Ingraffea, professore di ingegneria presso la Cornell University e' molto critico su chi dice che i pozzi di reiniezione non perdano. Dice che una volta scoperte le perdite, i danni potrebbero essere irreversibili.

"Are we heading down a path we might regret in the future? Yes."

"Ci stiamo incamminando su una strada di cui ci pentiremo in futuro? Si."

Su 220,000 ispezioni eseguite dagli enti di protezione ambientale USA e' emerso che i fallimenti strutturali dei pozzi di reiniezione sono all'ordine del giorno.

Uno ogni sei pozzi aveva problemi.

Settemila pozzi di quelli esaminati perdevano.

Da un punto di vista strutturale, un pozzo di reiniezione e' simile ad un pozzo di petrolio normale. Ci sono tubi di cemento e di acciaio che vanno giu', e poi si aprono nel sottosuolo. L'unica accortezza che si usa e' quella di scavare in profondita', sperando di oltrepassare - e di non intaccare - le falde idriche. Alla fine del processo di scavo, non ci sono recipienti di contenimento per i fluidi reiniettati.

Semplicemente la monnezza viene lasciata giu' a riempire i pori e le vacuita' del sottosuolo, come una spugna.  A volte addirittura si eccedono le pressioni massime di pompaggio consentite: nei quattro anni dal 2008 al 2012, l'EPA ha registrato 1,100 violazioni. 

Pensavamo che la terra-spugna avrebbe assorbito per sempre, e invece...

I modelli matematici e le analisi del rischio eseguite dall'EPA mostrano che le probabilita' di perdite sono di uno su un milione.

Ma chi controlla? Come si fa ad andare a 3,4,5 chilometri sotto la crosta terrestre e verificare l'esattezza dei modelli matematici? Io faccio queste cose per mestiere, e so bene che il tuo modello non sara' mai perfetto, e quello che tiri fuori e' collegato a quello che dentro il modello ci metti,
e che non e' necessariamente esaustivo di quello che puo' succedere.

Come dice John Apps - geologo del Department of Energy for Lawrence Berkeley National Labs: quando non hai dati certi e modo di verificare quello che stai modellando "it really doesn't mean anything scientifically."

Quando un pozzo da reiniezione fallisce, questo accade per crepe o per fessure nelle cementificazioni che possono lasciare fuoriuscire i fluidi nel sottosuolo.  Negli USA gli operatori petroliferi sono chiamati ad eseguire dei test di "integrita' meccanica" ogni anno per i pozzi che contengono materiale piu' pericoloso, e una volta ogni cinque anni per materiale meno tossico.

Nel Texas per ogni tre pozzi di reiniezione esaminati nel 2010, uno aveva qualche tipo di irregolarita'. Fanno il 33% del totale.  Tra il 2008 ed il 2011, in tutti gli USA ci sono stati 150 casi di acqua contaminata dai pozzi di reinizione.

Dato che ci sono finestre di cinque anni fra una ispezione e l'altra ci possono essere perdite anche significative. Molti dei fallimenti strutturali sono sistemati entro sei mesi da quando vengono scoperti, ma a volte non si possono sistemare. Nel Kansas nel 2010 sono stati ri-cementificati 47 pozzi di reiniezione. In Louisiana 82, in Wyoming 144.

Nel 1989 nel sud dell'Ohio, alcuni lavoratori petroliferi furono sopraffatti dal profumo di fenolo. Questi composti chimici erano riusciti a migrare di 400 metri e stavano avvicinandosi alle falde.
Dopo 15 anni di indagini si conlcuse che i pozzi erano integri ma che i rifiuti petroliferi erano stati
pompati a pressioni ed in quantita' eccessive. 

A volte si possono creare delle connessioni sotterranee fra pozzi diversi, separati anche di mezzo miglio.

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La pratica di iniettare monnezza sottoterra fu inventata durante la prima meta del ventesimo secolo. I rifiuti petroliferi venivano messi in vasche di contenimenti, gettati in fiumi vari o sparsi su terreni incolti. Puzze e inquinamento seguirono finche' ci si rese conto che non si poteva piu' andare avanti cosi.

Che fare? Il vecchio motto occhio non vede cuore non duole funzionava allora come funziona adesso: nascondiamola la monnezza. E quale altro posto migliore che non reiniettarla sottoterra? A 3,4,5 chilometri sotto la crosta terrestre. Chi andra' mai a vedere?  E cosi, mentre aria ed acqua restavano pulite, il sottosuolo diventava una enorme spugna di petrol-monnezza.

Ma siccome non puoi sempre imbrogliarla madre natura, ecco i primi problemi.

Nel 1967 una ditta chimica getto' giu' monnezza da una ditta di pesticidi nei pressi di Denver, e della sua Rocky Mountain Arsenal. Ci fu' un terremoto di magnitudo 5 in una zona non sismica. L'evento attrasse l'attenzione di molti geologi dell'epoca che non avevano mai visto una cosa del genere. 

Nel 1968 un pozzo in cui rigettavano materiale tossico usata dalle cartiere di Pennsylvania ebbe delle perdite sotterranee a causa della corrosione -- trovarono liquami a sette chilometri di distanza, in un parco. La monnezza aveva camminato per chilometri e chilometri. 

Nel 1975 nel Texas iniettarono sottoterra diossina e diserbanti altamente tossici. La ditta responsabile era la Velsicol Chemical Corp. Ma il diavolo sta nei dettagli, e ci fu un buco nella cementificazione del pozzo che mando' circa 20 milioni di litri di acqua tossica nelle falde idriche.

Nel 1984 as Oak Ridge nel Tennessee scoprirono materiale radioattivo tornare in superficie da un pozzo di reinizione dove finiva il materiale dismesso dall'industria nucleare.

E le leggi?

Gia' nel 1974 fu stabilito il Safe Drinking Water Act per proteggere l'acqua del sottosuolo. Nel 1980 si decise che la reiniezione potesse andare avanti ma che ci dovessero essere dei controlli periodici. Alcuni stati pero' capirono la pericolosita' del tutto e li vietarono. Fra questi l'Alabama, il North Carolina, il South Carolina e il Wisconsin - erano considerati troppo pericolosi. 

Ma nonostante controlli e i primi timidi tentativi di regolamentare la dismissione di monnezza, le storie di falde inquinate sono andate avanti, e anzi vari report parlavano della possibilita' di molto piu' inquinamento di quanto accertato. I pozzi continuavano a fallire.

Nel 1989 arriva una lunga e accurata indagine governativa su questi pozzi di reinizione da parte del GAO - Government Accounting Office, cioe' l'ente che si occupa di stimare costi e far quadrare conti, una specie di mega ragioneria del governo USA. Nel rapporto finale dicono:

"The full extent to which injected brines have contaminated underground sources of drinking water is unknown." 

Cioe' non erano riusciti a capire il danno delle brine sull'acqua potabile nel sottosuolo. Il fallimento totale. Quello che pero' sapevano e' che i costi sarebbero stati cosi proibitivi che non si poteva neanche pensare al ripristino.

Ancora piu' fallimento.

Che fare?

All'epoca non c'erano troppo regole e test, e si poteva un po bucare e gettare la monnezza un po ovunque. Si decise di vietare alcuni tipi di pozzi di reiniezione di materiale tossico: quelli vicino o sopra le falde acquifere, e si decise che i pozzi di reiniezione dovessero essere piu' profondi. Si imposero standard piu stringenti: si doveva mostrare che la monnezza non migrasse vicino alle fonti idriche per almeno 10,000 anni.  Si decise che dovevano studiare meglio la geologia del sottosuolo e identificare falde sismiche. 

Bene, almeno un passo in avanti. O cosi pareva.

Ma che deve fare un petroliere? I signori petrolieri hanno capito subito che queste leggi sulla monnezza del sottosuolo erano troppo stringenti e che era meglio (per loro!) se fossero rese piu' snelle.

E cosi cosa fanno? Non cercano di cambiare le leggi, ma la definzione di monnezza!

E infatti nel 1988, fecero passare la definizione di scarto petrolifero come non tossico, quale che fosse stato il contenuto di tale rifiuto chimico. 

E quindi se la monnezza petrolifera non e' tossica, le regole sulla monnezza tossica non si applicano. Dei geni!


E tutto cio vale finora.

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E poi ci fu un piccolo grande disastro a Miami.

Alcuni pozzi di monnezza fognaria finirono nell'acquedotto della citta'. Era tutto a norma di legge, le tubature erano solide. Gli studi matematici, ingegnieristici e geologici  prima del fallimento del pozzo, avevano portato alla conclusione che quella monnezza sarebbe rimasta per sempre sottoterra, lontana dall'acquifero e dalle falde.

Invece non fu cosi.

Perche'?

Perche' i modelli non erano giusti. Si continuava a pompare monnezza sottoterra pensando che il sottoterra fosse una grande spugna ma non era cosi. La roccia non aveva la struttura porosa che i geologi avevano previsto, non aveva la struttura a strati che i geologi avevano previsto e la tenuta "assorbente" non era quella giusta.

Spesso la roccia era capace di deformarsi sotto pressione, e le alte pressioni avevano portato a cedimenti lungo zone di scarsa resistenza.

A volte, e questo accadeva spesso con il petrolio,  si pompavano fluidi di "stimolo" per spingere il petrolio o il gas in zone desiderate cosi da essere piu facili da estrarre. Ma magicamente i fluidi non finivano dove dovevano finire. E questo proprio perche' nessuno veramente piu' conoscere al 100% la dinamica del sottosuolo.  A volte i fluidi viaggiano in orizzontale piu' in fretta di quello che si prevede e in direzioni diverse. A volte anche 80 volte di piu' di quello che si era calcolato!

E i movimenti verticali?

Beh, quelli dovrebbero essere proprio impossibili. Cioe' una volta pompato materiale sottoterra ci si aspetta che non possa piu' tornare in alto.

Ma in realta' a volte capita anche questo, come testimonia uno Tom Mayers, esperto di falde acquifere ed idrologo.

Myers, ricorda che fratture e faglie del sottsuolo sono molto piu' frequenti di quel che si pensa e che e' difficile prevedere il moto di sostanze fluide chimiche sottoterra. Anche in cavita' che in teoria dovrebbero essere "impermeabili". E una volta che escono, voila', i giochi sono fatti.


Ma siccome tutto accade sottoterra non si vede.

E come sempre, occhio non vede, cuore non duole, pecunia non olet.

L'ENI e i modelli matematici

Volevo parlare del problema della subsidenza da quando sono andata a visitare Chioggia.

Li vogliono estrarre gas e petrolio a cinque chilometri dalla riva, con la scusa che i "calcoli matematici" hanno detto che queste estrazioni non porteranno a nessun problema, ne a Chioggia, ne a Venezia e questo anche se Ravenna e' gia' sprofondata di un metro e mezzo ed il Polesine di tre negli scorsi cinquanta anni.

La subsidenza e' un fenomeno semplice. Petrolio e gas sono intrappolati in roccia porosa nel sottosuolo, se lo estrai ci sono fenomeni di compressione della superficie terrestre per colpa della perdita di pressione. E poi - voila', il territorio sprofonda. Se questo accade vicino alle faglie sismiche, questi squilibri possono anche innescare micro-terremoti, e se vicino al mare perdite di lagune e paludi che fungono da barriera contro l'acqua alta e anche inondazioni.

Abbiamo gia' parlato del fatto che in Louisiana l'industria petrolifera e di gas e' stata responsabile dell'affondamento della zona attorno a New Orleans, e che se la laguna della Lousiana fosse rimasta intatta i danni di Katrina sarebbero stati minori. Ci sono tuttora delle class action in corso in quella zona, ma i danni, e i morti, sono gia' accaduti e la gente ha gia' pagato per l'ingordigia dei petrolieri.

E in Italia? La cosa piu' triste per me quando ho visitato Chioggia e' che l'ENI e compari andavano propagandando alla popolazione che i loro "modelli matematici" avrebbero garantito che nulla del genere sarebbe successo a Chioggia. Io sentire quelle cose rabbrividisco perche' i modelli matematici li faccio sdi mestiere e so che non sono ne vangelo ne oro colato. Come si fa a fare un modello *perfetto* di un sistema cosi complesso? Non e' possible essere precisi al 100%, ci sono sempre imprecisioni nelle stime dei parametri che usi, nell'inclusione di fenomeni che non ti aseptti ma che potrebbero alterare completamente le tue stime.

I modelli matematici servono come aiuto, guida, come strumento. Non ci si affida a loro ciecamente quando in ballo c'e' la salvezza di Venezia. Alla fine dei conti, anche se qualche volta sono stati utili, ci sono sempre dei casi in cui sono falliti. L'influenza aviaria? Year 2K? Sono tutte cose che non si sono mai avverate. Allo stesso modo, nessuno ha potuto prevedere la velocita' e la portata del crollo di Wall Street. Ansi, si dice pure che la colpa di Wall Street e' stata proprio dei modelli matematici che hanno infuso troppo ottimismo nei soldi facili.

E quindi, il risultato e': i modelli matematici possono essere utili, possono dare delle stime, ma devono essere eseguiti da persone indipendenti e non dai petrolieri e sopratutto non sono il vangelo.

Sbagliano anche i matematici.