thumb|380px|direita|Descrição do processo de fraturamento hidráulico e das atividades relacionadas
O fraturamento hidráulico é um método que possibilita a extração de combustíveis líquidos e gasosos do subsolo. Também é denominado fratura hidráulica, estimulação hidráulica. ou pelo termo da língua inglesa fracking. O fracking é também utilizado na produção de energia geotérmica com o objectivo de aumentar a recuperação de fluidos quentes que são posteriormente usados na produção de calor ou eletricidade.
O procedimento consiste na injecção a alta pressão de uma mistura de água, propante (areia ou outros material equivalente) e diversos produtos químicos, com objectivo de ampliar de forma controlada as fraturas e fissuras existentes no substrato rochoso que encerra petróleo e gás natural, normalmente menores que 1mm, permitindo sua saída para a superfície. Este método pode ser usado em poços verticais, inclinados ou horizontais. É, aliás, nos poços horizontais que a recuperação é mais eficaz, pois permite extrair mais óleo e/ou gás.
Estima-se que em 2010 esta técnica estava presente em 60% dos poços de extração em atividade. Devido ao aumento no preço dos combustíveis fósseis, na época, e ao aumento da eficácia do fracking, esta técnica se tornou economicamente rentável e seu uso se ampliou nos últimos anos, em especial nos Estados Unidos. Ao longo de 2015, no entanto, houve uma expressiva queda no preço internacional do petróleo. Caso essa tendência de baixa se prolongue, a viabilidade do fraturamento hidráulico pode ser colocada em xeque.
Os defensores do fraturamento hidráulico argumentam sobre os benefícios econômicos das vastas quantidades de hidrocarbonetos antes inacessíveis que esta técnica permite agora extrair. Seus opositores assinalam seu impacto ambiental, que inclui a potencial contaminação de aquíferos, consumo de água elevado, poluição do ar, poluição sonora, migração dos gases e produtos químicos empregados para a superfície, contaminação da superfície devido a derramamentos, e os possíveis efeitos nocivos à saúde resultantes disto. Ocorrem também casos de aumento da atividade sísmica, em sua maioria associados ao descarte e à injeção profunda de fluidos durante o fracking. Por esses motivos, o fraturamento hidráulico tem gerado grande controvérsia internacional, sendo estimulado em alguns países enquanto outros impõem moratórias a seu uso ou o tem proibido. Países como o Reino Unido recentemente suspenderam sua proibição, optando pela regulamentação em vez da proibição total. A União Europeia iniciou a regulamentação do fraturamento hidráulico..
Apesar das visões positivas, que têm sido intensamente divulgadas pelas companhias de exploração, alegando que os riscos são pequenos e os benefícios são maiores, já existe um amplo consenso científico de que o fraturamento hidráulico oferece grandes riscos ao ambiente e à saúde humana, e os protestos contra seu emprego têm crescido em todo o mundo. Muitos pesquisadores apontam também que o conhecimento sobre o assunto ainda é incompleto, especialmente sobre seus verdadeiros impactos, sistematicamente dissimulados pelo empresariado e grupos de pressão política associados. A regulamentação ainda é precária ou ineficiente na maioria dos países que empregam esta técnica, as companhias em muitos lugares gozam de isenções ambientais e incentivos fiscais extraordinários e trabalham protegidas por sigilo, e as instâncias oficiais tipicamente não conseguem controlar as operações em todas as instalações de exploração nem supervisionar adequadamente o manejo dos resíduos tóxicos. Ao mesmo tempo, um longo elenco de danos ambientais e sanitários localizados e sistêmicos já foi solidamente documentado, confrontando as alegações de que o processo é suficientemente seguro.
História thumb|400px|left|<center>Principais reservas de gás natural nos Estados Unidos.<center>
Injeções no subsolo para facilitar a extração de petróleo remontam a 1860, na Costa Leste dos Estados Unidos, utilizando nitroglicerina. Em 1930, ácidos passaram a ser usados no lugar dos explosivos, e em 1947, estudou-se pela primeira vez, a possibilidade de usar água. Este método foi aplicado em escala industrial em 1949 pela empresa Stanolind Oil.
Nos EUA, estima-se que o uso generalizado deste método ampliou as reservas de gás em 47% em quatro anos e em 11% a estimativa de existência de petróleo. Além disso, no país foram criados, graças aos óleos não convencionais (petróleo de xisto) extraídos através do fraturamento hidráulico, 2,1 milhões de empregos, injetando 283 bilhões de dólares em sua economia. Também, segundo informes, criaram-se 3,3 milhões de novos empregos e somará 468 bilhões de dólares ao crescimento dos EUA até o fim da década.
Estes informes e projeções otimistas contrastam com as críticas de curto e médio prazo dos grupos ambientalistas que alegam ser irreversível o impacto ambiental na contaminação de aquíferos e outros parâmetros ambientais trarão um custo muito superior. Até 2010, calcula-se que foram realizados 2,5 milhões de fraturamentos hidráulicos em todo o mundo. Além disso, a lucratividade do processo é questionada. Tipicamente um poço produz bem nos seus período inicial, mas após cerca de três anos a produtividade cai para 50%, obrigando à abertura contínua de novas perfurações.
Substâncias usadas no processo
Com a água adiciona-se uma certa quantidade de areia para evitar que as fraturas se fechem com a interrupção do bombeamento, e também adiciona-se aditivos cuja função é abrir vias para a extração do gás de xisto, evitar a contaminação do gás e do petróleo de xisto e a corrosão, manter espaço aberto e preservar o óleo evitando sua degradação durante o processo, entre outras funções. Entretanto só em 2002 combinou-se o uso de água tratada com aditivos químicos que reduzem a fricção com a perfuração horizontal e a fratura em várias etapas.
Segundo a indústria do fracking, os componentes injetados "são compostos de 99,51% de água e 0,49% de aditivos", e segundo seus críticos "os compostos equivalem a 2% do volume destes fluidos". São estes aditivos que causam mais polêmica, pois seus críticos afirmam que incluem substâncias tóxicas, alergênicas e cancerígenas, tornando o subsolo irrecuperável. Os defensores do método não negam a existência de toxicidade destes compostos, mas asseguram que estes elementos podem ser encontrados também em produtos de uso doméstico como produtos de limpeza, medicamentos, removedores de maquiagem e plásticos. Parece haver consenso que entre 15% a 80% do material injetado é recuperado.
A composição do material injetado varia de acordo com o tipo de fraturamento desejado, das condições específicas do poço e das características da água. Tipicamente o fraturamento emprega entre 3 e 12 substâncias químicas diferentes, mas um levantamento realizado pela Universidade de Yale listou cerca de mil compostos químicos. Embora exista grande diversidade de compostos pouco convencionais, entre as sustâncias mais usadas encontram-se:
Ácidos: ácido clorídrico e ácido acético são usados nas etapas que antecedem o fraturamento para limpar as perfurações e iniciar as fissuras nas rochas. Cloreto de sódio (sal): atrasa a pausa das cadeias poliméricas do gel. Poliacrilamida e outros compostos redutores de fricção: reduzem a turbulência no fluxo do fluido, atenuando a fricção no duto, permitindo que as bombas injetem fluido a uma maior velocidade sem pressão exagerada na superfície. Etilenoglicol: previne a formação de incrustações nos dutos. Sais de boro: utilizados para manter a viscosidade do fluido a altas temperaturas. Carbonatos de sódio potássio: utilizados para manter a efetividade das reticulações (cadeias interpoliméricas). Glutaraldeído: usado como desinfetante da água para a eliminação de bactérias. Guar e outros agentes solúveis em água: incrementa a viscosidade do fluido de fraturamento permitindo a distribuição mais eficaz dos aditivos pela formação rochosa. Ácido cítrico: utilizado para prevenir a corrosão. Isopropanol: incrementa a viscosidade do fluido de fraturamento.
A substância mais usada na instalações de fracking dos Estados Unidos entre 2005 e 2009 foi o metanol, outros produtos amplamente usados foram álcool isopropílico, 2-butoxietanol e etilenoglicol.
Nos EUA, em torno de 750 compostos químicos são usados como aditivos no fracking, segundo um informe do Congresso dos Estados Unidos publicado em 2011, que foi mantido em segredo por "razões comerciais." Diversos componentes dos aditivos, como listado pelo departamento de conservação ambiental de Nova York, são cancerígenos..
Impactos ambientais thumb|direita|Poço de fracking da empresa Halliburton na reserva de gás natural conhecida como formação Bakken (Dakota do Norte, EUA).
Existe uma grande preocupação ambiental acerca das técnicas de fraturamento hidráulico, devido ao risco de contaminação de aquíferos, emissão de poluentes que afetem a qualidade do ar, a possibilidade de migração para a superfície de gases e substâncias empregadas no processo, risco de vazamentos ou acidentes resultantes da má gestão de resíduos e falhas técnicas/operacionais, e os efeitos na saúde da população residente no entorno, dentre os quais o câncer. As empresas que usam o fraturamento alegam que tudo isto pode ser controlado por meio de procedimentos de segurança como o uso de selantes adequados e cimento para isolar os aquíferos e tratamento da água para seu reúso pelos poços de extração.
Porém, apesar dessas declarações, evidências em contrário têm se avolumado, a polêmica é grande, e estima-se que a exposição aos componentes químicos do fracking aumentará, a curto prazo, como resultado da multiplicação dos poços que empregam esta tecnologia. Além disso, as empresas de extração resistem em revelar quais substâncias são utilizadas, e muitas vezes há sonegação de informações sobre os impactos negativos do método por parte de governos e corporações.
Contaminação da água, ar e solo thumb|left|Análise da água usada no fraturamento em um poço na Polônia A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) elaborou um relatório que associa o fraturamento hidráulico com a contaminação de águas no estado de Wyoming. Cabe destacar que nesta região, a formação de hidrocarbonetos encontra-se a 372 m de profundidade, enquanto que os aquíferos estão a 244 m.
Em 2009, a associação norte-americana de fornecedores de gás natural (NGSA) afirmou que não existia confirmação de nenhum caso de contaminação de aquíferos. Um estudo do Instituto de Energia da Universidade do Texas em Austin do Dr. Charles Groat, da Universidade do Texas, defende a tese da NGSA.Groat, Charles G. Entretanto, no fim de 2012 foi questionado por conflito de interesses ao revelar-se que o professor trabalhava para uma empresa de perfuração durante a elaboração e publicação do estudo. Após, o professor demitiu-se da universidade.