Concetti Chiave
- Il carbone è un combustibile solido naturale, ricco di carbonio, formatosi circa 300 milioni di anni fa da foreste fossilizzate.
- La formazione del carbone avviene attraverso la crescita di foreste, il loro seppellimento da sedimenti e la decomposizione del legno.
- Esistono quattro tipi principali di carbone: torba, lignite, litantrace e antracite, ciascuno con diverse origini e usi.
- Oggi il carbone è principalmente utilizzato nelle centrali termoelettriche e centri siderurgici, con sistemi di depurazione per ridurre l'inquinamento.
- Le miniere di carbone possono essere sotterranee o a cielo aperto, quest'ultime causando impatti ambientali significativi.
Indice
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.
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 è formato?
- Quali sono i diversi tipi di carbone e le loro caratteristiche principali?
- Quali sono gli impieghi principali del carbone oggi?
- Quali sono i tipi di miniere di carbone e i loro impatti ambientali?
Il carbone si è formato dalla fossilizzazione di intere foreste circa 300 milioni di anni fa, attraverso un processo di carbonizzazione che ha coinvolto la crescita di foreste in zone paludose, il loro sprofondamento e copertura con sedimenti, e la decomposizione del legno.
I tipi di carbone sono torba, lignite, litantrace e antracite, distinti per età di formazione e percentuale di carbonio. La torba è usata in agricoltura, la lignite per centrali termoelettriche, mentre litantrace e antracite sono combustibili solidi ricchi di carbonio.
Oggi il carbone è usato principalmente nelle centrali termoelettriche per produrre vapore, nei centri siderurgici trasformato in coke per gli altiforni, e nell'industria chimica per produrre vari composti come ammoniaca e prodotti sintetici.
Le miniere di carbone possono essere sotterranee, con pozzi verticali, o a cielo aperto, che comportano scavi nel terreno e sollevamento di polvere inquinante, causando danni ambientali significativi.
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