Concetti Chiave
- Il carbone è un combustibile solido naturale, ricco di carbonio, originato circa 300 milioni di anni fa dalla fossilizzazione di foreste nel periodo carbonifero.
- La formazione del carbone avviene attraverso tre fasi: crescita di foreste in zone paludose, sprofondamento del terreno e decomposizione del legno.
- Esistono quattro tipi di carbone: torba, lignite, litantrace e antracite, ognuno con specifici utilizzi in agricoltura, produzione di energia e industria chimica.
- Il carbone ha iniziato a essere utilizzato in Inghilterra nel 1750 per la produzione di vapore; oggi è utilizzato principalmente nelle centrali termoelettriche e nei centri siderurgici.
- L'estrazione del carbone può avvenire tramite miniere sotterranee e a cielo aperto, quest'ultima con impatti ambientali significativi dovuti agli scavi e alla polvere inquinante sollevata.
Origine e composizione del carbone
Il carbone, combustibile solido naturale, ricco di carbonio originato circa 300 milioni di anni fa nel periodo chiamato carbonifero, dalla fossilizzazione di intere foreste. É formato da due tipi di sostanze:
-Materiale organico
-Materiale inorganico
Il materiale organico è soprattutto carbonio ed è ciò che bruciando fornisce calore, mentre il materiale inorganico è un elemento minerale che bruciando da origine a ceneri e materiali inquinanti.
Qual è il processo di formazione del carbone?
Il carbone deriva da grandi cumuli di organismi vegetali soprattutto alberi che hanno subito un processo di carbonizzazione. La formazione è iniziata molti milioni di anni fa e ha richiesto tre fasi principali:
- Crescita di grandi foreste in zone paludose
- Sprofondamento del terreno e copertura delle foreste con strati di sedimenti
- Decomposizione del legno e carbonizzazione
Tipi di carbone e loro utilizzi
A seconda dell'età di formazione e della percentuale di carbonio si distinguono 4 tipi di carbone: torba, lignite, litantrace e antracite.
Torba: deriva da piante erbacee che hanno subito una trasformazione parziale (era quaternaria). Viene usata soprattutto in agricoltura per arricchire il suolo con sostanze ricche di humus.
Lignite: derivano da masse di alberi che hanno subito trasformazioni molto più profonde rispetto alla torba (era terziaria). Sono utilizzate sul posto per alimentare centrali termoelettriche.
Carboni duri: cioè le Litantraci e le Antraciti. Costituiscono i combustibili solidi per eccellenza, ricchi di carbonio, formatisi nell'era secondaria/primaria.
COKE: è un carbone artificiale estremamente duro e compatto costituito da carbonio quasi puro. Si ricava dal Litantrace. E’ il carbone usato negli altiforni.
Storia e utilizzo del carbone
Il carbone ieri: l’uso del carbone è iniziato in Inghilterra verso il 1750, all’epoca della rivoluzione industriale.
Il suo impiego principale era nella produzione del vapore per ottenere forza motrice nelle fabbriche e nei trasporti.
Il carbone oggi: è sceso al terzo posto per importanza dopo il petrolio e il gas naturale.
Gli impieghi principali sono:
-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.
Questi grandi impianti hanno appositi sistemi di depurazione dei fumi, che riducono al minimo l’emissione di sostanze inquinanti.
-Nell'industria chimica per la produzione dell'ammoniaca, dell'idrogeno, dei prodotti sintetici (solventi, coloranti, antiparassitari, gomma sintetica, esplosivi, plastica, esplosivi, medicinali, ecc...). Dalla distillazione del carbone è possibile anche ottenere il catrame, il benzolo, i solfati, i nitrati, i fosfati, la naftalina, la celluloide.
Estrazione del carbone e impatti ambientali
Un giacimento è formato da molti strati paralleli di carbone alternati a strati di roccia sterile. Le miniere per estrarre il carbone sono di due tipi:
-Miniera in sotterraneo: è formata da alcuni pozzi verticali che collegano i diversi livelli della miniera. Per ridurre i pericoli bisogna adottare molte misure di sicurezza.
-Miniera a cielo aperto: la crosta rocciosa che copre i filoni viene sbancata, poi inizia l’estrazione del carbone con grossi macchinari. Questo è dannoso per l’ambiente perché si crea un grosso scavo nel terreno e si sollevano grandi quantità di polvere nera inquinante.
Domande da interrogazione
- Qual è l'origine del carbone e come si forma?
- Quali sono i principali tipi di carbone e i loro utilizzi?
- Come è cambiato l'uso del carbone nel tempo?
- Quali sono i metodi di estrazione del carbone e i loro impatti ambientali?
- Quali misure di sicurezza sono necessarie nelle miniere di carbone?
Il carbone è un combustibile solido naturale, ricco di carbonio, originato circa 300 milioni di anni fa dalla fossilizzazione di intere foreste. La sua formazione avviene attraverso un processo di carbonizzazione che richiede la crescita di foreste in zone paludose, il sprofondamento del terreno e la decomposizione del legno.
Si distinguono quattro tipi di carbone: torba, lignite, litantrace e antracite. La torba è usata in agricoltura, la lignite alimenta centrali termoelettriche, mentre i carboni duri (litantrace e antracite) sono combustibili solidi di alta qualità. Il coke, un carbone artificiale, è utilizzato negli altiforni.
L'uso del carbone è iniziato in Inghilterra nel 1750 durante la rivoluzione industriale, principalmente per la produzione di vapore. Oggi, è sceso al terzo posto dopo petrolio e gas naturale, impiegato nelle centrali termoelettriche, nei centri siderurgici e nell'industria chimica.
Il carbone viene estratto principalmente tramite miniere sotterranee e a cielo aperto. Quest'ultimo metodo è particolarmente dannoso per l'ambiente, poiché crea grandi scavi e solleva polvere inquinante.
Nelle miniere sotterranee, è fondamentale adottare misure di sicurezza per ridurre i pericoli, come l'installazione di pozzi verticali che collegano i diversi livelli della miniera.
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