Tesina sul lavoro e sul progresso

L’epoca del lavoro e del progresso

Gli ultimi decenni dell’Ottocento furono caratterizzati da un’espansione industriale senza precedenti, chiamata Seconda Rivoluzione Industriale.

In questo periodo ci fu un forte sviluppo scientifico e tecnologico ed enormi cambiamenti sociali, che caratterizzarono la nascita della società di massa. Essa era basata sull’uniformazione dei gusti, stili di vita e abitudini che divennero appunto “di massa”. Le ragioni di questo intenso sviluppo industriale furono la concorrenza dei prodotti extraeuropei, maggiormente statunitensi, che creò diversi problemi all’economia europea.

Difatti, ci fu un forte rallentamento economico, comunemente definito “grande depressione”. A causa di ciò molte merci nazionali rimasero invendute, i prezzi crollarono e diverse fabbriche furono costrette a chiudere, con la conseguenza di un forte aumento della disoccupazione.

Per risolvere tale crisi fu applicato il protezionismo, che imponeva dei dazi sulle merci provenienti dall’estero, favorendo così la vendita dei prodotti interni. A volte questa tattica era reciproca e poteva anche ritorcersi contro gli stessi paesi che lo applicavano, penalizzandone dunque le esportazioni.

Proprio per questo motivo si sentiva la necessità di rimodernare le industrie con nuove applicazioni tecnologiche. Fra le nuove invenzioni e innovazioni ricordiamo maggiormente la macchina per cucire, il telegrafo, la fotografia, il francobollo, la macchina per scrivere a tasti, la conservazione dei cibi in scatola, la dinamite, la pastorizzazione del latte, la bicicletta, i motori a scoppio, i primi telefoni e le prime automobili.

Il petrolio e la combustione

In questo periodo ci fu un largo utilizzo del petrolio. Esso è una miscela di idrocarburi liquidi, solidi e gassosi ed è un combustibile, ovvero un materiale che, bruciando in presenza di ossigeno (comburente), produce calore (energia termica).

Nei combustibili è immagazzinata una certa quantità di energia chimica presente nei legami esistenti all’interno delle loro molecole. Nel corso della combustione questi legami vengono spezzati e l’energia viene rilasciata sotto forma di calore e luce.

Il valore economico di un combustibile dipende dalla quantità di calore sviluppata durante la combustione. Questa grandezza prende il nome di potere calorifico. Esso viene espresso in kilocalorie per kg se si tratta di un solido o un liquido e in m³ se si tratta di combustibili gassosi. Nel Sistema Internazionale (SI) l’energia viene espressa in joule o nei suoi multipli.

Il petrolio è il combustibile fossile più importante ed è materia prima di base dell’industria petrolchimica, che fornisce prodotti come le materie plastiche, le fibre sintetiche e i concimi chimici.

La formazione del petrolio

Il petrolio è il prodotto della trasformazione di organismi vegetali ed animali, in seguito a complessi processi chimici e fisici che hanno portato alla formazione di rocce sedimentarie.

I mari della Terra sono stati popolati per milioni di anni da innumerevoli esseri viventi, maggiormente da organismi marini molto piccoli chiamati plancton. Alla loro morte questi organismi si depositarono sui fondali e si mescolarono con diversi sedimenti che i fiumi portavano al mare.

In questi sedimenti, a causa della mancanza d’aria, per opera di speciali batteri, temperature e pressioni, gli organismi si sono scomposti in sostanze chimiche formate unicamente da idrogeno e carbonio, che costituirono gli idrocarburi.

Essi potevano essere sia liquidi che gassosi ed essendo più leggeri dell’acqua risalivano in superficie, concentrandosi nella parte più alta delle rocce che presero il nome di “rocce magazzino”.

Nel corso delle ere geologiche avvennero giganteschi sconvolgimenti della crosta terrestre, che causarono lo spostamento dei diversi strati rocciosi. Ecco perché le rocce magazzino si possono oggi trovare in zone molto distanti da quelle originarie.

I giacimenti e le trappole petrolifere

Il petrolio è racchiuso nei giacimenti trappola. Come già detto, il petrolio ed i gas, essendo più leggeri dell’acqua, tendono a risalire attraverso le rocce permeabili.

Se il sottosuolo fosse composto semplicemente da rocce di questo tipo, gli idrocarburi si disperderebbero. Ma esso è formato anche da strati di rocce impermeabili.

In seguito a spinte e pressioni i vari strati si sono piegati o fratturati ed il petrolio si è spostato fin quando non ha incontrato uno strato impermeabile che l’ha fermato.

In conclusione, il petrolio si è accumulato nella parte più alta di rocce porose coperte da rocce impermeabili, formando così, dunque, le trappole petrolifere.

La ricerca dei giacimenti

Per trovare un giacimento bisogna sapere se il sottosuolo è costituito da rocce sedimentarie e se tra queste ve ne sono di quelle che possono contenere idrocarburi. Dopo bisogna identificare la trappola.

Per localizzarla si ricorre al rilevamento aerofotografico, di grande aiuto, siccome rileva i diversi affioramenti rocciosi, dove potrebbe trovarsi il petrolio, con semplicità.

In seguito si raccolgono dei campioni di terreno che vengono accuratamente esaminati per scoprirne le caratteristiche e così determinare l’età dei diversi strati rocciosi.

Dopo questi studi si passa a controlli diretti, impiegando diversi sistemi di ricerca. Alcuni di questi metodi si basano sulla misura del magnetismo e della gravità della zona dove si effettua la ricerca.

I diversi tipi di roccia hanno magnetismo e densità diversi. Proprio grazie a queste caratteristiche, possiamo ottenere un primo modello orientativo sulla forma del sottosuolo.

Molto più esatto però è il modello sismico a riflessione, che è in grado di individuare una trappola con precisione.

Si provocano nel sottosuolo delle vibrazioni per mezzo di esplosioni di miscele di gas in camere da scoppio chiuse. Le onde sismiche che si produrranno attraverseranno il terreno e si rifletteranno ogni volta che c’è un cambiamento di quest’ultimo.

Le onde riflesse vengono registrate, convertite in numeri espressi dal sistema binario e inviate a calcolatori che forniranno un’immagine precisa del sottosuolo.

Dopo tutti questi esami, in caso di risultati positivi si procede con lo scavo di un pozzo esplorativo, che sarà l’unico modo per definire la presenza di petrolio o meno.

Se i risultati sono positivi è di norma necessaria la perforazione di altri pozzi. La durata di questa fase dipende dalla profondità e dal numero di pozzi, che può comunque richiedere da un minimo di un anno a 5 e più anni.

La perforazione dei pozzi

La perforazione di un pozzo di petrolio è un’operazione complessa e molto costosa.

Prima di tutto si innalzano le torri di trivellazione per sostenere la trivella, una specie di grosso trapano che porta sulla cima uno scalpello.

Il movimento di rotazione viene trasmesso da un potente motore ad una tavola rotante che a sua volta fa girare le aste cave della trivella.

Man mano che lo scalpello avanza perforando le rocce si aggiungono nuove aste. Nelle aste cave circola del fango sotto pressione che ha lo scopo di raffreddare la sonda e di trasportare in superficie i frammenti della roccia perforata.

Man mano che il pozzo progredisce viene rivestito con tubi di acciaio cementati di roccia.

Quando il pozzo raggiunge il petrolio esso fuoriesce liberamente. Così dunque si toglie la sonda e si inserisce un tubo di acciaio, fissando alla testa del pozzo diverse valvole che regolano il flusso del petrolio.

Nonostante tutto, solo una parte del petrolio, equivalente al 30%, viene estratta dal giacimento. Il resto rimane attaccato alla roccia tanto da non poter essere estratto con metodi normali.

In alcuni pozzi, invece, la pressione che permette la fuoriuscita del petrolio può diminuire. In tal caso vengono installate delle pompe d’estrazione.

La raffinazione del petrolio

Il petrolio grezzo che si ricava viene estratto dal giacimento e depositato in grandi serbatoi di sedimentazione, dove si depositano sul fondo tutti i materiali estranei come funghi, rocce…

Dopo di che, attraverso degli oleodotti o navi petroliere, raggiunge le raffinerie.

Come già detto, il petrolio è un miscuglio di diversi idrocarburi. Essi possono essere separati applicando diverse lavorazioni che avvengono nelle raffinerie.

Prima di tutto il petrolio greggio subisce il trattamento della distillazione frazionata (topping) nella torre di frazionamento.

Quest’ultima contiene diversi piatti, dove si condensano i vari idrocarburi a seconda della rispettiva temperatura d’ebollizione.

Sui piatti in cima alla colonna si depositeranno gli idrocarburi più leggeri, mentre in basso quelli più pesanti. In fondo si depositeranno tutti i residui della distillazione.

I prodotti che si ottengono dalla distillazione frazionata sono: gas di raffineria, benzine, kerosene, gasoli, oli pesanti e residui vari.

Gli idrocarburi che si ottengono alla prima distillazione non possono essere utilizzati subito, siccome devono subire ulteriori processi di distillazione per eliminarne tutte le impurità.

I residui del topping vengono nuovamente distillati con temperature inferiori a quelle precedenti. In questo modo si ottengono nuovi keroseni, gasoli ed oli lubrificanti.

I residui della seconda distillazione sono chiamati bitumi e vengono maggiormente impiegati nell’asfaltatura delle strade.

Gli impieghi del petrolio

Il petrolio di per sé viene impiegato in diversi settori. È molto importante nel settore dei trasporti grazie alle benzine, al kerosene e al gasolio.

Inoltre anche l’industria petrolchimica ci fornisce vari prodotti derivati da esso come le materie plastiche, le fibre sintetiche, detergenti, coloranti, concimi chimici… ecc… ecc…

Esso, inoltre, è un’importante risorsa nella produzione di energia elettrica nelle centrali termoelettriche e in quelle a turbogas.

Nelle centrali termoelettriche il combustibile viene fatto bruciare per così produrre calore. Esso viene utilizzato per la produzione di vapore che mette in movimento una turbina collegata a un alternatore che trasforma l’energia meccanica in energia elettrica.

Infine il trasformatore aumenta i valori di tensione della corrente prodotta che sarà inviata alle linee di trasporto.

Nelle centrali a turbogas, invece, di solito viene impiegato il gasolio. L’impianto della centrale è costituito da una camera di combustione e da un gruppo turboalternatore.

Per la produzione di energia elettrica si procede inviando nella camera di combustione dell’aria aspirata dall’atmosfera.

In questa camera dalla combustione del gasolio si produce calore che fa girare una turbina. Qui si ha la conversione da energia termica a energia meccanica grazie a un alternatore.

Il petrolio negli Stati Uniti

Nonostante i suoi tanti impieghi il petrolio causa inquinamento.

Il paese che maggiormente sfruttava questo combustibile, negli anni della Seconda Rivoluzione industriale, furono gli Stati Uniti d’America, attualmente una delle più importanti potenze economiche al mondo.

Gli Stati Uniti sono compresi fra l’Oceano Atlantico e l’Oceano Pacifico.