Scienze

Dal fracking alle dighe: le fabbriche di terremoti

Le grandi opere (dighe, scavi e trivellazioni) possono causare immani catastrofi: dai terremoti alle eruzioni di fango. Il caso del fracking, una tecnica di trivellazione è emblematico. Ma non è assolutamente collegato ai terremoti in Italia.

In sintesi

Dighe e trivellazioni possono avere gravi ripercussioni sul sottosuolo.

Quando l'attività umana innesca il movimento di faglie si possono verificare sismi anche gravi.

Il fracking, ovvero la fratturazione idraulica di rocce poco permeabili ricche in petrolio, può causare terremoti di magnitudo 4.9.

Collegare il fracking al terremoto in Emilia è però una bufala.

Oggi, per provocare terremoti, basta poco: un’opera d’ingegneria, come una diga, una miniera di carbone o la trivellazione di un pozzo di petrolio. Gli ultimi studi dimostrano infatti che, in molti casi, grandi opere come dighe e scavi, ma anche grattacieli, possono avere pesanti ripercussioni nel sottosuolo, provocando terremoti, frane ed eruzioni di fango.

Come è accaduto in Cina il 26 maggio 2008: quando un terribile terremoto di 7,9 gradi della scala Richter colpì la regione del Sichuan. Morirono 80.000 persone. Oggi si sa che a provocare il movimento della faglia era stata la costruzione di un’enorme diga. Ma anche altri interventi dell’uomo, come l’iniezione diretta o indiretta di liquidi nelle rocce (fracking) o l’estrazione di materiale dal sottosuolo, possono provocare movimenti della crosta terrestre. Vediamo di fare chiarezza.

I terremoti indotti dalle trivellazioni. «Fino a pochi anni fa, nessuno immaginava che l’uomo avrebbe potuto avere un tale impatto sui fenomeni geofisici» dice Christian Klose, ricercatore della School of Applied Science della Columbia University, (Usa). Una sua ricerca conclude che dal 19° secolo a oggi più di 200 terremoti con una intensità compresa tra i 4,5 e i 7,9 gradi della scala Richter si sono verificati in seguito a lavori di geoingegneria.


Spiega Klose: «Molti dei terremoti in questione sono avvenuti in aree dove esistono estrazioni di carbone, gas o altri fluidi dal sottosuolo, e di solito non superano i 5 gradi Richter. Quando invece l’attività umana innesca il movimento di faglie, i sismi conseguenti possono essere molto più forti».

Il caso abruzzese. Un’ipotesi che qualcuno ha avanzato anche per spiegare il terremoto in Abruzzo, dove è stato estratto petrolio. Ma gli esperti sono concordi nell’escludere, in questo caso, una relazione. Il terremoto cinese del Sichuan è stato probabilmente causato dalla pressione dell’acqua che ha riempito la diga di Zipingpu. Questa pressione ha agito sulle rocce circostanti e si è scaricata in una faglia lunga 300 km che passa a 500 metri dall’invaso.

«Quando si cambia lo stato delle tensioni negli ammassi rocciosi, si possono causare scorrimenti, che si manifestano in genere dove ci sono già punti di debolezza o fratture, come una faglia» spiega Roberto Nova, docente di geotecnica a Milano.

Il terremoto australiano. Il più forte sisma mai registrato in Australia, che ebbe un’intensità di 5,6 gradi Richter, fu anch’esso causato dall’uomo. A Newcastle la terra tremò il 28 dicembre del 1989: era la conseguenza dell’estrazione di carbone e acqua da una miniera sfruttata da 200 anni.


«Per ogni tonnellata di carbone estratto, era portata in superficie anche una quantità d’acqua 4,3 volte superiore» ha spiegato Klose. In questo caso, il sisma era stato causato da una diminuzione della pressione sulle rocce: l’opposto di quanto successo nel Sichuan.

Il fracking causa terremoti. Tre fra i più violenti sismi causati dall’uomo si sono verificati in Uzbekistan, vicino a un giacimento di gas. La combinazione di estrazioni e iniezioni di liquidi, infatti, ha alterato le caratteristiche geotettoniche dell’area, dove l’attività sismica era molto limitata.

Le fratturazione idraulica delle rocce, nota tecnicamente come fracking, è infatti uno dei principali colpevole dei terremoti indotti dall'uomo. Questa tecnica prevede lo sfruttamento della pressione di un fluido, in genere acqua mista a solventi e composti chimici, per creare e poi propagare una frattura in uno strato roccioso (guarda come funziona).


La fratturazione serve per sfruttare al massimo i giacimenti di petrolio e gas naturale, ma ha conseguenze sull'ambiente e sull'equilibrio geotettonico della zona.

Il fracking inquina. «L'acqua utilizzata nel fracking è tanta e altamente inquinata da solventi, gas e petrolio - spiega Marco Mucciarelli, docente di Sismologia Applicata all'Università della Basilicata - ed è difficile da smaltire. Per questo le compagnie petrolifere preferiscono iniettarla ad alta pressione a 6/7 km di profondità, sotto i giacimenti». Purtroppo però l'acqua trova comunque la strada per tornare in superficie e questo può generare gravi danni ambientali. Per questo motivo è proibita in Francia e diversi stati americani hanno iniziato a non concedere più il permesso di utilizzare questa tecnica.

Induzione di sismicità. Ma come detto i pericoli di questa tecnica (che è relativamente recente) sono anche geologici. «La massa d’acqua pompata sottoterra può agire su una faglia - ribadisce Mucciarelli - innescando dei terremoti». Questo meccanismo è stato recentemente confermato da una ricerca di Stephen Horton, ricercatore dell'Università di Memphis (vedi articolo). «È molto pericoloso iniettare nei pressi di faglie attive» spiega Horton.

Fracking nella pianura padana? Alcuni blog hanno collegato il sisma nel modenese/ferrarese a operazioni di fracking. La zona è stata - nel passato - sfruttata per i giacimenti di petrolio (vedi post) e di gas naturale, ma la notizia è falsa perché non ci sono operazioni di fracking attive in Italia. E non ci sono mai state. E nel 2007 i residenti della regione di Basilea, in Svizzera, furono spaventati da una serie di oltre 60 terremoti di piccola intensità che culminò con uno di 3,4 gradi Richter. Le ricerche scoprirono che vi era una stretta relazione con lo sfruttamento geotermico dell’area. L’uso di tale energia in quella zona, infatti, richiede l’immissione di grandi quantità di acqua fino a profondità di alcune migliaia di metri dove si riscalda, passa allo stato di vapore e torna in superficie per essere indirizzata negli impianti di produzione elettrica. L’iniezione di acqua sotto pressione ha agito sulle faglie vicino all’area alterandone la tensione, causando così i terremoti. Ma come evitare questi disastrosi “effetti collaterali”?

Miniere pericolose. Estratto il carbone, la pressione delle rocce sovrastanti trova sfogo nelle fratture degli ammassi rocciosi: nasce il sisma. |

Carote e matematica. Le soluzioni ci sono. «Oggi è possibile individuare le caratteristiche strutturali delle rocce di un sito, anche a notevole distanza: si possono individuare le faglie, le fratture e altri punti deboli. Con i carotaggi, poi, è possibile capire se le superfici di scorrimento sono rugose o lisce, se sono lubrificate e così via. Ed è importante studiare l’area attraverso modelli matematici che permettano di comprendere la dinamica delle rocce, ossia cosa può accadere quando si caricano o si scaricano delle pressioni» spiega Nova.


Con queste conoscenze, si possono limitare i rischi: a volte con “iniezioni” di sostanze che bloccano le faglie, altre volte adattando i sistemi di lavoro alla situazione. «Ma non sempre c’è la soluzione adatta» avverte Nova. «In tal caso, meglio rinunciare ai lavori».

Giava, Indonesia. Il vulcano di fango (in attività dal 2006) provocato da perforazioni sbagliate. |

Ed evidentemente i dati sul sottosuolo non erano sufficienti a Giava (Indonesia): le trivellazioni al largo dell’isola hanno causato, nel 2006, l’attivazione di un vulcano di fango soprannominato “Lusi”. A distanza di 3 anni la sua attività continua senza sosta emettendo in media 50 mila m3 di fango al giorno. Oltre 30 mila persone hanno perso le case. L’eruzione è stata causata dalla perforazione di pozzi per la ricerca di petrolio e gas.


«Le pressioni dei liquidi usati durante la perforazione hanno creato una serie di fratture che dal fondo del pozzo si sono propagate per circa 150 m verso la superficie, causando l’emissione di fango» ricostruisce Richard Davies, della Durham University (Gran Bretagna), responsabile di un team di geologi che ha indagato sulle cause del fenomeno. Una conoscenza più dettagliata del sottosuolo avrebbe potuto evitare l’innescarsi del fenomeno, del quale, al momento, non si intravede la fine.

Miniere pericolose. Estratto il carbone, la pressione delle rocce sovrastanti trova sfogo nelle fratture degli ammassi rocciosi: nasce il sisma.
30 maggio 2012 Gian Mattia Bazzoli
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