| IL CARBONE
I carboni fossili derivano
da una lenta e graduale decomposizione che, migliaia di
secoli fa, ha subito il legno di antichissime foreste,
sommerse dalle acque e sepolte poi sotto la crosta
terrestre. Questa decomposizione è avvenuta in mancanza
di aria, sotto l'azione di alte temperature e pressioni e
in presenza di speciali batteri.
Come sappiamo, i tessuti vegetali sono costituiti in
massima parte di cellulosa, sostanza formata da carbonio,
idrogeno ed ossigeno. Durante la decomposizione questi
tessuti hanno perduto quasi tutto l'ossigeno e l'idrogeno
e si sono trasformati in carbone, sostanza ad altissimo
contenuto di carbonio. I carboni fossili più antichi
risalgono alla fine dell'era primaria, circa 300 milioni
di anni fa: in quel periodo grandi superfici della terra
erano occupate da immense foreste acquitrinose che,
grazie a un clima caldo e umido, si svilupparono
enormemente per migliaia di secoli. Nell'era successiva,
l'era secondaria, a causa di giganteschi rivolgimenti
della crosta terrestre, questi grandi accumuli di legname
furono ricoperti da detriti terrosi e sommersi dalle
acque: così cominciarono a formarsi i carboni più
antichi (le antraciti ed i litantraci).
I successivi sollevamenti della crosta terrestre che
formarono i continenti riportarono alla superficie i
depositi carboniferi che oggi vengono sfruttati.
Di origine più recente sono le ligniti (circa 50
milioni di anni) e le torbe (600.000
anni). La percentuale di carbonio diminuisce al diminuire
dell'età e, di conseguenza, diminuisce il potere
calorifico dei diversi tipi di carbone.
Il carbone viene utilizzato soprattutto come combustibile
nelle centrali termoelettriche e in particolari settori
dell'industria siderurgica.
Fino agli anni '50 il carbone ha rappresentato la
principale fonte di energia a cui si è ricorso nella
comunità europea ma in seguito all'avvento dell'impiego
del petrolio, la sua importanza ed utilizzazione è
andata sempre più riducendosi e soltanto le miniere più
produttive hanno continuato a funzionare.
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IL PETROLIO
Il petrolio si è formato nell'era
paleozoica (alle origini della vita animale) circa 350
milioni di anni fa, molto prima della comparsa dell'uomo.
I mari erano ricchi di organismi vegetali e animali che,
dopo la morte, si adagiavano sulla roccia, sulla sabbia o
sulla fanghiglia che ricopriva il fondo marino.
Il termine petrolio deriva dal latino "petrae" e
"oleum" e
significa olio proveniente dalla pietra. Tecnicamente il
petrolio è una miscela molto densa di idrocarburi (composti
chimici di idrogeno e carbonio), di colore variabile dal
nerastro e al bruno/giallo. L'odore del petrolio è
abbastanza caratteristico anche se per larga parte
dipende dalla presenza di diverse sostanze quali ossidi
vari, composti con l'azoto, zolfo ecc.; il peso specifico
della miscela petrolifera oscilla tra 0,8 e 1 kg/dm³ e
ciò in ragione delle suddette.
 I
giacimenti sono formati inizialmente da una roccia
serbatoio permeabile e una roccia impermeabile di
copertura. Le migliori rocce di copertura sono il sale e
le argille plastiche. Se una trappola si trova sul
percorso di migrazione degli idrocarburi, si forma un
accumulo. Un accumulo di dimensioni tali viene appunto
definito giacimento.
Il petrolio è un miscuglio di idrocarburi: dal gas
metano ai solidi bituminosi. Per scomporlo nei suoi
componenti lo si scalda a 380° e lo si immette nella
colonna di distillazione frazionata. Qui,
sfruttando i diversi punti di ebollizione, si separano e
si raccolgono i sottoprodotti alle diverse altezze della
colonna. Con la distillazione i primi ad essere prodotti
sono i gas alla temperatura di 60° C, a 100°C si
ottiene la benzina, a 275°C si ottiene il cherosene, a
380°C si ottiene il gasolio e infine rimangono i residui.
Dopo ulteriori lavorazioni dai gas si ottiene il GPL; la
benzina viene trasformata nelle varie benzine e la nafta
viene trasformata in carburante per motori diesel. Il
gasolio viene usato per il riscaldamento e con i residui,
dopo la distillazione vengono prodotti asfalti e bitumi.
I prodotti ricavati dal petrolio sono utilizzati nel
campo energetico (combustibili) e petrolchimico (materia
di base). Asfalti e bitumi sono usati per asfaltare
strade o impermeabilizzare.
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IL METANO
Il metano (CH4), chiamato
anche "gas naturale", come il petrolio è un
prodotto di degradazione e trasformazione di organismi
viventi. Non a caso esso si trova molto spesso insieme al
petrolio, in sacche chiuse. Quando, scavando pozzi,
queste sacche entrano in comunicazione con l'ambiente
esterno, il metano fuoriesce spesso con molta violenza.  Il metano è un
combustibile molto pregiato, soprattutto perché in
genere non contiene zolfo. Viene trasportato attraverso i
metanodotti. In Italia esistono giacimenti di gas ma una
parte deve essere importata dall'URSS, dall'Olanda e
dall'Algeria. In genere, si cerca di evitare questo
combustibile per la produzione di energia elettrica ma lo
si utilizza per usi civili.
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L'URANIO
L'uranio è un elemento chimico
appartenente alle famiglie dei metalli ed è il più
pesante esistente in natura. E' abbastanza diffuso sulla
crosta terreste ed è ottenuto per estrazione, in miniere
a cielo aperto o in gallerie, da minerali quali
pechblenda, uranite, carnotite e autunite.
Caratteristica dell'uranio è di essere radioattivo, cioè
di emettere radiazioni. La scoperta di questa proprietà
si deve al fisico francese Herry Becquerel
(1852-1908), nel 1897 si accorse che
un pezzo di materiale uranifero era in grado di
impressionare una lastra fotografica. Altri fisici come i
coniugi Pierre (1859-1906)
e Marie Curie (1867-1934)
scoprirono poi che altri elementi come il polonio e il
radio presentavano le stesse proprietà dell'uranio. La
natura della radiazione emessa dalle sostanze radioattive
venne chiarita da Ernest Rutheford (1871-1937).
Egli scoprì che ci sono tre tipi di radiazioni: i raggi alfa,
beta e gamma.
Un' altra caratteristica dell'elemento
uranio è quello di essere fissile. I nuclei dei suoi
atomi sono cioè scindibili in due parti quasi
equivalenti, se vengono colpiti da un neutrone; questo
processo viene chiamato reazione nucleare di fissione. Nella
fissione del nucleo di uranio, assieme ad una notevole
quantità di energia termica si liberano dei neutroni dal
nucleo originario, i quali, in circostanze opportune,
possono colpire ciascuno un nucleo di uranio, che scisso,
libera energia e neutroni innescando una reazione
a catena. Per poter utilizzare
l'enorme quantità liberata dalla fissione dell'uranio è
necessario evitare che la reazione a catena divenga
troppo rapida assumendo un carattere esplosivo. Si tratta
di realizzare la cosiddetta fissione controllata, cioè
una reazione a catena rallentata nella quale l'energia
viene sprigionata abbastanza lentamente da poter essere
sfruttata senza pericolo. L'apparato in cui avviene la
fissione controllata è chiamato reattore
nucleare. Il calore sviluppato dalla
fissione dell'uranio è utilizzato per riscaldare
dell'acqua che viene vaporizzata. Il vapore ad alta
temperatura (250°-300°C) così ottenuto mette in moto
una turbina, la cui energia cinetica viene infine
trasformata in energia elettrica. La fissione nucleare
produce una grande quantità di calorie. La fissione
nucleare produce "bruciando" uranio una quantità
di energia fino a 2200 volte superiore a quella che si
otterrebbe bruciando una equivalente quantità di
petrolio.
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