5.2.4.1 Licenças de efluentes gerados
A Lei da Água Limpa exige que os operadores de gás de folhelho obtenham licenças gerais de efluentes. Os regulamentos desta lei federal são geralmente implantados por agências estatais e como parte do processo de aprovação os operadores devem apresentar uma notificação de intenção, bem como um plano de prevenção de poluição de efluentes gerados para a agência estatal adequada (WISEMAN, 2012).
O Texas parece seguir as diretrizes da EPA nos termos dessa lei e exige que os operadores requeiram licenças de efluentes gerados como exigido pela legislação federal (WISEMAN., 2012). As licenças emitidas por esse estado, em conformidade com os requisitos da Lei da Água Limpa, servem para controlar a sedimentação dos cursos de água perto da plataforma de perfuração e limitar a quantidade de poluentes, como óleo diesel e
outros produtos químicos, que entraria em hidrovias devido a vazamento proveniente de equipamentos e da atividade industrial em geral (WISEMAN, 2012).
A Pensilvânia diferencia entre os diversos tipos de cursos de água de superfície que são susceptíveis de serem afetados pelo fluxo de águas residuais. Um plano de controle de erosão e de sedimentos é exigido para alterações a superfícies de terras de menos de 5000 pés quadrados (464,52 m²), se o escoamento fluir em “alta qualidade” ou “valor excepcional”, conforme definido pelo código do estado. Uma licença mais geral, chamada de “Licença Geral de Instalações de Gestão de Efluentes e Controle de Erosão e Sedimentos para a Exploração, Produção, Processamento, Tratamento ou Operações de Petróleo e Gás”, é exigida para qualquer alteração de terra acima de 5 acres (aproximadamente 20234m²) (GOVERNOR’S MARCELLUS SHALE ADVISORY COMMISSION, 2011).
O Colorado exige que os operadores desenvolvam um plano de gestão de resíduos de exploração e produção [2COLO. CODE REGS. § 404-1:216 (e)].
5.2.4.2 Armazenamento de efluentes gerados
Entre 10 a 50% do fluido de fraturamento injetado retornam para fora do poço, variando de acordo com as características geológicas do campo e do poço (YOXTHEIMER, S.D.). Estes fluidos de flowback, bem como os fluidos produzidos durante os processos de perfuração e de fraturamento, incluindo aparas de perfuração, fluidos de perfuração (também conhecidos como lamas de perfuração), água produzida são geralmente armazenados no local da plataforma de perfuração ou nas proximidades, em lagoas de contenção ou em tanques de aço antes do descarte final. Os estados regulamentam o armazenamento de resíduos, pois eles podem contaminar o solo e a água, causando danos aos seres humanos, aos animais selvagens e ao gado (WISEMAN et al., 2011).
As opções disponíveis aos operadores para armazenamento temporário de águas residuais variam muito entre os estados e dentro de cada estado, dependendo do tipo e da composição das águas residuais. Diferentes resíduos têm viscosidade, toxicidade e outras características diferentes e, portanto, são regulados de forma diferente. Os fluidos são mais comumente armazenados em lagoas de contenção abertas ou em tanques fechados. Alguns regulamentos estaduais mencionam armazenamento de águas residuais em fossos, containers,
represamentos e valas, mas tudo isso pode ser considerado subtipos de poços ou tanques (RICHARDSON et al., 2013).
As necessidades de armazenamento de fluido podem variar durante o curso do processo de desenvolvimento de gás de folhelho. Os fluidos de fraturamento devem ser armazenados antes do uso e as águas residuais pós-fraturamento, incluindo fluidos de
flowback e fluidos produzidos, também devem ser armazenados antes do descarte. Há muitos
tipos diferentes de poços, incluindo poços permanentes e temporários, ou, mais especificamente, poços de conclusão, poços de reserva, poços de lama, poços de sedimentos, poços de teste, os poços de circulação, poços de emergência, poços de exploração, poços de perfuração, poços de barro, poços de água condensada, poços de evaporação e poços de descarte. Os estados variam na forma como eles definem e regulam as diferentes espécies de poço. Cada tipo de poço é aprovado para armazenar certos tipos de fluidos e nem todos os tipos de fluidos podem ser armazenados em lagoas de contenção em um mesmo estado (RICHARDSON et al., 2013).
É importante notar que existe uma diferença significativa entre permitir que as lamas de perfuração sejam armazenadas em lagoas de contenção e permitir que o flowback ou fluidos produzidos sejam dispostos da mesma maneira. As lamas de perfuração não tem a mesma mistura química que o flowback e os fluidos produzidos (NYSWRI, 2012) e, segundo especialistas, os derrames de lama de perfuração não são uma prioridade, enquanto que fluido de flowback, fluido produzido, e derrames de fluidos de fraturamento são (KRUPNICK et al., 2013).
A lagoa de contenção é um método comum de armazenamento de resíduos de processos de perfuração e fraturamento. Os três estados avaliados regulam ou fornecem algumas diretrizes sobre como os poços devem ser construídos e sobre a eficácia dos mesmos na conservação dos resíduos.
5.2.4.2.1 Borda livre
Além da questão de permissão das lagoas de contenção para algumas ou todas as águas residuais, os estados regulam características específicas desses poços com regras destinadas a reduzir a probabilidade de derrames ou vazamentos. Dois dos tais regulamentos mais comuns e mais importantes são o revestimento do poço e a borda livre - a diferença entre
a parte superior de um poço e o seu nível máximo de fluido. A borda livre é importante para prevenir a sobrecarga de líquidos, em particular durante e após a chuva intensa (RICHARDSON et al., 2013). O Colorado e a Pensilvânia exigem bordas livres de 02 pés (61 cm) [2 CR 404-1:902(b); 25 PA Code § 78.56(a)(4)(i)].
A melhor prática do API determina a construção de lagoas de contenção com uma borda livre suficiente para impedir transbordamento sob precipitação (API, 2009a). É difícil determinar se os regulamentos dos estados atendem a essa recomendação porque o instituto não estipula exatamente a altura, mas seria necessária muita chuva para transbordar um poço com o padrão da borda livre de dois pés (61 cm) exigido pelos estados do Colorado e da Pensilvânia. O estudo não encontrou indícios de regulação do estado do Texas envolvendo este requisito.
5.2.4.2.2 Forro das lagoas de contenção
Para os forros das lagoas de contenção, alguns estados estabeleceram padrões de desempenho em termos de condutividade hidráulica aceitáveis. Por exemplo, a Pensilvânia especifica que o revestimento do poço deve ter uma condutividade hidráulica de não mais que 1x107 cm/seg. (PA CODE §78.56). Outros estados procuram limitar a infiltração do poço, especificando uma espessura mínima necessária do forro. O Colorado exige que, dentro das zonas de amortecimento média e externa, os poços tenham um revestimento sintético de espessura de 24 mil (0,61 milímetros) e uma base de solo compactada de 12 polegadas (2 COLO CODE REGS. § 404-1:904 RULE 317B).
O Texas regula os forros da lagoa em seus processos de licenciamento (Texas RRC, S.D.).
A melhor prática segundo o API é que dependendo dos líquidos que estão sendo colocados no represamento, a duração do armazenamento e as condições do solo, um forro impermeável pode ser necessário para evitar a infiltração de fluidos no subsolo (API HF2, 2010). Esta recomendação não tem precisão suficiente para significativamente comparar a legislação estadual que requer explicitamente forros nas lagoas de contenção.
Os três estados também regulam outros aspectos em relação à localização, à construção e à estrutura das lagoas de contenção.
O Colorado também acrescentou uma provisão que no momento da construção inicial, os poços de água produzida não podem situar-se a menos de duzentos (200) pés (60,96 m) de qualquer unidade de construção (2 COLO. CODE REGS. § 404-1:605f).
Alguns poços são usados como prevenção e controle de derramamento de dispositivos, em vez de armazenar diretamente resíduos. A Pensilvânia adicionou uma nova exigência de que, para o sítio de poços não convencionais, as áreas onde quaisquer aditivos, produtos químicos, óleos ou combustíveis são armazenados devem ter capacidade de contenção suficiente para acomodar o volume do maior recipiente armazenado na área de mais de 10% para permitir a precipitação, a menos que o tanque tenha contenção secundária individual [58 PA. C.S. § 3218.2(d)]. O estado também adicionou um novo requisito exigindo estruturas de contenção em locais de poços não convencionais, suficientemente impermeáveis e capazes de conter o material de resíduos derramado até que ele possa ser removido ou tratado [58 PA. C.S. § 3218.2(d)].
5.2.4.3 Descarte de resíduos
Uma das partes finais do processo de extração de gás de folhelho envolve descartar os resíduos produzidos durante a perfuração e o fraturamento hidráulico do poço. Como observado anteriormente, os principais produtos residuais são aparas de perfuração, fluidos de perfuração, água de flowback e água produzida. O processo de desenvolvimento do gás de folhelho, com seu uso de fraturamento hidráulico, provocou um aumento significativo no volume de fluidos que devem ser descartados. Enquanto os estados estabeleceram procedimentos e regulamentos em vigor para lidar com a eliminação de detritos de perfuração e fluidos de perfuração, muitos estados têm se esforçado para se adaptar aos grandes volumes de água de flowback e água produzida como um efeito colateral do desenvolvimento de gás de folhelho (WISEMAN et al., 2011).
Uma opção para fluidos de flowback é sua reciclagem para uso em operações futuras de fraturamento. Apesar de não ser muitas vezes discutida nos regulamentos do estado, assume-se que ela seja legal em todos os estados. Além da reciclagem, as opções para a eliminação do fluido incluem injeção subterrânea, tratamento em uma instalação de eliminação, lagoas/fossos de evaporação, aplicação de terra, ou descarga em águas de
superfície (RICHARDSON et al., 2013). Os itens apresentados a seguir descrevem quais destas opções estão disponíveis nos três estados analisados.
Uma ressalva importante é que os regulamentos podem restringir as opções de eliminação de certos tipos de águas residuais ou outros fluidos subprodutos do desenvolvimento de gás de folhelho. Alguns estados, no entanto, não diferenciam entre os quais os tipos de resíduos estão abrangidos por cada regra. Em muitos casos, as licenças são necessárias antes da eliminação dos resíduos.
5.2.4.3.1 Injeção subterrânea
A injeção subterrânea de resíduos líquidos é permitida na Pensilvânia, no Texas e no Colorado. Esses estados regulam a prática de alguma forma. Entretanto, a geologia local pode fazer a injeção subterrânea impraticável (Pensilvânia é um exemplo notável) (ABDALLA et al., 2011). Os pormenores das restrições de injeção subterrânea e regulamentos variam entre os estados.
Alguns estados começaram a modificar as práticas gerais de poços de injeção, incluindo, por exemplo, o fechamento temporário de certos poços. O Colorado acrescentou uma exigência de garantia financeira para instalações de superfície e estruturas anexas a poço de injeção comercial de Classe II, em que os operadores devem pagar US$ 50.000 para cada instalação (2 COLO. CODE REGS. § 404-1:702).
O API diz que a eliminação de fluidos de flowback através de injeção subterrânea, onde uma zona de injeção estiver disponível, é amplamente reconhecida como sendo ambientalmente saudável, é bem regulada e tem se mostrado eficaz (API HF2, 2010).
É importante ressaltar, contudo, que poços de controle de injeção subterrânea podem causar a contaminação de fontes de água subterrânea e atividade sísmica localizada, se não forem devidamente construídos e operados (WISEMAN et al., 2011).
5.2.4.3.2 Descarte em estações públicas de tratamento
A injeção subterrânea é a opção de eliminação mais mencionada explicitamente e permitida pelos regulamentos dos estados, seguida pela eliminação de efluentes em estações públicas de tratamento (RICHARDSON et al., 2013). Ambos os mecanismos de eliminação apresentam riscos ambientais e à saúde se não forem controlados adequadamente.
As estações públicas de tratamento são normalmente concebidas para o tratamento de resíduos de esgoto doméstico e não para tratar efluentes industriais. Como resultado, se a água de flowback e a água produzida provenientes de poços de gás de folhelho não forem adequadamente pré-tratadas antes de serem descartadas em uma estação pública de tratamento, os níveis totais de sólidos dissolvidos, substâncias radioativas que ocorrem naturalmente e outros contaminantes podem permanecer na água, apesar do processo de tratamento e entrar no ambiente quando a estação pública liberar a água após o procedimento (WISEMAN et al., 2011).
A EPA regula as estações públicas de tratamento no âmbito da Lei da Água Limpa e regula poços de controle de injeção subterrânea sob a Lei da Água Potável Segura (US EPA/POTW, S.D.b; US EPA/UIC, S.D.c). Diversos estados também têm complementado os regulamentos federais com suas próprias normas e restrições em relação ao descarte. Alguns introduziram regulamentações que exigem que os operadores criem um plano de gestão da água e eliminação de resíduos antes da perfuração de um poço, bem como a elaboração de relatórios sobre os volumes e as práticas de eliminação reais. A Pensilvânia exige que os operadores criem uma estratégia de redução da fonte de águas residuais e maximizem a reutilização de flowback e de água produzida (25 PA. CODE §95.10).
Embora alguns estados continuem a usar as estações públicas de tratamento para processamento e eliminação de águas residuais provenientes do desenvolvimento de gás de folhelho, a EPA expressou preocupação sobre a capacidade e adequação dessas instalações para tratar adequadamente esses resíduos (US EPA, 2011e). Em abril de 2011, o Departamento de Proteção Ambiental da Pensilvânia, seguindo orientações da EPA, solicitou que os operadores não enviem mais os seus resíduos para as estações públicas de tratamento. Desde então, parece que a maioria dos operadores está reutilizando as águas residuais ou enviando-as para fora do estado para a eliminação (WISEMAN et al., 2011).
5.2.4.3.3 Outras formas de descarte
Os estados oferecem uma variedade de opções de escoamento de águas residuais (incluindo flowback e águas produzidas), fluidos de perfuração, lamas e cortes. Após o tratamento, os fluidos podem ser descarregados nas águas de superfície, enterrados, aplicados na terra ou em estradas, ou qualquer outro destino (RICHARDSON et al., 2013).
A regulação do Texas explicitamente permite que as águas residuais sejam descarregadas em águas de superfície, sob determinadas condições, geralmente após a aprovação de solicitação, autorização ou análise caso-a-caso [16 TAC § 1.3.3(8)].
Alguns estados têm regulamentos específicos para a reutilização de águas residuais, embora não seja obrigatória em nenhum dos estados pesquisados.
Quanto à opção de aplicação dos resíduos na terra, o Texas tem as restrições mais específicas, permitindo a operação somente para fluidos e aparas de perfuração à base de água com menos de 3000 miligramas de cloretos por litro (se for maior, eles podem ser eliminados por enterramento).
A Pensilvânia, no entanto, permite que todos os detritos de perfuração sejam eliminados através de aplicação na terra.
O Colorado especifica que fluidos de perfuração podem ser secos e enterrados em covas somente em terras não cultiváveis.
A melhor prática segundo o API é que os operadores considerem as opções de reciclagem de fluido de fraturamento (API HF2, 2010) e que as opções de descarte incluam
land spreading (espalhamento em terra), road spreading (dispersão em vias pavimentadas), on-site burial (enterro no local), lagoas de contenção locais, injeção anular, poços de injeção
subterrânea, descarga de fluidos regulamentada e autorizada, incineração, e instalações comerciais fora do sítio.
5.2.4.3.4 Transporte de águas residuais
As águas residuais não reutilizadas, recicladas ou descartadas no local devem ser transportadas para outro local para eliminação, por vezes, em tubulações, mas geralmente por caminhão.
Alguns estados regulam esse transporte de águas residuais e/ou exigem que ele seja monitorado e gravado, variando em relação à exigência de licenças e de registros por parte das empresas de transporte.
Geralmente são exigidos requisitos de manutenção de registros, que incluem o nome do operador e do transporte, a data em que efluente foi retirado do local, o local em que ele foi retirado, a localização da instalação de eliminação ou de destino do embarque, o tipo de fluido a ser transportado, o volume e o tipo de eliminação.
O Colorado e a Pensilvânia exigem a manutenção de registros por cinco (05) anos [2 CR 404-1:907(b); 58 PA. CODE § 3218.3]. O Texas requer licença e manutenção de registros [16 TAC § 1.3.3(8)(f)].
Segundo recomendações do API, as águas residuais devem ser transportadas em tanques fechados, em caminhões-tanque compatíveis ou em um sistema de tubulação (API HF3, 2011), mas o instituto não recomenda especificamente as práticas de manutenção de registros.