2015-01-04 17:11:49 +01:00
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<!DOCTYPE html>
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<html>
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<head>
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<meta name="description" content="Combustibili fossili">
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<meta name="keywords" content="carbone, gas, petrolio, energia">
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<meta name="author" content="Michele Guerini Rocco, Christian Raimondi, Marco Sgrò">
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<meta charset="utf-8">
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<title> Combustibili fossili </title>
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<link rel="stylesheet" href="dillinger.css">
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</head>
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<body>
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2015-01-04 17:19:51 +01:00
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<h1> Combustili fossili </h1>
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2015-01-04 17:11:49 +01:00
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<h1> Carbone </h1>
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<p>
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<img alt="carbone" src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fd/Struktura_chemiczna_w%C4%99gla_kamiennego.svg">
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Il carbone è una roccia sedimentaria organogena utilizzata
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principalmente come combustibile.
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<h3> Formazione </h3>
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<p><img alt="formazione del carbone" src="http://undergroundcoal.com.au/outburst/images/factor_coal_rank.jpg"></p>
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<p>
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Il processo di formazione degli attuali depositi di carbone iniziò
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nel periodo <strong>Carbonifero</strong>, circa 345 milioni di anni
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fa. Il clima caldo umido del periodo favorì largamente lo sviluppo
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di grandi alberi che costituirono vastissime foreste ricoprendo
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aree paludose e zone costiere.
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<p>
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I resti vegetali lasciati dalle piante si
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<strong>stratificarono</strong> per migliaia di anni e vennero
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gradualmente seppelliti nel suolo paludoso da strati di sedimenti
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(fango e sabbia). Si costituirono quindi la <strong>torba</strong>,
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un fitto intreccio di resti vegetali, e il
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<strong>sapropel</strong>, una fanghiglia di resti vegetali,
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planctonici e argille.
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<p>
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Con l'aumentare della stratificazione e quindi della profondità
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si determinò un aumento di pressione e temperatura. In questo
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ambiente microorganismi anaerobi attuarono una serie di
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trasformazioni riducendo la quantità di idrogeno, ossigeno e azoto
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e aumentando la concentrazione di <strong>carbonio</strong>
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passando così dalla torba alla <strong>lignite</strong> e
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<strong>litantrace</strong> fino
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all'<strong>antracite</strong>, in ordine per contenuto di
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carbonio.
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<p><img alt="antracite" src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/72/Coal_anthracite.jpg"></p>
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<p>
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L'antracite è il tipo di carbon fossile più pregiato e contiene
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fino al 95% di carbonio. Il carbonio puro, la
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<strong>grafite</strong> non è invece utilizzabile come
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combustibile.
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Il processo può durare diversi milioni di anni e può essere
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interrotto se lo strato riaffiora in superficie a causa dei
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movimenti tettonici in quanto il materiale si degrada velocemente.
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<h3> Utilizzi </h3>
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Il carbone é utilizzato per la <strong>produzione di
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grafite</strong> artificiale tramite il processo chimico di
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grafitazione.
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In passato veniva trasformato in <strong>gas</strong> per il
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<strong>riscaldamento</strong> e l'illuminazione pubblica.
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Nella Germania nazista il carbone veniva convertito, grazie al
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processo Fischer-Tropsch, in idrocarburi come
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<strong>benzina</strong> e <strong>gasolio</strong> per sopperire
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alla mancanza di petrolio.
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Tuttavia l'utilizzo principale del carbone oggi è quello di
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<strong>combustibile solido</strong> per la produzione di energia
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elettrica. Il consumo globale di carbone è di circa 7.3×10¹² kg e
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il <strong>40%</strong> della produzione di energia elettrica
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avviene grazie alla combustione del carbone (dati del 2010).
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L'utilizzo del carbone è in aumento e si stima possa aumentare
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del 48% entro il 2030.
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<h3> Produzione di energia elettrica </h3>
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Quando utilizzato per la produzione di energia elettrica il carbone
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è solitamente polverizzato e bruciato in un fornace con una
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caldaia. Il calore prodotto dalla combustione viene utilizzato per
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riscaldare l'acqua nella caldaia e produrre vapore. Il vapore
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poi mette in movimento delle turbine che azionano un generatore
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producendo corrente. L'<strong>efficienza</strong>
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termodinamica del processo è in genere del <strong>25%</strong> e
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può raggiungere il 43% utilizzando antracite come carburante.
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In un processo alternativo il carbone è convertito in
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<strong>syngas</strong>, una miscela di CO₂, CO e H₂, e bruciato in
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una turbina a gas. In questo caso l'efficienza è più alta:
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<strong>40-45%</strong>.
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<h3> Riserve e consumo </h3>
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<p><img alt="carico di carbone" src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/60/Ashtabulacoalcars_e2.jpg"></p>
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<p>
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Il maggior estrattore di carbone è la Cina, con il 38% della
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produzione annua mondiale, seguita dagli stati uniti al 14%.
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l'85% della produzione è consumata da soli 10 paesi di cui 8
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sono parte dei maggiori produttori. Solo la Cina consuma il 50%
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della produzione annua mondiale.
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<p>
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Si è stimato che la quantità di carbon fossile accessibile
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all'estrazione con le tecniche attuali è circa 1.5×10¹⁶ kg.
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Ovvero, con l'attuale consumo, l'equivalente a circa
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<strong>280-300 anni di riserve</strong>.
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<h3>Problemi</h3>
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L'estrazione e l'utilizzo del carbone comporta una lunga
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serie di rischi per la salute e l'ambiete.
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Le miniere a cielo aperto hanno un forte impatto ambientale e ad
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esse sono collegati pericoli come contaminazione delle acque, fughe
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di <strong>cenere volante</strong> e liquami.
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Nelle minieri sotterranee invece si hanno invece rischi per la
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salute dei minatori che sono sottoposti ad alte temperature (anche
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più di 30°C) e la lunga esposizione alle polveri porta a malattie
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come la <strong>silicosi</strong>. Sono frequenti gli incendi nei
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giacimenti di carbone che possono bruciare per decenni e causare la
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<strong>subsidenza</strong> del suolo soprastante.
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<p><img alt="" src="http://media3.s-nbcnews.com/j/msnbc/Components/Photos/040609/040609_coalplant_hmed_2p.grid-6x2.jpg"></p>
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<p>
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La combustione del carbone libera in aria, oltre alla CO₂, SO₂ che
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è un gas fortemente irritante per l'uomo e che provoca il
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fenomeno delle <strong>piogge acide</strong>. Il carbone può anche
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contenere in tracce altre sostanze pericolose come arsenico e
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mercurio e <strong>metalli pesanti</strong> che finiscono nei
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milioni di tonnelate di prodotti di scarto rilasciati dalla
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lavorazione e utilizzo del carbone ogni anno.
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Ogni anno in Cina muoiono più di 5000 minatori e negli Stati Uniti
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si registrano 24000 morti collegate alla produzione di energia dal
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carbone.
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<h3> Densità di energia </h3>
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<p><img alt="densità di energia" src="http://imgs.xkcd.com/comics/log_scale.png"></p>
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<p>
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La densità di energia del carbone è di <strong>24 MJ/Kg</strong>.
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Circa la metà di quella di metano e petrolio e quasi nulla rispetto
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a quella dei materiali fissili. Inoltre anche nel miglior processo
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di combustione quasi la metà di questa energia viene persa. Il
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carbone è una delle fonti di energia più inefficienti tuttavia ha
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un costo di produzione relativamente basso e contribuisce a
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mantenere basso il costo di altri combustibili come il petrolio.
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<h1> Petrolio </h1>
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<p><img alt="petrolio" src= "http://www.genitronsviluppo.com/biodiesel_alghe/compleanno_petrolio_microalghe_compleanno_petrolio_anniversario_4.jpg"></p>
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<h2> Formazione </h2>
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<h4> Teoria Biogenica </h4>
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La teoria biogenica del petrolio ipotizza che il petrolio derivi
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dalla trasformazione di materiale biologico in decomposizione. Il
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primo a sostenere tale teoria fu lo scienziato russo Lomonosov nel
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XVIII secolo (confermata nel 1877 da Mendeleev). Ulteriore conferma
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a tale ipotesi fu fornita da Alfred E. Treibs, che evidenziò
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l'analogia strutturale tra una molecola di metalloporfirina che
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aveva rintracciato nel petrolio nel 1930 e la molecola della
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clorofilla (che è invece associata a processi biologici).
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<p>
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Secondo tale teoria, il materiale biologico dal quale deriva il
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petrolio è costituito da organismi unicellulari marini vegetali e
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animali (fitoplancton e zooplancton) rimasti sepolti nel sottosuolo
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centinaia di milioni di anni fa, in particolare durante il
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paleozoico, quando tale materia organica era abbondante nei mari.
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</p>
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<p>
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In un primo stadio, tale materia organica viene trasformata in
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cherogene attraverso una serie di processi biologici e chimici; in
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particolare la decomposizione della materia organica ad opera di
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batteri anaerobi (cioè che operano in assenza di ossigeno) porta
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alla produzione di ingenti quantità di metano. Successivamente, a
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causa della continua crescita dei sedimenti, si ha un innalzamento
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della temperatura (fino a 65-150 °C) che porta allo sviluppo di
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processi chimici di degradazione termica e cracking, che
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trasformano il cherogene in petrolio. Tale processo di
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trasformazione del cherogene in petrolio avviene alla sua massima
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velocità quando il deposito ha raggiunto profondità intorno a
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2.000-2.900 metri.
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<p>
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Una volta generati, gli idrocarburi migrano verso l'alto
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attraverso i pori della roccia in virtù della loro bassa densità.
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Se nulla blocca la migrazione, questi idrocarburi affiorano in
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superficie. A questo punto le frazioni più volatili evaporano e
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resta un accumulo di bitume, che è pressoché solido a pressione e
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temperatura atmosferica. Storicamente gli accumuli naturali di
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bitume sono usati per usi civili (impermeabilizzare il legno) o
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militari (come il fuoco greco). Tuttavia nel percorso di
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migrazione, gli idrocarburi possono accumularsi in rocce porose
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(dette "rocce madri") e restare bloccati da uno strato di
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roccia impermeabile. In questo caso si può creare una zona di
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accumulo, detta "trappola petrolifera" (o reservoir).
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Perché le rocce porose possano costituire un reservoir, è
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necessario che queste rocce siano al di sotto di rocce meno
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permeabili (normalmente argille o evaporiti), in maniera tale che
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gli idrocarburi non abbiano la possibilità di risalire sino alla
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superficie terrestre.
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Una conformazione geologica che costituisce un caso tipico di
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trappola petrolifera è la piega anticlinale. Questo tipo di
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configurazione costituisce di gran lunga il caso più frequente di
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"trappola petrolifera", anche se può accadere che il
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petrolio si accumuli in corrispondenza di fratture tettoniche o
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attorno a dei giacimenti di sale. All'interno del reservoir si
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viene quindi a trovare una miscela di idrocarburi liquidi e gassosi
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(in proporzioni variabili). Gli idrocarburi gassosi costituiscono
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gas naturale (metano ed etano) e riempiono le porosità superiori.
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Quelli liquidi (nelle condizioni di pressione esistenti nel
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giacimento, cioè svariate centinaia di atmosfere) occupano le zone
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inferiori del reservoir. In virtù dell'origine marina della
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materia organica all'origine del petrolio, quasi
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inevitabilmente gli idrocarburi sono associati ad acqua; è
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frequente la situazione per la quale all'interno della roccia
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madre si trovino tre strati: uno superiore di gas naturale, uno
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intermedio costituito da idrocarburi liquidi ed uno inferiore di
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acqua salata. Nelle operazioni di messa in produzione di un
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giacimento si presta notevole attenzione alla profondità alla quale
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si situa lo strato di acqua perché questa informazione è necessaria
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per calcolare il rendimento teorico del giacimento. È frequente la
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situazione per la quale il giacimento di idrocarburi contiene
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unicamente metano ed etano. In questo caso si parlerà di giacimento
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di gas naturale. Se gli idrocarburi liquidi più pesanti presenti
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nel giacimento non superano i dodici-quindici atomi di carbonio
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(C12 - C15), si parlerà di giacimento di condensato, sovente
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associato a gas naturale. Se negli idrocarburi liquidi presenti
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sono rappresentate molecole più lunghe si è in presenza di un
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giacimento di petrolio propriamente detto.
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<h3> Teorie Abiogene </h3>
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<p>
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Secondo le teorie abiogene (o abiotiche) il petrolio si è formato
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attraverso processi non biologici.
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</p>
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<p>
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Fra i teorici dell'origine abiogena c'è il professor Thomas
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Gold che nel 1992 pubblicò la sua teoria della profonda biosfera
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calda, allo scopo di spiegare il meccanismo dell'accumulo di
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idrocarburi nei giacimenti profondi. Nel 2001 J. Kenney dimostrò
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che secondo le leggi della termodinamica non sarebbe possibile la
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trasformazione a basse pressioni di carboidrati o altro materiale
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biologico in catene idrocarburiche. Infatti il potenziale chimico
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dei carboidrati varia da -380 a -200 kcal/mol, mentre il potenziale
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chimico degli idrocarburi è maggiore di 0 kcal/mol. Siccome le
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trasformazioni termodinamiche evolvono verso condizioni a
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potenziale chimico più basso, la trasformazione citata non può
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avvenire. Il metano non si polimerizza a basse pressioni ad alcuna
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temperatura. Talvolta, giacimenti di gas naturale e petrolio
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ritenuti in fase di esaurimento, si riempono di nuovo; questo
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processo può essere alimentato solo da depositi profondi,
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percorrendo la sequenza di fenomeni che portò alla formazione
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iniziale. La teoria abiotica sostiene che tutti gli idrocarburi
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naturali siano di origine abiotica, ad eccezione del metano
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biogenico (spesso chiamato gas di palude), che è prodotto in
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prossimità della superficie terrestre attraverso la degradazione
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batterica di materia organica sedimentata.
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</p>
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<p>
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Una teoria dell'origine abiotica del petrolio ritiene che al
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momento della formazione della Terra si siano formati dei
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significativi depositi di carbonio, ora preservati solo nel
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mantello superiore. Questi depositi, trovandosi in condizioni di
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elevata temperatura e pressione, catalizzerebbero la
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polimerizzazione di molecole di metano, fino a formare lunghe
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catene idrocarburiche. Una variante di questa teoria prevede
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l'idrolisi di peridotiti del mantello, con conseguente
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formazione di un fluido ricco in idrogeno e con metalli
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catalizzatori (come nichel, cromo, cobalto o vanadio), che
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risalendo, dilaverebbe le rocce carbonatiche superiori, generando
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idrocarburi. Questa reazione chimica ipotizzata è la stessa che si
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avrebbe nel processo industriale della sintesi di Fischer-Tropsch.
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</p>
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<h2> Trasformazione Preliminare </h2>
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<p>
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Abitualmente il greggio viene sottoposto ad un primo trattamento
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direttamente sul posto in cui viene estratto dal sottosuolo.
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L'acqua e le componenti minerali sono le prime ad essere
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separate, prima di inviare il petrolio alla raffinazione,
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principalmente tramite distillazione o metodi gravitativi, cicloni,
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ecc. L'acqua separata, solitamente ha un certo contenuto di
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sali disciolti (principalmente cloruro di sodio) e quindi non
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utilizzabile per scopi agricoli, industriali o civili, quasi sempre
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viene reiniettata nel sottosuolo entro l'acquifero del
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giacimento, per mantenerne la pressione e quindi tenere stabile la
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produzione petrolifera, oppure in livelli rocciosi permeabili, che
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quindi l'assorbono facilmente, individuati nel sistema
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geologico in cui si trova il giacimento.
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</p>
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<h3> La Trasformazione del petrolio (downstream) </h3>
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<p>
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Dopo il processo di estrazione, il petrolio viene trasportato verso
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stabilimenti (raffinerie di petrolio), dove avvengono le operazioni
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di trasformazione che permettono di produrre a partire dal grezzo
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petrolifero una serie di prodotti di uso comune. Le operazioni
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attraverso le quali il grezzo petrolifero viene trasformato sono
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molteplici e di diversa natura. A grandi linee, il processo di
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raffinazione può essere suddiviso in tre fasi principali:
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</p>
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<ul>
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<li> Separazione fisica dei componenti che costituiscono il petrolio ottenendo più tagli; </li>
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<li> Processi chimici per il miglioramento qualitativo dei tagli ottenuti; </li>
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<li> Purificazione dei prodotti finali.</li>
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</ul>
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<p>
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Scendendo più nel particolare, le principali lavorazioni sono:
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</p>
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<ul>
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<li> decantazione, e separazione dell'acqua </li>
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<li> dissalazione </li>
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<li> distillazione atmosferica (detta anche topping) </li>
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<li> distillazione sotto vuoto (detta anche vacuum) </li>
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|
<li> reforming </li>
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<li> desolforazione (per eliminare lo zolfo, che altrimenti sarebbe rilasciato sotto forma di SOx, particolarmente inquinanti) </li>
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<li> cracking, alchilazione, isomerizzazione. </li>
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</ul>
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<p>
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Ogni taglio petrolifero è costituito da molecole di lunghezza
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comparabile. Poiché l'operazione di distillazione non può
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essere perfetta, ogni taglio petrolifero contiene un po' del
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taglio più leggero ed un po' del taglio più pesante. Per questo
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motivo gli intervalli di ebollizione di un taglio
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"ricoprono" parzialmente quelli del taglio immediatamente
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più leggero ed immediatamente più pesante. I gas che si formano
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nelle varie parti di impianto (metano, etano, propano e butano)
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vengono raccolti ed usati per produrre energia per il funzionamento
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della raffineria o valorizzati come prodotti finiti. Il taglio che
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costituisce la benzina dovrà subire varie lavorazioni, in quanto la
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benzina da topping presenta uno scarso numero di ottano, pertanto
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si ricorre ai processi di isomerizzazione, reforming. La parte
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pesante viene inviata al vacuum per recuperare i combustibili
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liquidi rimasti nel fondo della colonna da topping:
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</p>
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<ul>
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|
<li> cracking catalitico, hydrocracking e visbreaking per aumentare ulteriormente la resa in combustibili liquidi; </li>
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|
|
|
|
<li> alchilazione (per convertire parte dei gas in benzina) </li>
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|
|
<li> delay coking (produzione di coke) </li>
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|
</ul>
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<p>
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|
Vi sono poi altre lavorazioni per recuperare le paraffine e le cere
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(vasellina), usate anche nella cosmetica. Lo scarto finale
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costituisce il bitume usato, una volta miscelato con pietrisco fine
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e sabbia, per la pavimentazione stradale. Nel novero dei prodotti
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di raffineria rientra anche lo zolfo ottenuto dal processo di
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desolforazione. Va infine ricordato che il petrolio (nel taglio
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della virgin nafta) è anche materia prima per l'industria
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|
petrolchimica per la produzione di plastiche. I prodotti finali del
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processo di trasformazione includono dunque: GPL, benzina,
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cherosene, gasolio, oli lubrificanti, bitumi, cere e paraffine.
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</p>
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<h2> Aspetti Positivi e Negativi </h2>
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<h3> Negativi</h3>
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<ul>
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<li>
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|
Si tratta di una fonte non rinnovabile, ne è presente una
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quantità limitata sulla terra e il ciclo che l'ha generata
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attraverso i residui fossili ha impiegato milioni di anni per
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|
|
generarla;
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</li>
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|
|
<li> Materie plastiche difficili da riciclare </li>
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<li> Scarti rilasciati nell'ambiente </li>
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<li> Squilibri negli ecosistemi </li>
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<li>
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|
Non essendo equamente distribuita sulla terra, rende i paesi
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che non la possiedono fortemente dipendenti da quelli che ce
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l'hanno, di solito in grandissime quantità (ad es. in
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mediooriente)
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</li>
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|
<li>
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|
|
Per poter sfruttare l'energia presente nei legami degli
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idrocarburi è necessario adoperare dei cicli termodinamici
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|
altamente inefficienti, nel senso che viene dissipata molta
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|
energia sottoforma di calore
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</li>
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|
|
|
<li>
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|
|
Il prezzo elevato che viene pagato per il petrolio e i suoi
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|
|
derivati è spesso legato a logiche di politiche nazionali e
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|
internazionali
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</li>
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</ul>
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<h5> Ambiente </h5>
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<p>
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|
La presenza dell'industria petrolifera ha significativi impatti
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sociali e ambientali, da incidenti e da attività di routine come
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|
l'esplorazione sismica, perforazioni e scarti inquinanti.
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</p>
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<p>
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|
L'estrazione petrolifera è costosa e spesso danneggia
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l'ambiente. La ricerca e l'estrazione di petrolio offshore
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|
disturbano l'ambiente marino circostante. L'estrazione può
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|
essere preceduta dal dragaggio, che danneggia il fondo marino e le
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|
alghe, fondamentali nella catena alimentare marina. Il greggio e il
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|
petrolio raffinato che fuoriescono da navi petroliere incidentate,
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hanno danneggiato fragili ecosistemi in Alaska, nelle Isole
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|
Galapagos, in Spagna e in molti altri posti. Infine, la
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combustione, su tutto il pianeta, di enormi quantità di petrolio
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|
(centrali elettriche, mezzi di trasporto) risulta essere tra i
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|
maggiori responsabili dell'incremento riscontrato delle
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percentuali di anidride carbonica e di altri gas
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nell'atmosfera, incidendo sull'aumento dell'effetto
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serra.
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</p>
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<p><img alt="oil spill" src="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2e/Oil-spill.jpg"></p>
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<h3> Positivi </h3>
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<ul>
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<li>
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Il costo del petrolio è di per se basso (nonostanze il recente
|
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rialzo), nel senso che si tratta di una componente presente in
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|
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grandi quantità e che per le tecnologie di oggi è facilmente
|
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|
estraibile dal giacimento (insieme al gas e alla legna di una
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|
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delle risorse più sfruttate durante tutto il '900).
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</li>
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<li> Carburanti funzionanti </li>
|
|
|
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|
<li> Materiali plastici leggeri, pratici e resistenti </li>
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|
|
|
<li> Utilizzati per produrre elettricità </li>
|
|
|
|
|
<li>
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|
|
Contiene una grandissima energia nei legami delle molecole di
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carbonio e idrogeno e questo fa si che sia possibile
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|
trasportarla sui sistemi di trasporto per poter alimentare i
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|
cicli di combustione nei motori delle automobili, degli aerei,
|
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|
|
delle navi...
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</li>
|
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|
|
|
</ul>
|
|
|
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|
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|
<h2> Potenzialità rispetto al fabbisogno mondiale </h2>
|
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|
|
<table>
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|
|
|
<thead>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<th style="text-align:left"> Paese </th>
|
|
|
|
|
<th style="text-align:center"> consumo (barili/giorno) </th>
|
|
|
|
|
<th style="text-align:center"> Anno </th>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
</thead>
|
|
|
|
|
<tbody>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Stati Uniti </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 19 150 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Cina </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 9 400 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2011 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Giappone </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 4 452 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> India </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 3 182 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Arabia Saudita </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2 643 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Germania </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2 495 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Canada </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2 209 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Russia </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2 199 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Corea del Sud </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2 195 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2011 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Messico </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2 073 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Brasile </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2 029 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2012 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Francia </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 1 861 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Iran </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 11 845 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Gran Bretagna </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 1 622 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Italia </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 1 528 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> Spagna </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 1 441 000 </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
</tbody>
|
|
|
|
|
</table>
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<h2> Utilizzo e Sviluppo odierno del Petrolio </h2>
|
|
|
|
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|
|
|
<p>
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|
|
Dal petrolio si possono ottenere molti prodotti, da alcuni dei più
|
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diffusi combustibili (la benzina, il gasolio e altre sostanze dette
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|
derivati del petrolio) a molte delle materie plastiche utilizzate
|
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dall'uomo. Gli idrocarburi semplici di cui è composto il
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petrolio sono, infatti, la materia prima essenziale per produrre
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materie plastiche che danno una risposta alle molteplici esigenze
|
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di materiali plastici con caratteristiche specifiche: resistenza,
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|
plasticità, durezza, elasticità, biodegradabilità, indeformabilità,
|
|
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|
aderenza, impermeabilità, malleabilità, ecc. I quattro idrocarburi
|
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più usati sono l'etilene, il propilene, il butadiene e il
|
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benzene. La loro molecola li rende particolarmente adatti a
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ricomporsi in lunghe catene organizzate. La complessità delle
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sostanze petrolchimiche viene ricostruita con numerosi passaggi e
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diversi percorsi produttivi attraverso i quali si giunge a
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|
un'infinita varietà di prodotti. L'etilene è la sostanza di
|
|
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partenza più utilizzata al mondo (5 milioni di tonnellate
|
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all’anno). Da solo viene usato per far maturare la frutta più
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rapidamente e per produrre detergenti con poca schiuma. Mediante
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polimerizzazione, si ottiene il polietilene (PE), presente in
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numerosi imballaggi, oggetti stampati e rivestimenti. Combinando
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l'etilene con acqua si ottiene l'alcol etilico, un solvente
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per profumi, cosmetici, pitture, saponi, coloranti, fibre tessili e
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materie plastiche. Combinandolo con il benzene, si ottiene il
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polistirolo (PS), usato come isolante in edilizia, nonché materia
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prima per imballaggi delicati e giocattoli. Combinandolo con il
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cloro si ottiene il polivinilcloruro (PVC), anch'esso molto
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utilizzato nel settore edile e per realizzare tessuti impermeabili.
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Il propilene è il punto di partenza per numerose sostanze chimiche,
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tra cui l'isoprene, la glicerina e l'acetone. Combinando
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tra loro più molecole di propilene si ottiene il polipropilene
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(PP), ideale per imballaggi e altri manufatti resistenti. Il
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butadiene viene usato soprattutto nella preparazione di gomme
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sintetiche, succedanei del cuoio e come solvente. Infine il
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benzene, dal quale si ricavano importanti prodotti intermedi come
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il fenolo, l'anilina, lo stirene e il clorobenzene, utilizzati
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per coloranti, fibre, resine, materie plastiche, gomme sintetiche,
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prodotti farmaceutici, insetticidi, detersivi, fibre tessili. I
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derivati del petrolio sono poi utilizzati come combustibili nelle
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centrali termoelettriche per la produzione di energia elettrica e
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in impianti di riscaldamento domestico e di produzione di acqua
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calda.
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</p>
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<table>
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<thead>
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<tr>
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<th style="text-align:left"> Prodotto petrolifero </th>
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<th style="text-align:left"> Utilizzi </th>
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|
</tr>
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|
</thead>
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<tbody>
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<tr>
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<td style="text-align:left"> metano e altri gas </td>
|
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<td style="text-align:left"> combustibili di raffineria </td>
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|
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|
|
</tr>
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|
|
|
<tr>
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|
|
|
<td style="text-align:left"> propano </td>
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|
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|
<td style="text-align:left"> combustibile per autotrazione o per riscaldamento </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> butano </td>
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|
|
|
|
<td style="text-align:left"> utilizzato per aumentare la volatilità della benzina </td>
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|
|
</tr>
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|
<tr>
|
|
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|
|
<td style="text-align:left"> etere di petrolio </td>
|
|
|
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<td style="text-align:left"> solvente </td>
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|
|
|
</tr>
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|
|
<tr>
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|
|
|
|
<td style="text-align:left"> nafta leggera </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> componente di combustibile per automobili </td>
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|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> nafta pesante </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> materia prima per il reforming, combustibile per jet </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> benzina </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> combustibile per motori </td>
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|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> cherosene </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> combustibile </td>
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|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> gasolio leggero </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> carburante per motori Diesel / riscaldamento </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> gasolio pesante </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> materia prima per cracking catalitico </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> olio lubrificante </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> olio per motori </td>
|
|
|
|
|
</tr>
|
|
|
|
|
<tr>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> bitume, asfalto </td>
|
|
|
|
|
<td style="text-align:left"> pavimentazione stradale </td>
|
|
|
|
|
</tr>
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|
|
|
</tbody>
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</table>
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|
<h1> Gas naturale </h1>
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<blockquote>
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<p>
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Per gas naturale si intende un combustibile fossile composto da
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una miscela di idrocarburi,il cui componente principale è il
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gas metano con una composizione del 90/95%.Tuttavia,è possibile
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trovarvi anche gas più pesanti fra cui etano,propano,butano e
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pentano.
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</p>
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</blockquote>
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<p>
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Vediamo ora le principali caratteristiche di questa fonte di
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energia
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</p>
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<h3> Come ottenere il gas naturale </h3>
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<blockquote>
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<p>
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È necessario precisare che il gas naturale si è formato,
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insieme al petrolio, centinaia di milioni di anni grazie alla
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decomposizione chimica di sostanze organiche (come,ad es.
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alghe, plancton) in assenza di ossigeno.Così,dopo essersi
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formato,esso tende a risalire verso la superficie terrestre:una
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parte viene dispersa nell'atmosfera, un'altra parte
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rimane invece intrappolata in formazioni geologiche(es. strati
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di roccia sedimentaria).Si formano quindi dei giacimenti
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sotterranei.Questi giacimenti vengono individuati grazie alla
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propagazione delle onde sismiche,successivamente vengono
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costruiti gli impianti di estrazione necessari e tramite la
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trivellazione dei pozzi,si estre il gas naturale.
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</p>
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|
</blockquote>
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<p>
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|
Il gas naturale si trova quindi allo stato fossile,per poi essere
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estratto.I più grandi giacimenti conosciuti si trovano nel Golfo
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Persico (Qatar e Iran), ma il paese che singolarmente possiede le
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maggiori riserve conosciute è la Russia.
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</p>
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<h3> Vantaggi e svantaggi del gas naturale </h3>
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<p>
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Come per ogni fonte di energia,esistono vantaggi e svantaggi legati
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al suo utilizzo. Vediamo ora i principali vantaggi di questa fonte
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di energia:
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</p>
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<ul>
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<li> Può essere immediatamente sfruttata così come viene estratta; </li>
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<li> Impiego minimo di energia per estrazione,depurazione e trasporto </li>
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|
<li> Rendimento superiore al 90% come solo l'energia idroelettrica </li>
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<li> Sono presenti riserve per altri 100 anni </li>
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<li> Privo di zolfo </li>
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<li> Combinazione semplice con energie rinnovabili; </li>
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<li> Basse emissioni di Co2 </li>
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</ul>
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<p>Passiamo ora a vedere quali sono gli svantaggi: </p>
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<ul>
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<li>L'estrazione del gas naturale genera una diminuzione di
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pressione nella riserva sotterranea portando ad una subsidenza del
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terreno che,a sua volta,può danneggiare l'ecosistema e perfino
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le fondamenta degli edifici;
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</li>
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<li>Durante la sua combustione,esso genera gas serra che
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contribuiscono al surriscaldamento del pianeta.Lo stesso gas metano
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è un gas serra più <em>pericoloso</em> rispetto all'anidride
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carbonica.
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</li>
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</ul>
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<p>In generale, si tratta comunque di una valida fonte di energia.</p>
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<h3> Utilizzo del gas naturale </h3>
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<blockquote>
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<p>
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Il gas naturale è un gas di fondamentale importanza,dal momento
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che esso è costantemente impiegato in numerosissime attività
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quotidiane in diversi settori.
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</p>
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</blockquote>
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<p>
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Di seguito sono elencate le principali attività che hanno a che
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vedere con il gas naturale:
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</p>
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<ul>
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<li>
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E' il combustibile fossile maggiormente legato al
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riscaldamento delle abitazioni
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</li>
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|
<li>
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Sempre in ambito residenziale esso è utilizzato per la
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preparazione di cibi e per la produzione di acqua calda tramite
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caldaie
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</li>
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|
<li>
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Viene utilizzato per produrre energia elettrica ed è sfruttato
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da C entrali a turbogas, a ciclo combinato e impianti di
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cogenerazione
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</li>
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|
<li>
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E' sempre più richiesto come combustibile per auto veicoli,
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perciò la domanda di vetture alimentate a gas è sempre più
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crescente
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</li>
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|
<li>
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|
L’utilizzo del gas naturale nei processi produttivi industriali
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(combustione, saldatura, essiccamento, ecc) coinvolge moltissimi
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settori industriali: dall’industria alimentare a quella
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meta llurgica, dalla produzione di laterizi alla tessitura
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fino alla lavorazione di carta e vetro
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</li>
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|
|
|
<li>
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|
E' molto utilizzato anche nel settore chimico per la produzione
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|
di molte materie fra cui plastiche,farmaci e coloranti
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</li>
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</ul>
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|
<blockquote>
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<p>
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E' quindi facile vedere come questa fonte di energia,pur
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essendo esauribile,porti numerosi vantaggi all'uomo in
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diversi settori ed in diverse attvità.La crescente domanda per
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il suo impiego la rende a tutti gli effenti un elemento di
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sostentamento fondamentale per l'uomo.Le sue potenzialità
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sono enormi,per ciò è molto probabile che nei prossimi anni
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assumerà un ruolo ancor più dominante nella nostra vita.
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</p>
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|
</blockquote>
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|
<h3>
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|
Potenzialità rispetto al fabbisogno
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|
</h3>
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<blockquote>
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|
<p>
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Il gas naturale svolge un ruolo fondamentale per quanto
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riguarda l'equilibrio energetico mondiale, dal momento che
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rappresenta circa un quinto della quantità totale di energia
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impiegata.Recentemente, il consumo di gas naturale è aumentato
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in maniera vertiginosa, e si stima attualmente a più di 3 mila
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miliardi di metri cubi annui. Si prevede che il consumo di gas
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naturale continuerà ad aumentare in modo rapido, guidato in
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particolar modo dall’aumento del fabbisogno nei settori della
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produzione di energia elettrica e dei trasporti. L’alto grado
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di efficienza, l’economicità a lungo termine e la disponibilità
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di questa materia prima sono fattori che, in tali settori,
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|
potranno contribuire a far pendere la bilancia a suo favore.
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</p>
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</blockquote>
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<p>
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Tutti questi fattori fanno sì che le potenzialità del gas naturale
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rispetto al fabbisogno siano ottime e consentano di soddisfare le
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|
richieste.
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</p>
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|
<h3>
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|
|
Altre informazioni
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|
</h3>
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|
<blockquote>
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|
<p>
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|
Oltre all'estrazione del gas naturale tramite gli appositi
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impianti precedentemente citati,è possibile che esso venga
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ricavato attraverso metodi alternativi.Esistono quindi altre
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|
diverse fonti:
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</p>
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</blockquote>
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<ul>
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<li>
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La prima di esse è rappresentata dalle discariche. In esse,
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infatti,è possibile che il gas naturale si formi tramite la
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decomposizione dei rifiuti.In questo caso si parla di
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<em>biogas</em>;
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</li>
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<li>
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In Ontario e Danimarca si sta pensando di portare a termine un
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progetto che prevede l'estrazione di metano dal letame prodotto
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da allevamenti di animali (principalmente maiali e bovini) per
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generare energia elettrica. Con uno di questi impianti a biogas
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si riesce a produrre elettricità sufficiente per una piccola
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città (250 MW). Questo metodo può essere ulteriormente
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migliorato aggiungendo altro materiale organico come la parte
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organica dei rifiuti domestici.
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</li>
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</ul>
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</body>
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</html>
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