La cuenca del río Powder es una cuenca geológica estructural en el sureste de Montana y el noreste de Wyoming , a unas 120 millas (190 km) de este a oeste y 200 millas (320 km) de norte a sur, conocida por sus extensas reservas de carbón . La zona, que fue el antiguo territorio de caza de los oglala lakota , está muy poco poblada y es conocida por sus ondulantes pastizales y su clima semiárido.
La cuenca es a la vez una cuenca estructural geológica y de drenaje topográfico , drenada por el río Powder , el río Cheyenne , el río Tongue , el río Bighorn , el río Little Missouri , el río Platte y sus afluentes.
Las principales ciudades de la zona incluyen Gillette y Sheridan, Wyoming y Miles City, Montana .
En 2007, la región produjo 436 millones de toneladas cortas (396 millones de toneladas) de carbón, más del doble de la producción de Virginia Occidental , que ocupa el segundo lugar , y más que toda la región de los Apalaches. [1] La cuenca del río Powder es la región productora de carbón más grande de los Estados Unidos. [2] La región incluye la mina de carbón Black Thunder , la más productiva de los Estados Unidos, y la mina North Antelope Rochelle , la segunda más productiva. En los últimos años, la región se ha convertido en un importante productor de gas natural, tanto gas natural convencional como metano de lecho de carbón .
La cuenca del río Powder contiene una sección de rocas fanerozoicas de hasta 17.000 pies (5.200 m) de espesor, desde el Cámbrico hasta el Holoceno .
La sección más gruesa de la cuenca del río Powder está compuesta por rocas del Cretácico , una secuencia regresiva general de lutitas y areniscas principalmente marinas depositadas en la vía marítima interior occidental .
Los yacimientos de carbón de la región comenzaron a formarse hace unos 60 millones de años, cuando la tierra comenzó a elevarse desde un mar poco profundo. El ascenso de las Black Hills en el este y el de Hartville en el lado sureste de la cuenca crearon el contorno actual de la cuenca del río Powder.
Cuando se formaron los yacimientos de carbón, el clima de la zona era subtropical, con una media de 3 m de precipitaciones al año. Durante unos 25 millones de años, el fondo de la cuenca estuvo cubierto de lagos y pantanos. Debido a la gran superficie de los pantanos, el material orgánico se acumulaba en turberas en lugar de ser arrastrado hasta el mar. Periódicamente, las capas de turba se cubrían de sedimentos arrastrados desde las montañas cercanas. Con el tiempo, el clima se volvió más seco y frío. La cuenca se llenó de sedimentos y enterró la turba bajo miles de pies, comprimiendo las capas de turba y formando carbón. Durante los últimos millones de años, gran parte del sedimento suprayacente se ha erosionado, dejando las vetas de carbón cerca de la superficie.
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El carbón de la cuenca del río Powder (PRB) se clasifica como " subbituminoso " y contiene un promedio de aproximadamente 8.500 btu/lb, con bajo contenido de azufre . Compárese esto con el carbón bituminoso de los Apalaches orientales que contiene un promedio de 12.500 btu/lb y alto contenido de azufre. El carbón PRB era esencialmente inútil hasta que las emisiones de contaminación del aire de las centrales eléctricas (principalmente dióxido de azufre o "SO 2 ") se convirtieron en un problema. Una planta de carbón diseñada para quemar carbón de los Apalaches debe modificarse para eliminar el SO 2 a un costo estimado en 1999 en alrededor de $ 322 por tonelada de SO 2 . Si cambiaba a quemar carbón PRB, el costo se reducía a $ 113 por tonelada de SO 2 eliminada. La eliminación se logra instalando depuradores. [3]
La cuenca del río Powder es la región minera de carbón más grande de los EE. UU., pero la mayor parte del carbón está enterrado a una profundidad tal que resulta económicamente accesible. [4] Los yacimientos de carbón de la cuenca del río Powder tienen forma de cuencos alargados y, a medida que las minas se expanden de este a oeste en la cuenca del río Powder, irán "por los lados del cuenco". Esto significa que la sobrecarga (roca que se encuentra sobre el carbón) aumentará, al igual que la tasa de extracción (la proporción de roca que se debe mover para producir una tonelada de carbón).
El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) ha llevado a cabo una serie de estudios sobre la accesibilidad económica del carbón en las principales regiones productoras de carbón del país. Los estudios generalmente concluyeron que solo una pequeña fracción del carbón sería económicamente accesible al precio de 10,47 dólares por tonelada en ese momento. En agosto de 2008, el USGS publicó una evaluación actualizada del carbón en la cuenca del río Powder. [5] Después de considerar las tasas de desmonte y los costos de producción, el USGS concluyó que en ese momento, solo el 6% del recurso original, o 10.1 mil millones de toneladas cortas de carbón, era económicamente recuperable. Sin embargo, a un precio de 60 dólares por tonelada, aproximadamente la mitad (48%) del carbón sería económicamente recuperable. Aumentar el precio pagado por el carbón puede aumentar la cantidad de carbón económicamente recuperable, pero aumentar el precio del carbón también aumenta su costo de producción. Debido a que el carbón es un sólido, no se puede producir a partir de muchos pozos dispersos como se puede hacer con el petróleo y el gas. En cambio, el carbón tiene que producirse a partir de minas que se expanden lentamente moviendo cantidades masivas de sobrecarga.
Quince minas operan en la cuenca del río Powder, y la mayor parte de la minería activa se lleva a cabo en los desagües del río Cheyenne . Estados Unidos utiliza alrededor de 600 millones de toneladas de carbón al año, y aproximadamente el 40% del carbón proviene de la cuenca del río Powder. [6] La cantidad de carbón proveniente de la cuenca del río Powder ha aumentado en los últimos 20 años. [ ¿Cuándo? ] [ Necesita actualización ] [6] [7]
Las minas de la cuenca del río Powder suelen tener menos de 20 años de vida útil. Casi todo el carbón de la cuenca del río Powder es de propiedad federal, y las futuras ampliaciones de la mina requerirán una serie de aprobaciones federales y estatales, [8] [9] así como grandes inversiones en equipo de mina adicional para comenzar las excavaciones.
La mayor parte del carbón extraído en la cuenca del río Powder es parte de la Formación Fort Union ( Paleoceno ), y el bajo contenido de azufre y cenizas del carbón en la región lo hace muy deseable. El carbón suministra aproximadamente una quinta parte del suministro de electricidad de los Estados Unidos . [10] Las minas de la cuenca del río Powder suministran aproximadamente el 40% del carbón que alimenta esas estaciones (principalmente al este de las Montañas Rocosas) para generar electricidad . [11]
Las minas trabajan en áreas donde la relación de extracción es de entre 1:1 (es decir, una tonelada de roca por una tonelada de carbón) y 3:1. [12] A medida que las minas se expandan, la relación de extracción aumentará. Como se debe mover más roca (utilizando grandes dragalinas impulsadas eléctricamente y camiones mineros diésel y eléctricos), el costo de producción también aumentará. [13]
Las minas son en gran parte operaciones no sindicalizadas con un historial de represión de la actividad laboral. [14] Según el historiador Ryan Driskell Tate, la minería a cielo abierto en áreas remotas redujo parte de la "unión ocupacional" típicamente asociada con los mineros de carbón que trabajan hombro con hombro bajo tierra en Appalachia . [14] El impacto ambiental de la minería en la hierba y los acuíferos ha sido una preocupación para los ganaderos circundantes que se organizaron para resistir nuevas minas en la década de 1970. [9] [15]
Cuenca del río Powder del sur
Cuenca del río Powder del norte
En junio de 2019, Peabody Energy y Arch Coal anunciaron una empresa conjunta para sus activos combinados en Powder River Basin. [17]
La cuenca del río Powder también contiene importantes depósitos de petróleo , incluido el gigantesco yacimiento petrolífero de Salt Creek . El petróleo y el gas se producen a partir de rocas que van desde el Pensilvánico hasta el Terciario , pero la mayor parte proviene de areniscas en la sección gruesa de rocas cretácicas . [20]
Recientemente se ha producido un resurgimiento de la producción de petróleo y gas como resultado de la perforación horizontal y la fracturación hidráulica . Este resurgimiento se está produciendo principalmente en la parte de Wyoming de la cuenca, que históricamente se conoce como la fuente de petróleo de la cuenca. En 2009, se produjo un mínimo de 38.000 barriles de petróleo por día en la cuenca. Esa cifra ha aumentado drásticamente hasta 78.000 barriles por día en el primer trimestre de 2014. [21]
El yacimiento Bell Creek es una trampa estratigráfica del Cretácico Inferior en la arenisca fangosa . [22] Descubierto en 1967 por el pozo Federal-McCarrell No. 33-1 de Exeter Drilling Co., que encontró 27 pies de área productiva a una profundidad de 4500 pies. [23]
Recientemente, la extensa extracción de metano de los yacimientos de carbón en la región ha generado controversias . En la última década, se han perforado casi 7000 pozos de este tipo. Se ha construido una extensa red de gasoductos que conectan estos pozos, junto con una serie de plantas de presurización, así como líneas eléctricas para proporcionar electricidad para operar el sistema. Además, se han construido miles de kilómetros de nuevas carreteras de acceso.
Para extraer el gas es necesario bombear agua a la superficie para liberar el gas atrapado en la veta de carbón. Si bien parte del agua se utiliza con éxito en la producción agrícola, como agua para el ganado y el riego de cultivos, algunas aguas tienen naturalmente un alto nivel de salinidad y de índice de adsorción de sodio . Ha habido controversia sobre cuál es la mejor manera de gestionar estas aguas salinas.
En 2007, el yacimiento de carbón de Powder River Basin produjo 442 mil millones de pies cúbicos de gas, lo que lo convirtió en la tercera fuente más grande de gas natural en los Estados Unidos. [24]
La región también contiene importantes depósitos de uranio , contenido en areniscas (véase Minería de uranio en Wyoming ). La Formación Wasatch ( Eoceno ) contiene depósitos de uranio de tipo "frente rodante" que se encuentran en el Distrito Pumpkin Buttes. La subsidiaria de Cameco Corporation, Power Resources Inc., opera minas de uranio en la cuenca.
En la primavera de 2005, el carbón extraído de las minas se vendía al por menor en las minas a unos 5 dólares la tonelada. Sin embargo, las centrales eléctricas y las plantas del este de los Estados Unidos pagaban más de 30 dólares la tonelada, la diferencia causada por el coste del transporte. [25] (En octubre de 2008, el precio en boca de mina del carbón de la cuenca del río Powder estaba más cerca de los 15 dólares por tonelada. [26] ) Para transportar el carbón desde la cuenca, existe una línea ferroviaria conjunta propiedad de BNSF Railway y Union Pacific Railroad que recorre la sección sur de la cuenca del río Powder. [27] Un tercer ferrocarril, el Dakota, Minnesota and Eastern Railroad , enfrentó una fuerte resistencia de muchas partes por sus intentos de extender su línea ferroviaria hacia el área de extracción de carbón, pero aunque el plan fue finalmente aprobado por las autoridades reguladoras, el proyecto fue abandonado después de que el ferrocarril fuera comprado por Canadian Pacific Railway . [28]
En 2013, se propusieron cinco terminales de exportación de carbón en el noroeste del Pacífico para exportar carbón de la cuenca del río Powder a los mercados asiáticos. [29] En febrero de 2016, se habían retirado algunas propuestas de terminales de carbón, y quedaban dos con solicitudes pendientes. Las retiradas se atribuyeron a la pérdida de demanda y, en consecuencia, a la baja de los precios del carbón. [30]
Originalmente una línea de vía única del Burlington Northern Railway construida en etapas entre 1972 y 1979, la línea ferroviaria corría hacia el sur desde Donkey Creek Junction en el norte 13 millas (21 km) hasta Caballo, Wyoming; y luego por 103 millas (166 km) hasta Shawnee en el condado de Converse . [31] El Chicago and North Western Railway corría cerca de la sección norte, al igual que el Union Pacific en Caballo.
En 1982, C&NW y UP formaron Western Railroad Properties, Inc. (WRPI), para adquirir la mitad de la participación en la línea de carbón Burlington Northern desde Shawnee Junction hasta Coal Creek Junction. El 15 de diciembre de 1986, WPRI compró 11 millas (18 km) más de la línea BN desde Coal Creek Junction hasta East Caballo Junction. A partir del 27 de junio de 1983, WPRI construyó seis millas (9,7 km) de nuevo ferrocarril desde Shawnee Junction hasta Shawnee, reconstruyó 45 millas (72 km) de la línea C&NW desde Shawnee hasta Crandall y 56 millas (90 km) de nuevo ferrocarril desde Crandall hasta Joyce, Nebraska. El primer tren comercial funcionó el 16 de agosto de 1984.
En 1985, la línea era de vía única en casi toda su longitud y manejaba 19 millones de toneladas de carbón. La implementación de la segunda etapa de la Ley de Aire Limpio (1990) hizo que la demanda de carbón limpio aumentara rápidamente. La C&NW luchó por mejorar la capacidad a vía doble, lo que resultó en numerosas fallas en la línea en 1994 y, finalmente, la compra de C&NW por parte de Union Pacific en 1995. [32] La UP gastó $855 millones durante los siguientes cinco años en expandir la capacidad en toda su red para manejar envíos de carbón desde la PRB. [33] Para 2005, la capacidad de la Joint Line había crecido hasta manejar un récord histórico de 325 millones de toneladas, y tenía capacidad de vía doble o triple en toda su longitud.
Debido a varias fallas en las vías y locomotoras en la Joint Line a fines de 2004 y principios de 2005, la línea no pudo entregar la cantidad de suministros de carbón contratados y las tarifas de electricidad aumentaron un 15 por ciento. [11] Los clientes de carbón amenazaron con evaluar fuentes alternativas de energía y transporte, incluida la Arkansas Electric Cooperative Corporation . Como resultado, la expansión de 280 millas (450 km) de la línea Dakota, Minnesota y Eastern Railroad fue aprobada por la Junta de Transporte de Superficie . En 2006, UP y BNSF anunciaron una inversión de $100 millones para proporcionar capacidad de tres vías para toda la longitud de la Joint Line más una cuarta vía agregada sobre las secciones más empinadas, incluida Logan Hill. Estas mejoras permitirán que la Joint Line maneje más de 400 millones de toneladas de carbón. [34]
En 2006, Union Pacific estableció un récord al transportar 194 millones de toneladas de carbón, un aumento del 8% en comparación con el tonelaje de 2005. La empresa logró esto al aumentar el tamaño de los trenes, con trenes con un promedio de más de 15.000 toneladas, un aumento de peso de 200 toneladas en comparación con el promedio del cuarto trimestre de 2005. [35] A principios de 2016, se informó que se enviaban entre 80 y 100 trenes de carbón desde la cuenca del río Powder todos los días. [36] En 2019, las cargas de trenes promediaron alrededor de 50 por día. [37]
44°24′N 105°48′O / 44.4, -105.8