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I combustibili fossili - Il carbone, Il petrolio, Il gas naturale

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I combustibili fossili

I combustibili (perché bruciano e producono calore) fossili (perché si sono formati milioni di anni fa nel sottosuolo) sono il carbone, il petrolio e il gas naturale, e sono la fonte di energia più usata al mondo.

Il carbone è una roccia particolare, derivata dalla carbonizzazione di organismi vegetali. È formato da materiale organico (carbonio e parti di idrogeno e ossigeno) e inorganico (elementi minerali vari, come argilla, Sali di zolfo.).

La formazione di uno strato di carbone dura molti milioni di anni. Il terreno, sprofondando lentamente, fa si che 717b14h gli alberi di una foresta vengano sommersi dalle acque, poi coperte dai sedimenti, che si trasformeranno in roccia. I batteri, con il tempo, divorano l'ossigeno e l'idrogeno, lasciando il carbonio e piccole tracce di altri elementi.

L'estrazione del carbone può avvenire in miniere di due tipi:

·        In sotterraneo: l'impatto ambientale è minimo: si formano solo montagne di roccia sterile accanto ai pozzi, che collegano i livelli, dove si scavano le gallerie.



I rischi per un minatore sono molti, e quindi ci sono molte misure di sicurezza, che prevengono il franamento, l'allagamento e l'invasione di gas delle gallerie e garantiscono l'aerazione nelle gallerie più profonde.

·        A cielo aperto: adatta ai giacimenti ampi e poco profondi, si presenta come un grosso scavo nel terreno, e quindi ha un forte impatto ambientale. Durante lo scavo, si sollevano enormi quantità di polvere nera.

Alla fine dello scavo, l'azienda deve ristabilire le condizioni iniziali dell'ambiente.

Il carbone, negli anni passati veniva usato per tutte le macchine a vapore, per il riscaldamento delle case e come materia prima per molti prodotti (catrame, benzolo.). Oggi non viene quasi più usato (fatta eccezione delle centrali termoelettriche, per alimentare le turbine e nei centri siderurgici, trasformato in coke) perché è il combustibile fossile più inquinante.

Il petrolio è un liquido oleoso denso, di colore che va dal giallo bruno al nerastro, formato da un miscuglio di idrocarburi, e si trova sotto forma di particelle oleose negli strati profondi della crosta terrestre; il suo peso specifico è minore di quello dell'acqua.

Si pensa che si sia formato dal prodotto di varie trasformazioni chimiche di organismi vegetali e animali, che si sono depositati, insieme a plancton e alghe sul fondo marino, innescando l'opera di batteri e microbi. Col tempo, si sono depositati sopra il sapropel (l'ammasso di sedimenti) nuovi sedimenti, rendendolo uno strato di roccia sedimentaria più pesante. Con il calore e la pressione del sottosuole si sono attuate le reazioni chimiche, trasformandolo, in milioni di anni, nel petrolio greggio.

Il petrolio non si trova sotto forma di lago sotterraneo, ma impregna le rocce porose e permeabili. Per trovare un giacimento, quando il petrolio non affiora in superficie si usano due metodi:

·        Quello magnetico e gravimetrico, si basano sulla variazione del campo magnetico.

·        Quello sismico: consiste nel generare onde d'urto, che, riflesse per le variazioni di consistenza del terreno, vengono registrate dai sismografi, che illustrano la presenza o meno del giacimento.

Quando le ricerche hanno esito positivo, si effettua il sondaggio con il "Derrick". È formato da un traliccio (torre Derrick) di circa 27 m, da dei motori Diesel per fornire l'energia alla tavola rotante, una sorta di tombino di fognatura di grandi dimensioni con un'apertura quadrata di 30 cm di lato. Questa, azionata, ruota, trascinando l'asta (Kelly) che passa attraverso l'apertura. Man mano che la prima asta, munita di uno scalpello, scende, se ne avvitano delle altre.

Quando si scopre una falda petrolifera, si procede alla perforazione dei pozzi di sfruttamento, rivestiti da un "treno" di piccoli tubi. L'estremità superiore viene raccordata a un sistema di condotte e valvole, che permette l'erogazione del pozzo. Da questo complesso, chiamato albero di natale, partono le tubazioni che portano alle cisterne di raccolta.

Per trasportare il petrolio, in genere si usano gli oleodotti, grossi tubi disposti in trincea, ricoperti da circa un metro di terra. A volte sono collocati su sostegni di acciaio o calcestruzzo, velocizzando la costruzione.

Un altro metodo di trasporto è la petroliera, una sorta di enorme serbatoio, diviso in scompartimenti, a forma di nave, con un doppio scafo, per ridurre le dispersioni del petrolio, in seguito a incidenti, nel mare.

La raffineria è un impianto di grandi dimensioni, costituito da:

a)     Cisterne per lo stoccaggio del greggio (il livello si abbassa in continuazione, perché il greggio fluisce negli impianti)

b)     Torri per le diverse lavorazioni (viene lavorato e separato nei diversi prodotti che lo compongono)

c)     Cisterne per lo stoccaggio dei prodotti raffinati (il livello si alza continuamente, perché vi fluiscono i prodotti distillati)

Per separare gli idrocarburi che compongono il greggio, viene usata la distillazione, che avviene nella torre più alta (circa 80 m) della raffineria.

Al suo interno, ci sono tanti 'piani', costituiti da piatti d'acciaio forati e muniti di un camino e una campanella. La temperatura di ognuno varia man mano che si sale.



I vapori di un certo tipo, quando toccano la campanella che corrisponde alla temperatura della propria condensazione, diventano liquidi.

Il gas naturale è un gas incolore, inodore, pesa circa la metà dell'aria a parità di volume, ed è formato da una miscela di idrocarburi, il cui principale è il metano (circa 90%).

È una fonte di energia pulita, non contiene prodotti nocivi e non produce residui solidi o sostanze tossiche.

Comunemente si estrae dai pozzi petroliferi, ma esistono anche giacimenti di solo gas, che si è 'spostato' dai luoghi d'origine.

Il gas viene trasportato da gasdotti (alcuni dei più grandi, internazionali, raggiungono anche i 120 cm di diametro), che lo portano fino alle industrie o alle società che gestiscono la distribuzione nelle città, dove subisce questi trattamenti:

-         la pressione altissima viene ridotta;

-         viene aggiunta una sostanza odorizzante, che avverte la presenza di fughe;

-         in parte viene immagazzinato in gasometri, che permettono di far fronte alla maggior richiesta delle ore di punta.

Il metano viene utilizzato dalle industrie in vari modi:

a)     Come combustibile (in molte industrie, per vari usi)

b)     Come materia prima (nelle industrie chimiche, da cui ricavano altri prodotti)

c)     Come carburante (nelle centrali termoelettriche, per azionare le turbine a gas)

Nelle abitazioni viene impiegato in 3 tipi di apparecchi:

a)     Apparecchi per la cottura di cibi

b)     Apparecchi per la produzione di acqua calda

c)     Apparecchi per il riscaldamento degli ambienti

Il gas si può dividere in 3 tipi:

1.     gas di città      (detto anche illuminante, perché nell'Ottocento veniva usato principalmente per l'illuminazione pubblica; la materia prima era il carbon fossile; era molto tossico e forniva circa la metà delle calorie rispetto al metano)

2.     gas di petrolio   (liquefatto (GPL), ha sostituito negli anni 50 e 60 quello precedente; le materie prime erano idrocarburi liquidi derivati dalla distillazione del petrolio, dai quali veniva estratto il gas)

3.     gas naturale     (o metano, è il gas utilizzato ai giorni nostri. Viene estratto direttamente dal sottosuolo)



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