| EXPLORACIÓN
La exploración de hidrógeno blanco requiere la integración de diversas metodologías científicas para identificar, evaluar y caracterizar reservorios geológicos donde este gas se genera, migra y se acumula en el subsuelo. El proceso combina métodos de detección remota, geofísicos, geoquímicos, radiométricos y métricos, asegurando así resultados eficientes y sostenibles.
Imágenes Satelitales Multiespectrales
Depresiones circulares en la cuenca norte de Perth, en Australia Occidental, captada con el instrumento Landsat 9 — OLI-2.
Fuente: (NASA, 2023).
Identifica alteraciones superficiales, anomalías térmicas y patrones de vegetación asociados a filtraciones de hidrógeno.
Ejemplos: OLI/TIRS (Landsat), MSI (Sentinel-2), ASTER, MODIS.
Imágenes Satelitales Hiperespectrales
Imagen hiperespectral en la Cuenca de Perth, Australia Occidental, obtenida con el sensor PRISMA
Fuente: (Mosquera-Rivera et al., 2024).
Capturan cientos de bandas espectrales para caracterizar la mineralogía del suelo y detectar firmas geoquímicas de filtraciones de hidrógeno.
Ejemplos: Hyperion (EO-1), PRISMA, EnMAP, DESIS.
Radar de Apertura Sintética (SAR)
Batimetría recuperada de una escena Sentinel-1 de África Occidental, adquirida el 2017-03-08.
Fuente: (Wiehle & Pleskachevsky, 2018).
Mapea variaciones de humedad y relieve, permitiendo identificar estructuras geológicas y zonas de escape de hidrógeno.
Ejemplos: Sentinel-1, ALOS PALSAR, TerraSAR-X, RADARSAT.
Modelos Digitales de Elevación (DEM)
Modelo Digital de Elevación (DEM) del área de Grass Patch, Australia Occidental, generado a partir de fotogrametría digital de Landgate.
Fuente: (Aimar et al., 2023).
Analiza la topografía, identifica depresiones y las correlaciona con posibles zonas de filtración de hidrógeno.
Ejemplos: SRTM, ALOS PALSAR DEM, LiDAR aerotransportado, Fotogrametría digital (Landgate).
Magnetometría
Identificación y modelado de rocas ígneas intracuenca mediante separación avanzada de señales e inversión 2D de datos magnéticos.
Fuente: (Li et al., 2012).
Identifica estructuras favorables para la acumulación del hidrógeno (fallas, diapiros salinos, cuerpos serpentinizados) sin perforación. Su capacidad para identificar variaciones magnéticas permite delimitar flujos de hidrógeno de forma rápida, eficiente y a menor costo.
Gravimetría
Mapa gravimétrico de la Cuenca South Nicholson, Australia.
Fuente: (Boreham et al., 2023).
Detecta estructuras profundas, como fallas y cuencas sedimentarias, que pueden actuar como conductos o trampas para la acumulación de hidrógeno.
Sísmica de Reflexión
Perfil sísmico de reflexión 2D de la Cuenca de São Francisco, Brasil, que muestra zonas de generación y migración de hidrógeno asociadas a unidades geológicas y anomalías magnéticas.
Fuente: (Freitas et al., 2024).
Proporciona imágenes detalladas del subsuelo, permitiendo identificar estructuras favorables como fallas, fracturas y trampas selladas. Su alta resolución ayuda a delimitar rutas de migración y acumulación de hidrógeno.
Audio-Magnetotelúrica (AMT)
Secciones de resistividad eléctrica, obtenidas mediante (AMT), reflejando distintas zonas potencialmente relacionadas con la generación de hidrógeno.
Fuente: (He et al., 2018).
Método electromagnético de alta frecuencia que permite mapear estructuras geológicas someras y medias.
Sirve para identificar zonas de generación de hidrógeno en rocas generadoras y detectar serpentinización en rocas ultramáficas a partir de variaciones en la resistividad eléctrica.
Magnetotelúrica (MT)
Perfil MT que muestra la resistividad del subsuelo en el sur del Perú, desde el océano Pacífico hasta la Cordillera Real.
Fuente: (Quispe-Rentería et al., 2021).
Método electromagnético de baja frecuencia que permite explorar a grandes profundidades. Se puede emplear para delimitar estructuras profundas, como fallas, cuencas sedimentarias y sistemas de fracturas, que pueden actuar como conductos o trampas para la migración de hidrógeno.
Métodos Electromagnéticos de Fuente Controlada (CSEM)
Perfil de resistividad obtenido mediante inversión 2D de datos electromagnéticos CSEM en el Mar de Barents, Noruega.
Fuente: (Fanavoll et al., 2014).
Utiliza una fuente electromagnética artificial para mapear variaciones de resistividad en el subsuelo. Puede ayudar a delimitar cuerpos conductivos o resistivos, como acumulaciones de gas libre en rocas porosas, que presentan mayor resistividad en comparación con zonas saturadas de agua salina.
Espectrometría Gamma
Mapa de anomalías radiométricas en Colombia, destacando zonas con alto contenido de elementos radioactivos naturales (K, Th, U).
Fuente: Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH).
Empleada para mapear rocas con alto contenido de elementos radiactivos que podrían generar hidrógeno por Radiólisis del Agua.
Análisis de Gases
Forma tradicional de medir hidrógeno del suelo. 1: Perforación, 2: instalación del tubo. 3: medición y eventual muestreo a través de la válvula.
Fuente: (Patiño et al., 2024).
La detección de hidrógeno geológico en campo se realiza con sensores portátiles. Para el muestreo superficial, se perforan pequeños orificios con taladros portátiles y se acoplan detectores electroquímicos o de semiconductores, calibrados para medir hidrógeno.
Diagrama del sistema GC-MS, donde los compuestos se separan por cromatografía de gases y se identifican por espectrometría de masas.
Fuente: (PerkinElmer, 2022).
Técnica fisicoquímica que separa y cuantifica los componentes de una mezcla gaseosa (como H₂, CH₄ o CO₂) para caracterizar su composición. La detección de hidrógeno requiere el uso de un detector de conductividad térmica (GC-TCD) o un sistema acoplado a espectrometría de masas(GC-MS) con la configuración adecuada.
Análisis de la composición isotópica del espacio de cabeza (HICA) de recortes de esquisto o astillas de carbón.
Fuente: (Wu et al., 2020).
Técnica que mide la proporción de isótopos estables (¹³C/¹²C, ²H/¹H, ³He/⁴He) para determinar el origen y los procesos que generaron los gases, como actividad microbiana (biogénico) o reacciones geológicas (abiogénico).
Sistema irm-GCMS para extraer, separar y analizar isotópicamente gases de inclusiones fluidas en rocas.
Fuente: (Grozeva et al., 2020).
Técnica analítica que combina la cromatografía de gases y la espectrometría de masas para separar compuestos y analizar sus proporciones isotópicas, utilizada en el estudio de inclusiones fluidas y en la determinación del origen de gases en rocas.
Caracterización de Rocas y Fluidos
Roca máfica cumular con olivino alotriomorfo alterado a iddingsita, plagioclasa con maclado polisintético, apatito de hábito hexagonal y mineral opaco.
Fuente: (Departamento de Petrología y Geoquímica, 2013).
Utilizada para identificar minerales generadores de hidrógeno, evidencias de serpentinización y permite establecer secuencias paragenéticas y comprender los eventos de formación y alteración de la roca, esenciales para interpretar los procesos geológicos asociados a la generación de hidrógeno.
Cristal de olivino con inclusiones fluidas distribuidas a lo largo de fracturas y planos de crecimiento.
Fuente: (Grozeva et al., 2020).
Permite analizar inclusiones fluidas atrapadas en minerales, con el fin de obtener una primera aproximación a los procesos de formación o evolución de los fluidos, así como evidencias de circulación y de eventos geológicos asociados al hidrógeno.
Análisis Raman de H₂ y CH₄ en inclusión fluida de vesuvianita, Alpes italianos.
Fuente: (Ferrando et al., 2010).
Identifica directamente la composición de inclusiones fluidas, detectando hidrógeno, así como la mineralogía asociada a procesos generadores de hidrógeno, como magnetita, tipos de serpentina, brucita y otros.
Fotomicrografías de una inclusión acuosa durante microtermometría, mostrando la desaparición y renucleación de la burbuja al determinar la temperatura de homogenización (Th) mediante "cycling".
Fuente: (Goldstein & Reynolds, 1994).
Consiste en calentar o enfriar inclusiones para determinar las temperaturas de atrapamiento y la salinidad del fluido. Permite reconstruir las condiciones de presión-temperatura y evaluar el origen y evolución de los fluidos generadores de H₂ en contextos geológicos como la serpentinización.
Cartografía
Cartografía del área de estudio del Valle del Cauca-Patía, zona con potencial para la exploración de hidrógeno natural.
Fuente: (Carrillo et al., 2023).
Permite identificar litologías favorables, estructuras tectónicas y zonas de alteración asociadas a la generación y migración de Hidrógeno, orientando el muestreo y la delimitación de áreas prospectivas.
Evaluación de Permeabilidad y Porosidad
Tipos de porosidad en rocas, claves para el almacenamiento y flujo de hidrógeno en el subsuelo.
Fuente: (Sánchez, 2022).
Permite cuantificar la capacidad de las rocas para almacenar y conducir fluidos, esenciales para determinar la factibilidad de acumulación y flujo de hidrógeno en el subsuelo.
Análisis de Aguas
Análisis de muestra líquida en laboratorio para la caracterización fisicoquímica de aguas subterráneas.
Fuente: (Aguas Urbanas, 2018).
Caracteriza aguas subterráneas o superficiales mediante parámetros fisicoquímicos e isotópicos (pH, Eh, δ²H, δ¹⁸O) para detectar hidrógeno disuelto y evidencias indirectas de procesos de generación profunda.
Hidrogeología
Esquema conceptual de un sistema hidrogeológico mostrando recarga, flujo subterráneo y extracción de aguas en acuíferos.
Fuente: (Sánchez, 2022).
Estudia el flujo y origen del agua subterránea, clave para entender el transporte y liberación de hidrógeno desde zonas profundas, y para modelar sistemas que controlan su migración y acumulación.
Referencias bibliográficas
- Aguas Urbanas. (2018). Monitoreo de variables físico-químicas de agua. Recuperado el 15 de abril de 2025, de - Consulta aquí esta referencia
- Aimar, L., Frery, E., Strand, J., Heath, C., Khan, S., Moretti, I., & Ong, C. (2023). Natural hydrogen seeps or salt lakes: how to make a difference? Grass Patch example, Western Australia. Frontiers in Earth Science, 11, 1236673. - Consulta aquí esta referencia
- Alaska Satellite Facility. (2025). ASF Data Search. Alaska Satellite Facility. - Consulta aquí esta referencia
- Boreham, C. J., Golding, S. D., & Sherwood Lollar, B. (2023). Hydrogen in Australian natural gas occurrences, sources and resources. The APPEA Journal, 63(1), 170-185. - Consulta aquí esta referencia
- Carrillo Ramirez, A., Gonzalez Penagos, F., Rodriguez, G., & Moretti, I. (2023). Natural H2 Emissions in Colombian Ophiolites: First Findings. Geosciences, 13(12), 358. - Consulta aquí esta referencia
- Departamento de Petrología y Geoquímica. (2013). Olivino. Atlas de Rocas Ígneas. - Consulta aquí esta referencia
- Fanavoll, S., Gabrielsen, P. T., & Ellingsrud, S. (2014). CSEM as a tool for better exploration decisions: Case studies from the Barents Sea, Norwegian Continental Shelf. Interpretation, 2(3), SH55–SH66. - Consulta aquí esta referencia
- Ferrando, S., Frezzotti, M.L., Orione, P., Conte, R.C., Compagnoni, R., 2010. Late-Alpine rodingitization in the Bellecombe meta-ophiolites (Aosta Valley, Italian Western Alps): evidence from mineral assemblages and serpentinization-derived H2-bearing brine. International Geology Review 52, 1220–1243. DOI: 10.1080/00206810903557761
- Freitas, V. A. de, Prinzhofer, A., Françolin, J. B., Ferreira, F. J. F., & Moretti, I. (2024). Natural hydrogen system evaluation in the São Francisco Basin (Brazil). Science and Technology for Energy Transition, 79, 95. - Consulta aquí esta referencia
- Goldstein, R. H., & Reynolds, T. J. (1994). Fluid inclusion microthermometry. En Systematics of fluid inclusions in diagenetic minerals (Cap. 7, pp. 87–121). SEPM (Society for Sedimentary Geology). ISBN 1-56576-008-5.
- Grozeva, N.G., Klein, F., Seewald, J.S., & Sylva, S.P. (2020). Chemical and isotopic analyses of hydrocarbon-bearing fluid inclusions in olivine-rich rocks. Philosophical Transactions of the Royal Society A, 378:20180431. - Consulta aquí esta referencia
- He, L., Chen, L., Dorji, He, Z., Wang, X., Xiao, B., Xu, L., Zhao, X., Xi, X., Yao, H., & Chen, R. (2018). Mapping chromite deposits with audio magnetotellurics in the Luobusa ophiolite of southern Tibet. Geophysics, 83(2), B47–B57. - Consulta aquí esta referencia
- Li, Y., He, Z., & Liu, Y. (2012). Application of magnetic amplitude inversion in exploration for volcanic units in a basin environment. Geophysics. - Consulta aquí esta referencia
- Mosquera-Rivera, J. E., Jiménez-Vergara, J. M., Vargas-Jiménez, C. A., Ball, P., & Morales, H. (2024). Preliminary remote spatial analysis of fairy circles: an approximation of hyperspectral and geophysical data from hydrogen seeps. First Break, 42, 65-77. - Consulta aquí esta referencia
- NASA Earth Observatory. (2023). Circular Depressions Seep Hydrogen Gas - Consulta aquí esta referencia
- Patiño, C., Piedrahita, D., Colorado, E., Aristizábal, K., & Moretti, I. (2024). Natural H₂ Transfer in Soil: Insights from Soil Gas Measurements at Varying Depths. Geosciences, 14(11), 296. - Consulta aquí esta referencia
- PerkinElmer. (2022). Chromatography Explained: How Mass Spectrometry Adds Information to Your Analysis. PerkinElmer Blog. Recuperado el 15 de abril de 2025, de - Consulta aquí esta referencia
- Quispe-Rentería, L. Y., Torres-Bazán, V., Marchena Campos, A. A., Acosta Ale, J., Calla, D., Flores, R., Valencia, C., & Fernández, C. (2021). Interpretación de Datos Magnetotelúricos de la Transecta del Sur del Perú y su Relación con la Metalogenia. Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET). - Consulta aquí esta referencia
- Sánchez, F. J. (2022).- Hidrología Superficial y Subterránea. 2ª ed. Kindle Direct Publishing., 440 pp.
- Wiehle, S. & Pleskachevsky, A. (2018) “Bathymetry derived from sentinel-1 synthetic aperture radar,” in Proc. Eur. Conf. Synthetic Aperture Radar. pp. 747–750. At: - Consulta aquí esta referencia
- Wu, S., Tang, Y., Lin, M., & Sneddon, A. (2020). Headspace isotope & compositional analysis for unconventional resources: Gas in place, permeability and porosity prediction and completions planning. Geosciences, 10(9), 370. - Consulta aquí esta referencia