Geología · 2025
Análisis y conceptualización del almacenamiento geológico de Hidrógeno: Desarrollo de un modelo conceptual en el Valle Medio del Magdalena.
Se centra en la evaluación del almacenamiento subterráneo de hidrógeno (UHS) como una solución energética sostenible para Colombia. Este estudio aborda el uso de yacimientos depletados y formaciones geológicas específicas del Valle Medio del Magdalena (VMM) para el almacenamiento seguro y eficiente de hidrógeno, un elemento clave en la transición hacia energías limpias. La investigación incluye un análisis geológico detallado de la región, evaluando factores como porosidad, permeabilidad y características litológicas de las formaciones. Asimismo, desarrolla un modelo conceptual mediante simulaciones y cálculos realizados con un código en Python, el cual estima la capacidad de almacenamiento de hidrógeno en función de parámetros técnicos como presión, temperatura y saturación residual. El VMM presenta características geológicas favorables, como una extensa red de yacimientos depletados y formaciones con propiedades adecuadas para el UHS. Además, el uso de infraestructura petrolera existente podría reducir los costos de implementación. Sin embargo, el estudio identifica desafíos, entre ellos la heterogeneidad geológica de la región, las posibles reacciones químicas y biológicas que afectan el hidrógeno almacenado, y la falta de normativas específicas para regular esta tecnología en el país. El autor concluye que el desarrollo de UHS en el VMM es técnicamente viable y económicamente prometedor, pero requiere estudios piloto y simulaciones adicionales para garantizar su eficacia. Este trabajo representa una contribución valiosa para la transición energética de Colombia, proporcionando herramientas y conocimientos esenciales para el diseño e implementación de proyectos de almacenamiento geológico de hidrógeno.
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Contenido
- Introducciónp. 16
- 1.Objetivosp. 18
- 1.1.Objetivo generalp. 18
- 1.2.Objetivos específicosp. 18
- 2. Marco geológicop. 19
- 2.1.Localizaciónp. 19
- 2.2.Evolución Geológicap. 20
- 2.3.Estratigrafíap. 23
- 2.3.1. Formación Girónp. 23
- 2.3.2. Formación Los Santosp. 23
- 2.3.3. Formación Cumbrep. 24
- 2.3.4. Formación Rosablancap. 24
- 2.3.5. Formación Pajap. 24
- 2.3.6. Formación Simitip. 24
- 2.3.7. Formación El Saltop. 25
- 2.3.8. Formación Tablazop. 25
- 2.3.9. Formación La Lunap. 25
- 2.3.10.Formación Umirp. 25
- 2.3.11.Formación Lizama:p. 26
- 2.3.12.Formación La Pazp. 26
- 2.3.13.Formación Esmeraldasp. 26
- 2.3.14.Formación Mugrosap. 26
- 2.3.15.Formación Coloradop. 27
- 2.3.16.Formación Realp. 27
- 2.3.17.Formación Mesap. 27
- 3.Marco teóricop. 28
- 3.1.Almacenamiento de Hidrogeno subterráneo (UHS)p. 28
- 3.1.1. Tipos de hidrogenop. 28
- 3.1.2. Tipos de almacenamiento geológicop. 31
- 3.1.3. Factores críticosp. 33
- 3.2.Python para almacenamiento de H2p. 37
- 3.2.1. Bibliotecas utilizadasp. 37
- 3.2.2. Método de Montecarlop. 38
- 3.2.3. Software - Hardwarep. 39
- 3.3.Revisiónp. 39
- 3.3.1. Contexto Internacional y Relevancia del UHSp. 40
- 3.3.2. Potencial Geológico de Colombiap. 40
- 3.3.3. Iniciativas y Proyectosp. 41
- 3.3.4. Desafíos Técnicos y Económicosp. 41
- 4.Metodologíap. 42
- 5.Análisis y resultadosp. 45
- 5.2.Datos obtenidosp. 47
- 5.3.Caso 1 –Ideal - Campo Llanito:p. 49
- 5.3.1. Escenario 1:p. 50
- 5.3.2. Escenario 2:p. 51
- 5.4.Caso 2 –Ideal - Campo Coloradop. 53
- 5.4.1. Escenario 1:p. 50
- 5.4.2. Escenario 2:p. 51
- 5.5.Caso 3 – Grilla Aplicada - Campo Llanitop. 58
- 5.6.Caso 4 –Grilla Aplicada - Campo Coloradop. 62
- 5.7.Caso 5 – Montecarlop. 66
- 5.7.1. Escenario 1 –Ideal - Campo Llanitop. 66
- 5.7.2. Escenario 2 –Real - Campo Llanitop. 68
- 5.7.3. Escenario 3 –Ideal - Campo Coloradop. 70
- 5.7.4. Escenario 4 –Real - Campo Coloradop. 72
- 6.Discusiónp. 76
- 6.1.Contraste Determinístico vs Estocásticop. 76
- 6.2.Implicaciones técnicas y económicasp. 81
- 6.2.1. Beneficiosp. 81
- 6.2.2. Limitacionesp. 81
- 7.Conclusionesp. 90
- 8.Recomendacionesp. 91
- Referencias bibliográficasp. 92
- Figura 1. Mapa de localización de la cuenca del Valle Medio del Magdalenap. 20
- Figura 2. Esquema de la evolución del Valle Medio del Magdalenap. 22
- Figura 3. Columna Estratigráfica Generalizada del Valle Medio del Magdalenap. 28
- Figura 4. Formas de producción del Hidrogeno y sus respectivos coloresp. 29
- Figura 5. Workflow de la metodología aplicada a la simulación de los modelosp. 43
- Figura 6. Mapa Conceptual vinculando la Metodologíap. 44
- Valle Medio del Magdalenap. 47
- Figura 8. Representación del Modelo 3D del Campo Llanitop. 49
- Factor de Compresibilidad vs Capacidad de Almacenamiento de H2p. 51
- Llanito. Saturación de Fluidos vs Capacidad de Almacenamiento de H2p. 52
- Figura 11. Representación del Modelo 3D del Campo Coloradop. 53
- Colorado. Factor de Compresibilidad vs Capacidad de Almacenamiento de H2p. 56
- Colorado. Saturación de Fluidos vs Capacidad de Almacenamiento de H2p. 57
- Figura 14. Representación de la Grilla 3D para el Campo Llanitop. 58
- Figura 15. Corte 2D del Plano XY del Yacimiento presente en el Campo Llanitop. 59
- Figura 16. Corte 2D del Plano ZY del Yacimiento presente en el Campo Llanitop. 60
- Figura 17. Corte 2D del Plano ZX del Yacimiento presente en el Campo Llanitop. 61
- Campo Llanitop. 61
- Figura 19. Corte 2D del Plano XY del Yacimiento presente en el Campo Coloradop. 63
- Figura 20. Corte 2D del Plano ZY del Yacimiento presente en el Campo Coloradop. 64
- Figura 21. Corte 2D del Plano ZX del Yacimiento presente en el Campo Coloradop. 64
- Campo Coloradop. 65
- 1 de Montecarlop. 67
- de Montecarlop. 68
- 2 de Montecarlop. 69
- de Montecarlop. 70
- 3 de Montecarlop. 71
- de Montecarlop. 72
- 4 de Montecarlop. 73
- de Montecarlop. 74
- Llanito vs Caso 5 – Montecarlo – Escenario 1p. 76
- Colorado vs Caso 5 – Montecarlo – Escenariop. 77
- Llanito vs Caso 5 – Montecarlo – Escenario 2p. 78
- Colorado vs Caso 5 – Montecarlo – Escenario 4p. 79
- Figura 35. Grafica de la demanda nacional de Hidrogenop. 82
- Figura 36. Comparación de energía especifica en diversos combustibles. Masa vs Volumenp. 85
- Figura 37. Grafica de la demanda energética nacionalp. 86
- muestra cómo se relacionan estos 2 factores con respecto a la Presiónp. 88
- muestra cómo se relacionan estos 2 factores con respecto a la Temperaturap. 89
- Tabla 1. Resumen de las propiedades recopiladasp. 48
- respectivo cálculo de capacidad de almacenamiento de H2p. 50
- respectivo cálculo de capacidad de almacenamiento de H2p. 50
- su respectivo cálculo de capacidad de almacenamiento de H2p. 55
- respectivo cálculo de capacidad de almacenamiento de H2p. 50
- Tabla 6. Compilado de los resultados obtenidos para el Campo Llanitop. 75
- Tabla 7. Compilado de los resultados obtenidos para el Campo Coloradop. 75
- Tabla 8. Resumen del contraste de la capacidad de almacenamiento para el Campo Llanitop. 80
- Coloradop. 48
- hidrogeno para el Campo Llanitop. 82
- hidrogeno para el Campo Coloradop. 82
- energética para el Campo Llanitop. 86
- energética para el Campo Coloradop. 87