Petrolio, l'unica roccia liquida presente in natura

Il petrolio

Quali sono le caratteristiche del petrolio?

Il petrolio è un combustibile fossile, un liquido oleoso più o meno denso, infiammabile, di colore variabile dal giallastro al nero. È l'unica roccia liquida presente in natura. Ha un peso specifico inferiore a quello dell'acqua (sulla quale galleggia). È un miscuglio di idrocarburi (idrogeno e carbonio) con la presenza di piccole quantità di altre sostanze (ossigeno, azoto e zolfo).

Il petrolio è una fonte non rinnovabile, ossia destinata a esaurirsi nel tempo con il suo utilizzo.

È la più importante risorsa energetica mondiale ed è anche la materia prima dell'industria petrolchimica. Si trova spesso insieme al metano, nei giacimenti situati a diverse profondità della superficie terrestre.

L'origine.

Origine e formazione

La sua origine risale a centinaia di milioni di anni fa, quando sul fondo di antichi mari si depositarono grandi ammassi di resti di microscopici organismi animali e vegetali marini: il plancton. In seguito i resti furono ricoperti da strati di sabbie e argille che si trasformarono in rocce sedimentarie. In questi sedimenti, in determinate condizioni di pressione e temperatura, poterono operare i batteri anaerobi che decomposero, in assenza di ossigeno, i resti organici trasformandoli in idrocarburi liquidi o gassosi. Nelle ere geologiche successive, gli sconvolgimenti e gli spostamenti della crosta terreste causarono deformazioni nei sedimenti e gli idrocarburi in essi intrappolati si spostarono e si accumularono in rocce porose, dette rocce di magazzino.

Essendo più leggeri dell'acqua contenuta nelle rocce, gli idrocarburi iniziarono a salire e a concentrasi nella parte più alta delle rocce stesse, dove però le rocce magazzino erano sovrastate da strati impermeabili si formarono delle trappole, che costituiscono i cosiddetti giacimenti.

Quasi sempre sotto il petrolio c'è uno strato di acqua salata, mentre sopra il petrolio si accumulano gas. Questi giacimenti sono situati a profondità che variano da poche decine a migliaia di metri, sia sotto le terre emerse, sia sotto il mare. Per localizzare un giacimento bisogna sapere se il sottosuolo è costituito da rocce sedimentarie, poi localizzare una trappola. Per far ciò sono necessarie approfondite esplorazioni della zona che comprendono fotografie aeree (per avere le prime indicazioni delle caratteristiche geologiche del territorio localizzato), l'analisi del terreno attraverso campioni delle rocce, dette carote per scoprirne le caratteristiche, e altri controlli sulle rocce e la consistenza del sottosuolo. Quando l'esito degli esami risulta positivo si procede con la perforazione di un pozzo esplorativo per definire con certezza se in quel luogo si trova una trappola e se è ricca di idrocarburi.

Come tutti i combustibili fossili, il petrolio è uno dei maggiori responsabili dell'emissione di gas, come l'anidride carbonica e l'anidride solforosa che provocano l'aumento dell'effetto serra e le piogge acide.

Il petrolio greggio è il petrolio estratto dai pozzi, una miscela di liquidi e di gas che deve essere purificata prima del trasporto tramite gli oleodotti.

L'estrazione del petrolio.

Processo di estrazione

Dopo aver analizzato il terreno e proceduto con una perforazione per accertarsi se nella trappola vi sono idrocarburi, si scava un pozzo con l'uso di una struttura metallica detta derrick.

È una struttura a torre alta circa 50 m, alla base della torre vi è un'area di lavoro chiamata “piano sonda”, al centro di essa è posizionato un disco rotante, azionato da un motore, al cui centro viene fissato un tubo lungo circa 30 m, che ha all'estremità una testa di perforazione (o scalpello), un sistema di rulli dentati che ruotano macinando la roccia. A mano a mano che la trivella perfora e scava nel terreno, a questo tubo si aggiungono nuovi tubi all'estremità superiore. Durante l'operazione di scavo viene immesso nel tubo un fango speciale che lubrifica continuamente la trivella e trascina all'esterno i detriti in eccesso. Il rivestimento definitivo del pozzo avviene affondando in esso, a mano a mano che si scende, dei tubi avvitati l'uno sull'altro. Per evitare frane e per aiutare i tubi a resistere alle fortissime spinte del terreno, si riempie lo spazio che eventualmente rimane tra i tubi e le pareti del pozzo con uno speciale cemento. Quando la perforazione raggiunge la trappola, il petrolio inizia a sgorgare in superficie spinto dalla pressione dei gas. Questo procedimento riguarda l'estrazione del petrolio nel terreno, ma la ricerca di giacimenti petroliferi avviene anche sotto i fondali marini che circondano i continenti.

In questo caso, per estrarre il petrolio vengono fissate sul fondo marino delle piattaforme metalliche che emergono al di sopra delle onde e delle maree, in acque profonde fino a circa 100 m, oppure se i il fondale è più profondo si usano i sommergibili o piattaforme galleggianti che arrivano fino ai 300 m. Da esse vengono esplorate le rocce sottostanti con molti pozzi in diverse direzioni. Quando si individua un giacimento, il greggio viene estratto e poi trasportato alla costa più vicina con gli oleodotti. Grazie all'uso di navi particolari, si può estrarre a profondità che vanno dagli 800 ai 3000m.

Trasporto e raffinazione.

Trasporto e raffinazione

Il petrolio grezzo estratto viene depositato in grandi serbatoi di sedimentazione, affinché i frammenti di roccia e l'acqua sospesi nel fluido si depositino sul fondo; viene poi trasportato con gli oleodotti alle raffinerie o ai porti dove è imbarcato su particolari navi cisterna: le petroliere.

Un oleodotto è costituito da una serie di tubazioni di acciaio lunghe anche centinaia di chilometri, unite tra loro e generalmente interrate, che possono coprire migliaia di chilometri. La costruzione e la manutenzione di un oleodotto comporta un enorme lavoro, poiché spesso essi attraversano montagne, deserti oppure zone altamente popolate e la loro installazione deve venire seguendo le norme del rispetto dell'ambiente, infatti necessitano di monitoraggi e di controlli costanti e continui per prevenire perdite o guasti. Le stazioni di pompaggio spingono il petrolio negli oleodotti.

Il petrolio, per essere utilizzato, ha bisogno della separazione dei suoi componenti. Questo processo è chiamato distillazione frazionata (topping): qui il petrolio è riscladato nel forno di vaporizzazione dove passa allo stato di vapore, che viene convogliato nella torre di frazionamento o di distillazione, che può raggiungere gli 80 m di altezza, e qui avviene la separazione dei vari idrocarburi.

Essi condensano a temperature differenti: i componenti più pesanti sono situati ai piani inferiori della colonna di frazionamento (lubrificanti, combustibili), i più leggeri si condensano ai piano superiori (gas liquefatti, propano e butano), mentre alla sommità fuoriescono i componenti gassosi (metano ed etano).

Gli idrocarburi più pesanti possono essere ulteriormente lavorati in impianti di cracking, per ottenere prodotti utili come oli lubrificanti.mpieghi del petrolio.

Il petrolio è utilizzato principalmente come carburante nei mezzi di trasporto e come combustibile per il riscaldamento e la produzione di energia elettrica.

I prodotti derivati dal petrolio, costituiscono la materia prima per l'industria petrolchimica e chimica.

I quattro idrocarburi più usati costituiscono il punto di partenza per la produzione delle principali materie plastiche e delle fibre sintetiche.

Nel nostro Paese, il petrolio è principalmente importato, questo fatto è molto negativo per la nostra economia che dipende così dai Paesi esteri per gli approvvigionamenti.

L'inquinamento del petrolio.

Impatto ambientale

Oggi, le politiche dei governi di tutto il mondo, cercano fonti di energia alternative e di prodotti primari per l’industria, anche alla luce di numerosi altri problemi causati dal petrolio e da alcuni suoi derivati:

inquinamento atmosferico;

la provata tossicità.

Il petrolio, come gli altri combustibili fossili è il maggiore responsabile dell'emissione di gas, quali l'anidride carbonica e l'anidride solforosa che provocano l'aumento dell'effetto serra e delle piogge acide.

Il fumo e i gas che escono dalle centrali termoelettriche e dagli stabilimenti petrolchimici inquinano l'aria con grave danno per l'ambiente e la nostra salute.

I motori delle auto, bruciando benzina, emettono dai tubi di scappamento potenti veleni come il monossido di carbonio, gli ossidi di azoto e di zolfo e le pericolose poveri sospese.

A causa del trasporto del greggio via mare, le navi petroliere potrebbero avere guasti o incorrere a incidenti o in naufragi, liberando nell'ecosistema marino enormi quantità di petrolio. Inoltre, il lavaggio in mare dei serbatoi delle petroliere è severamente vietato, ma a volte viene effettuato al largo delle coste, lontano da possibili controlli, con danni irreparabili per la flora e la fauna marina.

I residui solidi dei derivati del petrolio come le materie plastiche, vengono ammassati nelle discariche o dispersi nell'ambiente costituiscono un'altra fonte di inquinamento, poiché non sono biodegradabili (cioè non posso essere trasformati dai batteri naturali in sostanze non dannose), come anche i detersivi. Gli insetticidi, sparsi nelle coltivazioni per eliminare insetti dannosi, avvelenano il terreno e le acque dei fiumi.