Fracking en Colombia: una mirada científica desde la UDES a sus beneficios, riesgos e implicaciones ambientales

La discusión sobre el fracking continúa ocupando un lugar relevante en la agenda energética mundial. Mientras algunos países lo consideran una alternativa para fortalecer la seguridad energética y aprovechar recursos estratégicos, otros han optado por restringirlo o prohibirlo debido a preocupaciones ambientales, sociales y geológicas.

En Colombia, el debate ha cobrado especial importancia ante la disminución de las reservas probadas de hidrocarburos y la necesidad de evaluar diferentes alternativas que permitan garantizar el abastecimiento energético de las próximas décadas.

Sin embargo, según explica el MSc. en Hidrocarburos Robinson Andrés Mancilla Estupiñán, coordinador de la Especialización en Gestión Ambiental en la Industria Minera y Petrolera de la UDES, más allá de las posiciones políticas o ideológicas, la discusión debe sustentarse en evidencia científica, análisis técnico y conocimiento geológico.

Fotografía: Suministrada y editada por la IA

Comprender qué es el fracking, cómo funciona, cuáles son sus beneficios potenciales y cuáles son sus riesgos resulta fundamental para promover una discusión informada y responsable.

1. ¿Qué es el fracking?

El término fracking proviene de la expresión inglesa hydraulic fracturing o fracturamiento hidráulico. Consiste en la inyección de fluidos a alta presión dentro de una formación rocosa para generar fracturas que permitan aumentar la permeabilidad de la roca y facilitar el flujo de hidrocarburos hacia los pozos productores.

Aunque en muchas ocasiones se utilizan como sinónimos, en la práctica industrial moderna el término fracking suele asociarse principalmente al desarrollo de yacimientos no convencionales mediante perforaciones horizontales y múltiples etapas de fracturamiento.

2. ¿Qué son los yacimientos no convencionales?

Los yacimientos convencionales corresponden a acumulaciones de hidrocarburos que migraron desde una roca generadora hacia una roca almacén con suficiente porosidad y permeabilidad para permitir el flujo natural de los fluidos.
Por el contrario, los yacimientos no convencionales contienen hidrocarburos atrapados dentro de formaciones geológicas extremadamente compactas, donde la permeabilidad es tan baja que los fluidos no pueden desplazarse naturalmente hacia los pozos.

Entre los principales tipos de yacimientos no convencionales se encuentran:

• Shale gas (gas de lutitas).
• Shale oil.
• Tight gas.
• Tight oil.
• Gas asociado a mantos de carbón (Coal Bed Methane).

Debido a estas características geológicas, es necesario generar artificialmente una red de fracturas que permita aumentar la conectividad de la roca y facilitar la producción de hidrocarburos.

Figura 1. Operación de fracturamiento hidráulico en un yacimiento no convencional.  Fuente: U.S. Department of Energy (DOE), Office of Fossil Energy and Carbon Management. Recuperado de https://www.energy.gov.

3. ¿El fracking es una técnica de recobro mejorado?

No. Una de las confusiones más frecuentes consiste en asociar el fracking con las técnicas de recobro mejorado o Enhanced Oil Recovery (EOR).

Los métodos EOR tienen como finalidad aumentar la recuperación de hidrocarburos remanentes en campos maduros mediante la inyección de vapor, dióxido de carbono, polímeros o surfactantes.

El fracking, por el contrario, tiene como propósito principal generar nuevas vías de flujo dentro de la roca mediante fracturas inducidas hidráulicamente.

Aunque algunos campos maduros pueden beneficiarse de operaciones de refracturamiento para mejorar su productividad, técnicamente el fracking no se clasifica como una técnica de recobro mejorado.

4. ¿Cómo funciona el proceso?

Las principales etapas incluyen:

1. Perforación vertical hasta alcanzar la formación objetivo.
2. Perforación horizontal que puede extenderse varios kilómetros.
3. Instalación de revestimientos metálicos y cementación.
4. Inyección de fluidos a alta presión.
5. Generación de microfracturas en la roca.
6. Introducción de agentes de sostén (proppants), generalmente arena.
7. Recuperación parcial de los fluidos y producción de hidrocarburos.

Las fracturas suelen desarrollarse a profundidades superiores a los 2.000 o 3.000 metros, considerablemente por debajo de la mayoría de los acuíferos utilizados para abastecimiento humano.

5. ¿Qué contiene el fluido utilizado en el fracking?

Uno de los aspectos más discutidos corresponde a la composición de los fluidos utilizados durante las operaciones.

Generalmente contienen:

Componente	Proporción aproximada
Agua	90–95 %
Arena o agentes de sostén	4–9 %
Aditivos químicos	Menos del 1 %

 

Aunque los aditivos representan una pequeña proporción del volumen total, cumplen funciones fundamentales para garantizar la eficiencia operacional. 

Principales aditivos utilizados

Sustancia	Función
Ácido clorhídrico	Limpieza inicial de la formación
Glutaraldehído	Control microbiológico
Etilenglicol	Prevención de incrustaciones
Isopropanol	Estabilización química
Surfactantes	Reducción de tensión superficial
Inhibidores de corrosión	Protección de equipos
Reductores de fricción	Optimización del bombeo
Gelificantes	Transporte de arena
Rompedores de gel	Recuperación de fluidos

 

Según explica el MSc. en Hidrocarburos Robinson Andrés Mancilla Estupiñán, coordinador de la Especialización en Gestión Ambiental en la Industria Minera y Petrolera de la UDES, el análisis ambiental del fracking no debe centrarse únicamente en los aditivos incorporados al fluido, sino también en los compuestos que pueden movilizarse desde las formaciones geológicas profundas hacia la superficie.

Fuente: United States Environmental Protection Agency (EPA) – Hydraulic Fracturing Study. Se ilustra en la Figura 2.  La Representación conceptual de un sistema de fracturamiento hidráulico mostrando acuíferos superficiales, revestimientos del pozo, cementación, sección horizontal y zona de generación de fracturas en la formación productora.

6. Los contaminantes que ya existen dentro de la roca

Las formaciones geológicas profundas contienen naturalmente minerales, sales, elementos traza y materiales radiactivos que han permanecido confinados durante millones de años. Durante el proceso de fracturamiento, los fluidos pueden interactuar con la roca y favorecer la movilización de algunos de estos compuestos.
Posteriormente, dichos elementos pueden retornar a superficie a través de las aguas de retorno (flowback water) y aguas de producción.

Entre los elementos que pueden encontrarse se destacan:

•  Arsénico.
•  Cadmio.
• Mercurio.
• Plomo.
• Níquel.
• Cromo.
•  Bario.
• Estroncio.

7. ¿Qué son los NORM y TENORM?

Los NORM (Naturally Occurring Radioactive Materials) corresponden a materiales radiactivos presentes de manera natural en las rocas y sedimentos.

Entre los radionúclidos más comunes se encuentran:

• Uranio-238.
• Torio-232.
• Radio-226.
• Radio-228.
• Potasio-40.

Cuando estos materiales son movilizados, concentrados o redistribuidos por actividades industriales se denominan TENORM (Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Materials).

Para el MSc. en Hidrocarburos Robinson Andrés Mancilla Estupiñán, coordinador de la Especialización en Gestión Ambiental en la Industria Minera y Petrolera de la UDES, este es uno de los aspectos menos conocidos del desarrollo de yacimientos no convencionales y uno de los elementos que requiere monitoreo ambiental permanente.

8. ¿Qué ocurriría si los fluidos de fracking alcanzaran un acuífero?

Una de las principales preocupaciones asociadas al fracturamiento hidráulico corresponde a la posibilidad de que los fluidos utilizados durante la operación lleguen a sistemas acuíferos destinados al abastecimiento humano, agrícola o industrial.
Aunque diversos estudios internacionales indican que la migración directa desde las fracturas profundas hacia los acuíferos superficiales es poco probable cuando los pozos son diseñados y construidos adecuadamente, el riesgo no puede considerarse inexistente.

Los principales escenarios de contaminación identificados en la literatura científica están asociados a:

• Deficiencias en la cementación.
• Corrosión de revestimientos metálicos.
• Fallas mecánicas.
• Derrames superficiales.
• Fugas en sistemas de almacenamiento.
• Manejo inadecuado de aguas de retorno.

9. Alteración de la calidad del agua

Si estos fluidos alcanzaran un acuífero, podrían producirse cambios significativos en sus características físico-químicas.
Entre los efectos potenciales se encuentran:

•  Incremento de la salinidad.
• Modificación del pH.
•  Incremento de la conductividad eléctrica.
• Presencia de compuestos orgánicos.
• Alteraciones microbiológicas.
•  Presencia de hidrocarburos disueltos.

Estas modificaciones podrían afectar la calidad del agua destinada al consumo humano, actividades agrícolas y usos pecuarios.

10. Movilización de metales pesados

Adicionalmente, los fluidos podrían favorecer la movilización de metales pesados presentes naturalmente en las formaciones geológicas.

Entre los más relevantes se encuentran:

•  Cadmio.
• Arsénico.
•  Mercurio.
•  Plomo.
• Níquel.
•  Cromo.

Según explica el MSc. en Hidrocarburos Robinson Andrés Mancilla Estupiñán, coordinador de la Especialización en Gestión Ambiental en la Industria Minera y Petrolera de la UDES, uno de los mayores desafíos ambientales asociados al desarrollo de yacimientos no convencionales no radica únicamente en los aditivos químicos inyectados, sino también en la posible movilización de compuestos que permanecieron confinados durante millones de años dentro de las formaciones geológicas.

11. Impactos potenciales sobre la agricultura y la salud

Si el agua subterránea contaminada fuera utilizada para riego, algunos metales podrían ser absorbidos por las plantas e incorporarse progresivamente a la cadena alimentaria. Diversas investigaciones han demostrado que elementos como el cadmio, arsénico y plomo pueden acumularse en tejidos vegetales y posteriormente ser consumidos por animales y seres humanos.

Contaminante	Posibles efectos
Cadmio	Daño renal, alteraciones hepáticas, fragilidad ósea y mayor riesgo de cáncer.
Arsénico	Lesiones cutáneas, enfermedades cardiovasculares y cáncer.
Mercurio	Alteraciones neurológicas y afectaciones del desarrollo fetal.
Plomo	Problemas neurológicos y trastornos del desarrollo infantil.
Radio-226 y Radio-228	Exposición radiológica crónica y aumento del riesgo de cáncer.

 

12. ¿Puede el fracking generar sismos?

La respuesta científica es sí, aunque con importantes matices. Durante las operaciones se producen miles de microsismos imperceptibles para la población, los cuales incluso son utilizados por los ingenieros para monitorear el crecimiento de las fracturas. Sin embargo, bajo determinadas condiciones geológicas, la inyección de fluidos puede modificar los esfuerzos presentes en fallas preexistentes y favorecer su reactivación.

La mayoría de los eventos sísmicos inducidos documentados internacionalmente no han estado asociados directamente al fracturamiento hidráulico, sino a la disposición de grandes volúmenes de aguas residuales en pozos de inyección profunda.

13. El caso colombiano

Colombia se encuentra ubicada en una región de compleja interacción tectónica entre las placas Suramericana, Nazca y Caribe. Además, alberga el reconocido Nido Sísmico de Bucaramanga, considerado uno de los focos sísmicos intermedios más activos del planeta. Es importante aclarar que este fenómeno es completamente natural y existe desde mucho antes de cualquier actividad petrolera.

No obstante, cualquier eventual proyecto de fracking debería incorporar estudios geomecánicos, hidrogeológicos y sismológicos de alta resolución. Según el MSc. en Hidrocarburos Robinson Andrés Mancilla Estupiñán, la pregunta no debería centrarse únicamente en si el fracking genera o no sismos, sino en la capacidad de identificar fallas geológicas susceptibles de reactivación y establecer sistemas de monitoreo capaces de detectar oportunamente cualquier anomalía.

 

Fuente: United States Geological Survey (USGS). Induced Earthquakes and Hydraulic Fracturing. Recuperado de https://www.usgs.gov. La Figura 3. Muestra el monitoreo microsísmico utilizado para evaluar el crecimiento de las fracturas hidráulicas y detectar posibles variaciones geomecánicas durante las operaciones de estimulación de yacimientos

14. Experiencias internacionales exitosas en el empleo del Fracking

País	Principales resultados
Estados Unidos	Incremento significativo de reservas y producción de hidrocarburos; fortalecimiento de la seguridad energética.
Argentina (Vaca Muerta)	Desarrollo de uno de los proyectos de shale más importantes del mundo, generación de empleo e inversión extranjera.
Canadá	Producción sostenida bajo estrictos esquemas regulatorios y monitoreo ambiental permanente.

 

15. Cuando el fracking no ha generado los resultados esperados

País	Situación observada	Principales razones
Francia	Prohibición nacional	Principio de precaución ambiental y protección de acuíferos.
Alemania	Restricciones significativas	Protección de recursos hídricos y limitada aceptación pública.
Reino Unido	Suspensión temporal de operaciones	Eventos sísmicos inducidos durante proyectos piloto.
Bulgaria	Moratoria nacional	Preocupaciones ambientales y sociales.
Algunas regiones de Estados Unidos	Problemas operacionales localizados	Fallas en la integridad de pozos y manejo inadecuado de aguas residuales.

 

El fracking no constituye una solución milagrosa para los desafíos energéticos ni representa una amenaza inevitable para el ambiente.

Como ocurre con muchas tecnologías industriales, sus beneficios y riesgos dependen de las condiciones geológicas, la calidad de la ingeniería aplicada, la regulación existente y la capacidad institucional para supervisar adecuadamente las operaciones.

La experiencia internacional demuestra que los riesgos pueden reducirse significativamente mediante buenas prácticas operacionales, monitoreo permanente y regulación rigurosa. Sin embargo, también evidencia que las fallas operacionales pueden generar impactos importantes cuando no existen controles adecuados. 

Para Colombia, el desafío consiste en construir decisiones informadas basadas en la ciencia, la investigación y la evidencia disponible, garantizando que cualquier alternativa energética responda simultáneamente a las necesidades de desarrollo económico, protección ambiental y bienestar social