El subsuelo terrestre: una reserva colosal de hidrógeno que podría cambiar el mundo y satisfacer la demanda energética global.
Dos geólogos estiman que hay 6 billones de toneladas de hidrógeno bajo tierra: suficiente para abastecer a la humanidad durante 200 años.
Fuente: Midjourney / Eugenio Fdz.
Imagen: Tierra desde el espacio con luz artificial y un círculo cn molécula de hidrógeno
Por: Eugenio Manuel Fernández Aguilar
Físico, escritor y divulgador científico. Director de Muy Interesante Digital
En un pequeño campo de Bourakebougou, en Malí, un grupo de científicos perforó el suelo sin esperar grandes hallazgos. Lo que descubrieron fue sorprendente: una emanación constante de hidrógeno puro, un recurso energético que podría cambiar el mundo. Aquella pequeña perforación fue una pista de un fenómeno más grande. Décadas después, un estudio reciente liderado por los geólogos Geoffrey Ellis y Sarah Gelman de la U.S. Geological Survey (USGS) ha revelado que el subsuelo terrestre podría albergar cantidades colosales de hidrógeno natural.
Este estudio, publicado en la revista Science Advances, estima que hay hasta 5,6 billones de toneladas métricas de hidrógeno acumulado en el subsuelo. Según los autores, extraer apenas un 2% de estas reservas podría satisfacer la demanda energética mundial durante 200 años. Pero, ¿cómo se originó este recurso? ¿Es realmente viable su extracción? Aquí exploramos los detalles del estudio y sus implicaciones.
El origen del hidrógeno natural en la Tierra
El hidrógeno natural, también conocido como hidrógeno geológico, no es producto de procesos industriales ni requiere la intervención humana. Se forma de manera espontánea a través de reacciones químicas entre minerales y agua a grandes profundidades. Cuando ciertos tipos de rocas ricas en hierro reaccionan con agua bajo altas temperaturas y presiones, producen hidrógeno como subproducto. Este fenómeno se conoce como serpentinizacion, un proceso ampliamente documentado en la geología.
Hasta hace pocos años, se creía que el hidrógeno producido de forma natural era insignificante, ya que, debido a su ligereza, se asumía que escaparía rápidamente a la atmósfera. Sin embargo, hallazgos recientes en lugares como Albania y Malí demuestran que el hidrógeno puede quedar atrapado en reservorios subterráneos durante millones de años. El estudio de Ellis y Gelman sugiere que estos procesos son mucho más comunes y globales de lo que se pensaba.
¿Qué es la serpentización?
La serpentización es un proceso geológico en el cual las rocas ultramáficas, ricas en minerales de hierro y magnesio, reaccionan con el agua bajo altas temperaturas y presiones en el subsuelo. Durante esta transformación, los minerales se alteran químicamente, liberando hidrógeno molecular (H₂) como subproducto. Este fenómeno ocurre en las fallas tectónicas y en las dorsales oceánicas, donde el agua se filtra y entra en contacto con el manto terrestre. El nombre proviene del mineral resultante, la serpentina, cuya textura y brillo recuerdan a la piel de una serpiente. La importancia de la serpentización radica en su papel como fuente natural de hidrógeno geológico, un recurso energético que, hasta hace poco, había pasado desapercibido.
Imagen: «Serpentina» sígnica en latín «como una serpiente». La imagen muestra una roca imaginaria. Fuente: Midjourney / Eugenio Fdz.
Cifras que rompen la lógica anterior
Los modelos desarrollados por los investigadores indican que el subsuelo podría contener entre 1.000 millones y 10 billones de toneladas de hidrógeno. Tras ajustar los cálculos, determinaron un valor promedio más preciso de 5,6 billones de toneladas métricas. Esta cantidad supera por mucho las reservas conocidas de combustibles fósiles. De hecho, el estudio afirma que el hidrógeno almacenado en el subsuelo podría contener hasta 1,4 × 10¹⁶ megajulios de energía, comparados con los 8,4 × 10¹⁵ megajulios contenidos en todas las reservas probadas de gas natural del planeta.
Estas cifras representan un cambio radical en la percepción de las fuentes de energía. Como explicó Geoffrey Ellis, geólogo del U.S. Geological Survey, “me sorprendió que los resultados fueran mayores de lo que esperaba al inicio. La conclusión es que hay mucho ahí abajo”. La pregunta crucial, sin embargo, es si podemos extraerlo de manera práctica y económicamente viable, dado que gran parte de este hidrógeno podría encontrarse en ubicaciones de difícil acceso.
Imagen: Modelo conceptual que muestra la generación, retención y pérdidas de hidrógeno geológico, así como su almacenamiento en reservorios y flujo hacia la atmósfera. Fuente: Science Advances
Desafíos en la extracción y viabilidad
Aunque la existencia de grandes cantidades de hidrógeno natural ha quedado demostrada, su extracción presenta retos significativos. En primer lugar, gran parte del hidrógeno se encuentra en zonas muy profundas o en ubicaciones de difícil acceso, como regiones submarinas. Además, no todos los reservorios son lo suficientemente grandes como para justificar los costos de perforación y extracción.
Otro importante inconveniente es la falta de tecnología específicamente diseñada para la extracción de hidrógeno natural. Actualmente, la mayor parte de la investigación en hidrógeno se centra en métodos como la producción de hidrógeno verde, que requiere electricidad generada por fuentes renovables para dividir las moléculas de agua. Sin embargo, si se lograran desarrollar tecnologías eficientes para perforar y capturar hidrógeno natural, este recurso podría convertirse en una alternativa más limpia y económica a los combustibles fósiles.
A pesar de estos retos, la posibilidad de no depender de fuentes de energía artificiales es un argumento poderoso. «No tenemos que preocuparnos por el almacenamiento, algo que sí ocurre con el hidrógeno azul o verde, donde necesitas producirlo cuando la electricidad es barata y luego almacenarlo en algún lugar», explicó Geoffrey Ellis, resaltando que los reservorios subterráneos actúan como depósitos naturales de hidrógeno.
Imagen: La extracción de hidrógeno no es tan sencilla como otros trabajos de minería. Fuente: Midjourney / Eugenio Fdz.
El futuro del hidrógeno como fuente de energía
El hidrógeno es considerado uno de los pilares del futuro energético debido a su versatilidad y bajo impacto ambiental. Cuando se utiliza como combustible, su única emisión es vapor de agua, lo que lo convierte en una opción clave para alcanzar objetivos de cero emisiones netas en sectores difíciles de descarbonizar, como el transporte y la industria pesada.
Según proyecciones citadas en el estudio, la demanda global de hidrógeno podría alcanzar los 500 millones de toneladas anuales para 2050. Si logramos aprovechar apenas el 2% de las reservas estimadas, el hidrógeno natural podría satisfacer esa demanda durante dos siglos completos, revolucionando la economía energética global.
Por supuesto, este cambio requiere inversiones en investigación y desarrollo. Es fundamental entender mejor la distribución geográfica de los reservorios de hidrógeno, así como desarrollar métodos de exploración más eficientes. Al mismo tiempo, será necesario superar barreras económicas y políticas para garantizar que el hidrógeno natural sea accesible a gran escala.
Referencias
Geoffrey S. Ellis, Sarah Gelman. Model predictions of global geologic hydrogen resources. Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado0955.