Desarrollan en el IPN método innovador para producir hidrógeno en yacimientos petroleros

Ángel Vargas

Periódico La Jornada
Martes 3 de junio de 2025, p. 6

Un equipo de investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN), encabezado por el ingeniero petroquímico Jorge Ancheyta Juárez, creó un innovador método para producir hidrógeno de manera directa en yacimientos petroleros maduros –aquellos cuya producción se encuentra en declive o están llegando al final de su vida útil–, lo que podría revolucionar la transición energética en México y el mundo.

Esta nueva tecnología, cuyo producto denominaron hidrógeno azul claro, combina técnicas existentes de extracción de petróleo con procesos catalíticos para generar in situ combustible limpio.

Los pormenores de este método, que aún está en fase de desarrollo, fueron dados a conocer en un artículo publicado en Processes, revista científica en línea de acceso abierto editada mensualmente por el sello académico suizo Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI, por sus siglas en inglés).

De acuerdo con la publicación, el hidrógeno es ampliamente reconocido como el combustible sostenible del futuro, gracias a sus diversas fuentes de producción, alta densidad energética y ausencia de emisiones durante la combustión.

Desempeña un papel clave en la transición energética hacia un futuro bajo en carbono y es una alternativa a los combustibles fósiles, al ofrecer una vía para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y combatir el cambio climático, apunta el artículo.

Entre sus ventajas, se afirma que no produce dióxido de carbono, ayuda a reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno –perjudiciales para el medio ambiente y la salud– y se prevé que su costo de generación disminuya a medida que crezca la aceptación industrial. Además, puede utilizarse como combustible sostenible para la aviación.

La investigación detalla que la Agencia Internacional de Energía estima que de 2022 a 2035 más de la mitad de los fondos totales en el planeta para proyectos de energía limpia (alrededor de 27 mil millones de dólares) serán destinados al hidrógeno o combustibles basados en ese elemento, lo que subraya su importancia como combustible en el futuro.

Hoy se establece que la mayor parte de su producción (aproximadamente 70 millones de toneladas métricas) proviene de combustibles fósiles: 76 por ciento del gas natural (hidrógeno gris) y 22 por ciento del carbón (hidrógeno negro), mientras sólo 2 por ciento de la electrólisis (hidrógeno verde).

Otras tecnologías de producción de hidrógeno aún están en desarrollo y se consideran inmaduras debido a sus altos costos o baja eficiencia, afirma Ancheyta, quien destaca la viabilidad de la alternativa desarrollada por el IPN no sólo por aprovechar recursos que han dejado de ser productivos, lo que les da una segunda vida útil y reduce significativamente costos, sino por su eficiencia ecológica.

Es un hidrógeno que se produce a partir de una materia prima que ya no tiene uso: campos o yacimientos petroleros maduros, que en el caso de México representan 65 por ciento de los existentes en nuestro territorio, apunta.

Precursores

Si logramos desarrollar esta tecnología en el corto plazo, seremos los pioneros en la producción de hidrógeno a partir de petróleo de yacimientos maduros, ya que es algo que nadie está haciendo.

En entrevista con La Jornada, el investigador y catedrático chiapaneco (Ciudad Hidalgo, 1965), ganador del Premio Nacional de Ciencias 2020 en el campo de Tecnología, innovación y diseño, aclara que el método desarrollado en el IPN tiene de base un proceso industrial ya existente, denominado gasificación.

Éste consiste en la producción de lo que se denomina syngas o gas de síntesis (una mezcla de hidrógeno en alta concentración con otros gases, principalmente monóxido de carbono) a partir de catalizadores externos, refiere. Actualmente, se aplica en diferentes tipos de biomasa, fuente de energía renovable generada a partir de materia orgánica de origen vegetal o animal.

Nuestra propuesta hace una analogía de ese tipo de gasificación catalítica, pero dentro del yacimiento petrolero. La finalidad es aprovecharlo como un reactor natural, describe el especialista.

El proceso consiste, grosso modo, en introducir vapor de agua a alta temperatura al pozo inyector para calentar el petróleo pesado que queda atrapado entre las rocas, al mismo tiempo que se inyecta aire (oxígeno) para provocar una combustión controlada de los componentes más pesados del hidrocarburo, explica.

Luego se usan los catalizadores para acelerar las reacciones, hacerlas más selectivas hacia la producción de hidrógeno y convertir el petróleo en gas de síntesis, y, como último paso, mediante una membrana ubicada en el pozo productor, se separa el hidrógeno puro de los otros gases –entre ellos el dióxido de carbono–, los cuales se quedan debajo de la tierra, con lo que se evitan emisiones a la atmósfera.

Lo que hace único al hidrógeno azul claro es que se obtiene a partir de crudos pesados, los cuales están en campos maduros y son materia prima a la que ya no se da uso. Con este método, se utiliza de nuevo y aprovecha esa riqueza que estaba extinta, apunta.

“También se estima que su producción sea más barata que otros métodos. Tanto el hidrógeno verde como el azul –los más populares– son muy caros, porque al obtenerse fuera del yacimiento necesitan de infraestructura, una planta, equipo, reactores, bombas, mientras éste (el azul claro) ya tiene la infraestructura y el reactor natural, que es el yacimiento.”

Jorge Ancheyta precisa que la denominación del hidrógeno en colores se debe al método con que se obtiene, no a su tonalidad. Así, el blanco nombra al de origen natural que se encuentra en el subsuelo y no requiere procesos contaminantes para su producción.

En tanto, el verde se obtiene mediante electrólisis del agua, con electricidad producida a partir de energía renovable (solar o eólica) y el azul se produce con base en combustibles fósiles –como el petróleo–, pero con un proceso que captura y utiliza o almacena el dióxido de carbono generado durante la producción.

En ese sentido, puntualiza que la denominación de hidrógeno azul claro responde a que se produce a partir de combustibles fósiles, pero con captura del dióxido de carbono, como el azul, mientras lo de claro tiene que ver con que el proceso que ocurre dentro del yacimiento, como el blanco. Es una mezcla de ambos.

El profesor-investigador del IPN acota que ese método está en la fase académica y que para escalarlo a la siguiente etapa (la de desarrollo) se requiere de financiamiento. Generar una tecnología como ésta tarda más o menos dos años de investigación; después, ya podemos probarla en un pozo.