Scienze Appunti IL CARBONE

Il Carbone
Il carbone è una fonte di energia non rinnovabile. Esso è una roccia sedimentaria di color bruno o nero formata da due tipi di sostanze: materiale organico, soprattutto carbonio (con piccole parti di idrogeno e ossigeno), che con la combustione fornisce calore e anidride carbonica; e materiale inorganico, cioè elementi minerali come sostanze argillose, sali di zolfo, ecc. che con la combustione dà origine alle ceneri e alle sostanze volatili inquinanti. Il carbone deriva da grandi cumuli di organismi vegetali, soprattutto alberi, che hanno subìto un processo di carbonizzazione. La formazione è iniziata milioni di anni fa ed ha richiesto tre fasi principali:
1. crescita di grandi foreste in zone paludose;
2. sprofondamento del terreno e copertura delle foreste con strati di sedimento;
3. decomposizione del legno e carbonizzazione.
La superficie terrestre viene sconvolta da grandi movimenti tettonici che portano alla formazione delle montagne. Gli strati si piegano e si spaccano. Nasce così l’attuale struttura dei giacimenti di carbone. Il carbone è estratto per mezzo di miniere. Le miniere per l’estrazione del carbone possono essere di due tipi: in sotterraneo o a cielo aperto. Quelle in sotterraneo sono costituite da una serie di pozzi e gallerie che si diramano nel sottosuolo, mentre quelle a cielo aperto sono grandi scavi a imbuto dove le ruspe scavano direttamente i gradoni di roccia e di carbone che vengono portati allo scoperto. Nelle miniere in sotterraneo esistono numerose misure di sicurezza, infatti, per evitare frane e crolli, le gallerie sono puntellate con centinature metalliche, per evitare che l’acqua delle falde sotterranee allaghi le gallerie, si usano potenti pompe che la portano in superficie e l’aria, nelle gallerie più profonde, viene garantita con sistemi di aria forzata. Le miniere a cielo aperto sono più convenienti ed economiche ma è un sistema dannoso dal punto di vista ambientale, sia perché si modifica il territorio ma soprattutto perché si sollevano enormi quantità di polvere nera che viene sparsa dai venti per decine di chilometri. Esistono molte varietà di carbone, la cui qualità dipende dal grado di carbonizzazione che hanno subito le masse vegetali, più i carboni sono antichi più il livello di carbonio che presentano è alto e perciò hanno un maggior potere calorifico. Tra i vari tipi di carbone troviamo:
• la torba, molto giovane e perciò poco usata come combustibile, viene impiegata in agricoltura per arricchire il suolo;
• le ligniti, abbastanza giovani, non sono buoni combustibili e vengono utilizzati per alimentare centrali termoelettriche nei paraggi della miniera;
• i carboni duri, cioè litantraci e antraciti, che costituiscono i combustibili solidi per eccellenza. Hanno un grande potere calorifico;
• il coke, che è un carbone “artificiale” ricavato dal litantrace, è il carbone usato negli altiforni per ottenere ghisa e acciaio.
Fu la materia principale della prima rivoluzione industriale e il “protagonista” dello sviluppo industriale del XIX secolo. Oggi è al terzo posto per importanza dopo petrolio e gas naturale ed ha principalmente due usi:
• nelle centrali termoelettriche, dove viene bruciato per produrre il vapore che alimenta le turbine;
• nei centri siderurgici, dove viene prima trasformato in coke e poi caricato nell’altoforno per la fusione dei minerali di ferro.
I grandi impianti hanno appositi sistemi di depurazione dei fumi per ridurre al minimo l’emissione di sostanze inquinanti.