IL CARBONE
Giorgia Garnero - classe 3° A - S. M. di Piasco - A. S. 2015 - 2016
Il carbone è una roccia di color bruno o nero, abbastanza leggera usato come combustibile.
Esso è formato da due tipi di sostanze:
- il materiale organico, il carbonio che brucia e fornisce calore ed anidride carbonica
- il materiale inorganico, costituito da sostanze argillose e sali di zolfo che con la combustione diventano ceneri
Oggi il carbone viene bruciato nelle centrali termoelettriche per produrre elettricità.
Il carbone ha origine da grandi cumuli
di alberi ed altri vegetali che hanno subito un processo di
carbonizzazione attraverso tre fasi principali:
- la crescita di grandi foreste in zone paludose
- lo sprofondamento del terreno e la relativa copertura degli alberi con acqua e fango (fango che si è poi trasformato in roccia)
- la decomposizione degli alberi che, attraverso i batteri presenti nel terreno, sono stati trasformati da legno a carbonio
Nel corso di milioni di anni molte foreste vengono sommerse e di
conseguenza si formano così diversi strati di carbone separati tra loro
da strati di roccia.
ESTRAZIONE DEL CARBONE
Il carbone oggi viene estratto in due modi:
- miniera a cielo aperto:
si utilizza quando lo strato di carbone è vicino al suolo e perciò è
sufficiente togliere con le ruspe la crosta rocciosa sovrastante e
subito si trova lo strato di carbone che può essere estratto e caricato
direttamente su un nastro trasportatore e portato alla vicina
centrale termoelettrica.
- miniera in sotterraneo:
si utilizza quando gli strati di carbone si trovano a grandi
profondità, in questo caso occorre costruire un pozzo attraverso il
quale estrarre il carbone che poi sarà caricato su carri ferroviari e
trasportato alla centrale termoelettrica. La miniera in sotterraneo è
costituita da un pozzo che scende in verticale fino anche a raggiungere
500 m o più e da gallerie dotate di binari e carrelli per trasportare i
materiali. Le gallerie hanno le volte puntellate con centine metalliche
che servono per evitare eventuali crolli. In superficie si trova una
torre di manovra che, con delle funi di acciaio, fa salire e scendere un
grande ascensore che serve per trasportare i carrelli, i minatori ed i
macchinari necessari. I pozzi poi sono dotati di pompe per
estrarre l'acqua delle falde sotterranee che a volte si
incontrano e che potrebbero produrre allagamenti e di ventilatori che portano aria nelle gallerie.
TIPI DI CARBONE
Esistono tre tipi di carbone:
- ligniti: sono i carboni più giovani e poco pregiati, sono di colore marrone e vengono estratti in miniere a cielo aperto
- carboni duri:
sono i carboni più antichi e più ricchi di carbonio perciò sono anche i
più pregiati; essi si estraggono nelle miniere in sotterraneo e possono
essere di due tipi: il litantrace, che è abbastanza comune e serve da combustibile per le centrali termoelettriche e l'antracite, una roccia nera, lucida e compatta che è il combustibile più pregiato e più difficile da trovare
- coke:
è un carbone artificiale, spugnoso ma duro, costituito da carbonio
quasi puro; esso è ricavato dal litantrace ed è usato negli altoforni
per fondere i minerali di ferro
LA CENTRALE TERMOELETTRICA
La centrale termoelettrica a carbone è un impianto dove si brucia il
carbone per produrre energia elettrica. Essa funziona sempre, perchè
quando viene fermata (magari per la manutenzione) servono poi alcuni
giorni per farla ripartire.
Una centrale è formata da quattro sezioni disposte una accanto all'altra.
Ogni sezione è formata da tre edifici:
- la caldaia: è un
edificio metallico alto circa 50 m nel quale viene bruciato il carbone,
le cui fiamme riscaldano e fanno bollire dell'acqua che si trasforma in
vapore, questo viene poi mandato attraverso un tubo in sala macchine
- la sala macchine: è un lunghissimo capannone, all'interno del quale ci sono: la turbina che gira grazie al vapore surriscaldato, proveniente dalla caldaia, l'alternatore
che gira grazie alla turbina e che produce la corrente elettrica che passa
nei trasformatori che si trovano su un piazzale esterno e poi va nei
cavi dell'alta tensione e il condensatore dove
il vapore che esce dalla turbina viene raffreddato attraverso
dell'acqua fredda prelevata da un fiume diventando acqua e venendo poi
riutilizzata nella caldaia
- il percorso dei fumi: i fumi che escono dalla caldaia, non vanno direttamente nella ciminiera ma passano attraverso dei filtri di depurazione: il denitrificatore che cattura l'ossido di azoto, il captatore di polveri che cattura le polveri ed il desolforatore che
cattura l'anidride solforosa responsabile delle piogge acide. Dopo il
passaggio attraverso questi filtri i fumi che escono dalla ciminiera
sono così meno inquinanti.
CARBONE E AMBIENTE
Il carbone è il combustibile più inquinante, perchè emette
nell'aria: anidride solforosa, che i venti trasportano lontano e poi
combinandosi con il vapore acqueo provoca le piogge acide che
danneggiano la vegetazione, i monumenti e gli edifici, ossidi di azoto
e polveri sottili.
Per questo motivo in molti paesi è stato vietato l'utilizzo del carbone
nel riscaldamento domestico ed è solo più usato nelle centrali
termoelettriche, dove l'impianto di filtraggio cattura buona parte
degli inquinanti (purtroppo rimane ancora una piccola emissione di
anidride carbonica che non può essere ridotta).
Oggi il carbone è il primo combustibile al mondo usato per la
produzione di energia elettrica, per esempio l'Unione Europea e gli
Stati Uniti con il carbone producono il 50% dell'energia elettrica di
cui hanno bisogno;la Cina e l'India con il carbone producono
addirittura il 70% dell'energia elettrica di cui hanno bisogno, ma
purtroppo questi due paesi non usano sistemi di filtraggio e scaricano
direttamente nell'atmosfera tutti gli inquinanti,tanto da oscurare il
cielo nelle grandi città.
L'Italia invece è un caso un po' particolare, poichè in seguito
all'opposizione di molti movimenti ambientalisti, essa usa solo il 12%
del carbone per produrre energia elettrica.
Purtoppo però l'inquinamento,prodotto non solo dal carbone, provoca cambiamenti del clima visibili già su scala locale:
- innalzamento del mare
- riduzione dei ghiacciai
- perdita di terreni agricoli
Se le emissioni aumenteranno ancora, i cambiamenti potrebbero avere effetti su scala globale:
- aumento dei deserti
- riduzione delle foreste(polmoni della Terra)
- scarsità d'acqua
- città costiere sommerse dall'acqua
