En un tranquilo suburbio de Boston, en el extremo de una granja de caballos donde el pasto da paso al bosque, una grúa baja un electrodo enorme hacia un pozo. El electrodo, un cilindro de medio metro de largo con brazos con punta de cobre para asegurar un buen contacto con las paredes del pozo, desciende —más y más profundo— a través de capas de arenisca esponjosa hasta las raíces duras y veteadas de una antigua cadena montañosa a cientos de metros bajo tierra. Aquí, la roca es densa; hay pocas grietas para que el agua o los gases fluyan. Pero eso está a punto de cambiar.
A pocos metros de distancia, un segundo electrodo, gemelo del primero, ha sido fijado en otro pozo a la misma profundidad. Desde la superficie, un par de generadores de alto voltaje conectados por cables a los dos electrodos disparan una serie de pulsos. Tsss!… Tsss!… Tsss!… Tsss!… Tsss!. Cada descarga, que se escucha débilmente en la superficie, es como un rayo subterráneo en miniatura. La roca entre los electrodos se calienta. La presión aumenta. Entonces, repentinamente, la roca se divide en una telaraña de fracturas.
En una granja de caballos a las afueras de Boston, un trabajador prepara el pozo donde el electrodo de Eden será bajado con un cabrestante. Eden GeoPower, la startup con sede en Massachusetts que realiza esta peculiar prueba de campo, denomina a la tecnología estimulación eléctrica de reservorios. El eslogan de la empresa es contundente: "Rompemos rocas con electricidad".
Los investigadores de Eden esperan que su técnica de fracturación de rocas ayude algún día a la minería de minerales, a aprovechar el calor geotérmico o a crear áreas de almacenamiento geológico para el carbono. Pero existe un uso aún más intrigante que podría crear toda una nueva categoría de producción de energía: generar hidrógeno bajo tierra.
El sueño de una economía impulsada por hidrógeno se remonta a la década de 1970, cuando la escasez de petróleo y la creciente preocupación por la contaminación de los combustibles fósiles despertaron visiones de automóviles, barcos, aviones y máquinas industriales funcionando con hidrógeno en lugar de carbono. El hidrógeno suele promocionarse como un combustible limpio porque, al quemarse o consumirse en celdas de combustible, solo emite agua y calor. Sin embargo, actualmente requiere más energía para producirse de la que genera, y la forma más barata y común es mediante la reacción de vapor con metano, un potente gas de efecto invernadero.
Es posible producir hidrógeno de carbono cero dividiendo el agua con electrolizadores alimentados por energía renovable. Pero en la mayoría de los casos, el proceso es demasiado costoso para ser económico, una realidad que hizo estallar la burbuja de la especulación del hidrógeno a principios de la década de 2020. La demanda mundial de hidrógeno en 2024 alcanzó aproximadamente 100 millones de toneladas, conteniendo una energía equivalente a solo el 3 por ciento del consumo energético anual del mundo. La mayor parte se utiliza como materia prima química para el refinado de petróleo y para la fabricación de fertilizantes y plásticos.
Las frustraciones de fabricar hidrógeno limpio han convencido a muchos emprendedores y científicos a buscar el elemento bajo tierra. Durante el último lustro, decenas de empresas en todo el mundo han estado buscando reservas enterradas de hidrógeno, llamado hidrógeno natural o geológico. Pero como aún no se ha probado una operación a escala comercial, Eden y un puñado de otras startups y grupos de investigación persiguen el esquema más audaz de producir hidrógeno geológico de forma artificial.
Este enfoque, conocido como hidrógeno geológico estimulado o hidrógeno diseñado, convierte las formaciones rocosas subterráneas en fábricas gigantes de hidrógeno. Típicamente implica inyectar agua en rocas ricas en hierro, lo cual oxida el hierro y libera hidrógeno como subproducto. Fracturar la roca, como lo está haciendo Eden, crea una red de conductos para que el agua llegue a los minerales que contienen hierro.
El concepto de hidrógeno estimulado es tan nuevo que pocos han tenido la oportunidad de probarlo. Sus defensores afirman que si funciona —lo cual es un gran "si"— podría proporcionar energía casi ilimitada para el futuro indefinido. Hay una forma de averiguarlo: empezar a romper rocas.
¿Existe abundante hidrógeno subterráneo?
El hidrógeno es el elemento más simple y abundante del universo, el componente de estrellas y galaxias. Los geólogos han sabido durante mucho tiempo que la Tierra genera gas hidrógeno a través de reacciones naturales agua-roca, pero hasta hace poco, el fenómeno era considerado una curiosidad. El gas es tan ligero que la mayoría de los expertos asumían que todo se escapaba a través de poros y grietas en el subsuelo de la Tierra y no se acumulaba en cantidades útiles.
Durante una demostración en el sitio de pruebas de Eden cerca de Boston, un empleado muestra un componente central del electrodo patentado de la empresa. Inklings de que estaban equivocados surgieron en los siglos XIX y XX, cuando investigadores en el antiguo Imperio Ruso y la Unión Soviética informaron de filtraciones de hidrógeno desde minas y pozos. Pero en el frenesí continuo por los combustibles fósiles, estas observaciones fueron ignoradas o olvidadas en gran medida. Científicos descubrieron más tarde hidrógeno brotando de respiraderos hidrotermales en el lecho marino y alimentando las llamadas llamas eternas, como las del Monte Chimaera en Turquía, donde antiguos atletas encendían antorchas para los primeros juegos olímpicos.
Luego, en 1987, en la aldea de Bourakébougou, Malí, personas que perforaban un pozo de agua encontraron un gas incoloro e inodoro que, al encenderse, produjo una llama azul brillante. El pozo fue sellado y abandonado. Años más tarde, se descubrió que el gas era hidrógeno puro casi al 98 por ciento. Hoy, el pozo alimenta un generador que proporciona electricidad a la aldea. Este descubrimiento transformó la percepción del hidrógeno geológico de una curiosidad científica a un recurso potencialmente masivo y comercializable.
¿Cómo funciona la fracturación eléctrica?
La técnica de Eden, la estimulación eléctrica de reservorios, es una desviación radical de la fracturación hidráulica (fracking). Mientras que el fracking utiliza agua a alta presión, productos químicos y arena para romper la roca, el método de Eden utiliza descargas eléctricas de alto voltaje para inducir fracturas térmicas. Al calentar la roca, esta se expande y se agrieta. La ventaja, según la empresa, es que el proceso es más controlado y tiene menos impacto ambiental que los métodos tradicionales.
La tecnología se basa en la capacidad de la roca para conducir electricidad. Aunque la mayoría de las rocas son aislantes, los minerales y el agua en su interior pueden permitir el paso de corriente. Al aplicar pulsos de alto voltaje, se crean canales de plasma o arcos eléctricos que calientan la roca de manera desigual, provocando su fractura. Este proceso permite crear redes de porosidad artificiales en formaciones rocosas que de otro modo serían impermeables.
Vía IEEE Spectrum.
