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Tecnologia

Fonti di energia esauribili

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Rispetto alla classificazione delle fonti di energia:Classificazione fonti di energia non rinnovabile

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Concentriamoci sulle fonti NON RINNOVABILI (o ESAURIBILI)

Classificazione fonti di energia non rinnovabile

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Quindi...

Classificazione fonti di energia non rinnovabile

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COSA IMPAREREMO SULLE FONTI DI ENERGIA ESAURIBILI?

Cosa impareremo?

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IMPATTI AMBIENTALI

Trasformazioni di energia

macchine

Centrali di produzione energia elettrica

Cosa impareremo?

Cosa sono e come si ricavano

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Cosa impareremo?

Cominciamo con i COMBUSTIBILI FOSSILI

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I combustibili fossili

Cosa sono i COMBUSTIBILI FOSSILI

Cosa è la COMBUSTIONE

Cosa PRODUCE

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Confrontiamo quattro tipi di combustibile

I combustibili fossili

La legna da ardere è:

- rigida e fibrosa; - abbastanza leggeraquando è secca.Il carbone fossile è:

- abbastanza leggero;

- abbastanza fragile.

La benzina ha: - un forte odore;- peso specifico simile a quello dell’acqua.

Il gas liquido è: - incolore; - dotato di un odorecaratteristico.

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I combustibili fossili

Legna: è ricavata dai boschi; viene fatta asciugare all’aria per perdere l’umidità.

Carbone di legna: è ricavato da una catasta di legna, coperta di terra, dove un fuoco carbonizza il legno senza bruciarlo.

Carbone fossile: viene estratto dalla crosta terrestre per mezzo delle miniere.

Benzina: derivato del petrolio, è il carburante dei motori a scoppio “a benzina”.

Gasolio: derivato del petrolio, è il carburante dei motori diesel.

Kerosene: derivato del petrolio, è il carburante dei motori a reazione (jet) e turboelica, e per le stufe da riscaldamento.

Gas metano: viene estratto dai giacimenti di solo metano, oppure associato al petrolio.

Gas di raffineria: il propano e il butano sono gas ricavati dal petrolio.

Idrogeno: è un gas combustibile che viene estratto dall’acqua consumando energia elettrica.

Vediamone altri…

I combustibili fossili

Confrontiamo le quantità di carbonio presenti nei combustibili

L’elemento caratteristico, comune a tutti i combustibili, è il carbonio; in alcuni di essi è presente anche l’idrogeno. In base alla quantità di C (o di H) ogni combustibile avrà un certo potere calorifico, per unità di peso.

I combustibili fossili

CHE COSA è LA COMBUSTIONE?

La combustione e i suoi prodotti

Ogni combustibile è formato da catene di atomi di carbonio (e anche di idrogeno) tenuti insieme da legami che contengono energia. Con la combustione l’ossigeno rompe i legami liberando energia sotto forma di calore. In contemporanea gli atomi di carbonio si combinano con l’ossigeno formando anidride carbonica e gli atomi di idrogeno formano con l’ossigeno vapore d’acqua. Resta poi il residuo solido.

I combustibili fossili

A cosa serve l’ OSSIGENO?

I due “ingredienti” principali della combustione sono il carbonio, cioè la sostanza che brucia (COMBUSTIBILE) e l’ossigeno, ciò che lo fa bruciare (COMBURENTE). Per capire l’importanza dell’ossigeno puoi fare la prova della candela sotto vetro. La candela resta accesa finché c’è ossigeno dentro al bicchiere.

I combustibili fossili

Cominciamo dal CARBONE…

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Carbone

CARBONE

Cos’è il carboneOrigine del carboneTipi di carboneMiniera a cielo apertoMiniera in sotterraneoUtilizzi del carbone Il carbone e l’ambiente

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Carbone

Cos’è il carbone

Combustibile fossile allo stato solido.

Il carbone è un roccia abbastanza leggera, formato da due tipi di sostanze:

il carbonio, in percentuale altissima (70-95%), che è il materiale organico che brucia e che fornisce calore e anidride carbonica;

il rimanente materiale inorganico, costituito da sostanze argillose e da sali di zolfo che con la combustione diventano ceneri e sostanze volatili inquinanti.

Oggi il carbone viene bruciato nelle centrali termoelettriche.

carbonio

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Carbone

Origini del Carbone

Foreste preistoriche: Nel Carbonifero (300milioni di anni fa) il clima caldo-umido favorisce la crescita di grandi foreste con alberi molto fitti in Germania, Gran Bretagna, Cina ecc.

Carbonizzazione: gli alberi distrutti da successive inondazioni, vengono ricoperti da sedimenti che diventano rocce. Nell’arco di milioni di anni batteri ‘’divorano” l’idrogeno e l’ossigeno del legno e resta solo il carbonio.

Giacimento di carbone: nell’arco di milioni di anni si formano sullo stesso luogo nuove foreste. Si creano così diversi strati di carbone, separati da strati di roccia sterile.

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Carbone

Tipi di carbone

Durante la carbonizzazione, con l’aumentare della temperatura e della pressione.. si formano diversi tipi di carbone, con diverse caratteristiche.

La torba: accumulo di vegetazione e sedimenti

Le ligniti sono carboni abbastanza giovani e poco pregiati. Estratte solo in miniere a cielo aperto. Sono utilizzate sul posto dalle centrali termoelettriche.

Carboni duri: sono i carboni fossili veri e propri, formati nel periodo Carbonifero circa 300 milioni di anni fa. Esauriti gli strati superficiali, oggi si estraggono in sotterraneo.

Le litantraci: sono abbastanza comuni e sono il combustibile per le centrali termoelettriche.

L’antracite costituisce il combustibile solido più pregiato.

Coke: è un carbone artificiale che si ricava dal litantrace. Si usa negli altoforni per fondere i minerali di ferro

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Carbone

Miniere a cielo aperto

Si utilizza quando il giacimento è abbastanza vicino alla superficie del suolo e di grande estensione. La crosta rocciosa che copre i filoni viene sbancata con le ruspe, poi inizia l’estrazione del carbone.

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Carbone

Miniere sotterranee I pozzi scendono in verticale e le gallerie collegano i pozzi. Nelle gallerie i carrelli trasportano i materiali su binari. Le centine metallichepuntellano le volte delle gallerie. Le pompe di drenaggio estraggono l’acqua dalle falde acquifere. I ventilatoriportano aria forzata nella miniera.

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Carbone

Un “ascensore” fa salire e scendere i carrelli pieni di carbone o di roccia, i macchinari di perforazione e le squadre di minatori.

Miniere sotterranee – Torre di manovra

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Carbone

Utilizzi del carbone

Inizialmente come combustibile nelle macchine a vapore delle locomotive e come combustibile negli impianti industriali

Poi come combustibile negli impianti di riscaldamento e nelle centrali termoelettriche

Poi risultò troppo inquinante e quindi oggi…:

Come combustibile con nuove tecnologie Le ceneri si impiegano nell’agricoltura come

fertilizzante e per i prodotti edilizi

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Carbone

Il CARBONE e l’AMBIENTE

Il carbone è il combustibile più inquinante, perché emette nell’aria: anidride solforosa, ossidi di azoto, polveri sottili…ovvero sostanze altamente inquinanti per l’ambiente e tossiche per l’essere umano.

Inoltre, come qualsiasi altro combustibile provoca emissioni di :

anidride carbonica, uno dei principali responsabili dell’effetto serra

Monossido di carbonio, dannoso per l’apparato respiratorio degli esseri viventi

anidride solforosa

ossidi di azoto

polveri sottili

anidride carbonica

Monossido di carbonio

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Carbone

Il CARBONE e l’AMBIENTE

Frane Incendi da polveri di carbonio

Incendi da grisù

Buona ventilazione

Umidificazione del carbone

Impiego di materiale elettrico antideflagrante

I rischi dell’attività estrattiva

I provvedimenti

I combustibili fossili

Continuiamo con il PETROLIO….

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Petrolio

PETROLIO

Cos’è il petrolioOrigine del petrolio Industria petrolifera Prodotti petroliferi Il Petrolio e l’ambiente

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Petrolio

Cos’è il petrolio

Combustibile fossile allo stato liquido.

Il petrolio greggio è un miscuglio di idrocarburi, costituiti soprattutto da carbonio (80-90%) e, in parte, da idrogeno (9-15%).

In percentuali minori si trovano zolfo, azoto e ossigeno.

Il petrolio viene usato “frazionandolo” nei suoi componenti, cioè benzina, gasolio, Kerosene, gas ecc.

carbonio + idrogeno

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Petrolio

Origini del petrolio

Formazione del petrolio: il plancton che viveva milioni di anni fa negli specchi d’acqua interni è stato ricoperto via via da strati successivi di rocce sedimentarie. Senza il contatto con l’aria si è poi trasformato in idrocarburi

Formazione dei giacimenti: i movimenti tettonici hanno formato le trappole petrolifere, costituite da uno strato impermeabile superiore, da uno strato poroso sottostante, contenenti gocce oleose di idrocarburi e uno strato impermeabile inferiore.

Giacimento: gocce di petrolio che occupano i vuoti della roccia porosa.

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Petrolio

Industria petrolifera

Campo petrolifero

sulla terraferma

Campo petrolifero

off shore

1. Ricerca dei giacimenti

2. Pozzo esplorativo

3. Estrazione

4. Trasporto del greggio

5. Raffineria: distillazione frazionata

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Petrolio

Industria petrolifera - 1. La ricerca delle «trappole»

La ricerca del petrolio viene fatta negli antichi bacini sedimentari, dove è più probabile trovare le trappole petrolifere.

I geologi usano la tecnica della sismica a riflessione

Si inviano onde nel sottosuolo che vengono riflesse dagli strati rocciosi e il computer disegna il profilo degli strati. Se esistono le forme tipiche delle trappole si eseguono i pozzi esplorativi.

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Petrolio

Industria petrolifera – 2. Pozzo esplorativo

Il pozzo esplorativo serve per confermare la presenza di giacimenti.

Il derrik è la struttura per perforare il terreno. Al centro della torre gira una tavola rotante che trascina un’asta a cui vengono avvitate una serie di aste tonde di perforazione.L’ultima asta è dotata di uno scalpello che frantuma la roccia.

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Petrolio

Industria petrolifera – 3. campo petrolifero sulla terraferma

Albero di Natale: è il sistema di tubi e di valvole che permette l’erogazione del petrolio.

Pompa di estrazione: viene installata quando la pressione naturale diventa insufficiente a far risalire il petrolio.

Centro decantazione: serve per depurare il petrolio estratto dai pozzi (gas, acqua salata,particelle rocciose,CO2..)

Cisterne raccolta: il petrolio greggio viene raccolto nei serbatoi di stoccaggio.

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Petrolio

Industria petrolifera – 3. campo petrolifero off shore

Fino a 100 m di profondità si usano piattaforme mobili con tralicci scorrevoli fino al fondo (scafo sollevato di 20m per non

risentire di onde e maree).

Fino a 600 m di profondità si usano piattaforme galleggianti, ancorate al fondo, appoggiate su scafi sommersi.

Fino a 3000 m di profondità servono le navi di perforazione, che hanno un’apertura centrale nello scafo e accanto una torre di perforazione. Sei eliche mantengono la nave in posizione e una trivella scende per 3km in acqua e poi penetra nel suolo.

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Petrolio

Industria petrolifera – 4 trasporto del greggio

OleodottoL’oleodotto è una conduttura formata da tubi saldati l’uno all’altro in cui viene pompato il petrolio greggio. L’oleodotto in trincea è sotterraneo.L’oleodottosu sostegni è sospeso a circa 1 m dal suolo, il petrolio viene spinto con pompe, è il più rapido da costruire.PetrolieraUna petroliera è un gigantesco serbatoio galleggiante a forma di nave. Per maggiore stabilità, lo scafo è suddiviso in compartimenti. Oggi le navi cisterna hanno un doppio scafo per sicurezza in caso di incidenti.

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Petrolio

Industria petrolifera – 5 Raffineria

cisterne del

greggio

torri di

lavorazionecisterne dei prodotti

raffinati

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Petrolio

Industria petrolifera – 5 Raffineria: distillazione frazionata

Il greggio entra in un forno, dove scorre un tubo fortemente riscaldato. Dal forno esce alla temperatura di 350 ºC, in parte vaporizzato, ed entra dal basso della colonna di frazionamento. La parte vaporizzata sale e raffreddando si condensa. A ogni piano si fermano i vapori di un certo tipo, che condensano nei piatti e vengono raccolti. Dal fondo esce il residuo, detto olio combustibile.

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Petrolio

Prodotti petroliferi

Prodotti derivati: lubrificanti, asfalti e bitumi, paraffina(cere, lucidi), vasellina (farmacia e prodotti cosmetici) ecc.

Carburanti: benzine per i motori a scoppio, gasolio per i diesel, keroseneper gli aerei

Combustibili: gasolio per il riscaldamento e impieghi industriali, olio combustibile (o nafta) per le centrali termoelettriche.

Virginafta: è la materia prima per l’industria petrolchimica che produce materie plastiche, gomme sintetiche, fertilizzanti artificiali. Distillazione frazionata

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Petrolio

I prodotti petroliferi e l’AMBIENTE

I prodotti petroliferi sono la fonte principale di inquinamento nel mondo, anche per la loro grande diffusione.

La combustione della benzinaemette il monossido di carbonio che è molto tossico, idrocarburi non bruciati e composti dell’azoto.

La combustione del gasolioemette particolato, particelleliquide e solide molto tossiche, e i composti dello zolfo che causano le piogge acide.

Composti di zolfo

Particelle liquide e gassose tossiche

anidride carbonica

Monossido di carbonio

Idrocarburi non bruciati

Composti di azoto

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Petrolio

DISASTRI AMBIENTALI

1 L di petrolio ricopre con uno strato sottile 4000 m2 di mare (16 campi da tennis!!)

PERIODICO LAVAGGIO CISTERNE

INQUINAMENTO FALDE ACQUIFERE per scarichi oli, detersivi, insetticidi,..

I prodotti petroliferi e l’AMBIENTE

https://www.youtube.com/watch?v=GdQlMKlYS-8

I combustibili fossili

Continuiamo con il GAS NATURALE….

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GAS NATURALE

Gas naturale

Cos’è il gas naturaleOrigini del gas naturaleRicerca ed estrazioneTrasportoUtilizzi del gas Il gas naturale e l’ambiente

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Gas naturale

Cos’è il gas naturale

Combustibile fossile allo stato gassoso.

Il gas naturale è un gas incolore e inodore, che pesa circa la metà dell’aria.Esso è formato da metano per il 99% nei gas più puri, per il 90% nei meno puri.

Il passaggio allo stato liquido avviene diminuendo la temperatura o aumentando la pressione.

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Gas naturale

Origini del gas naturale

Il gas naturale ha la stessa origine del petrolio

Confrontiamo il potere calorifico dei combustibili fossili:

Carbone -> 9000 kCal/m3

Petrolio -> 11000 kCal/m3

Gas naturale -> 10000 kCal/m3

Ma si può ottenere anche come prodotto di raffineria del petrolio: il butano e il propano sono i cosiddetti “gas di raffineria”.

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Ricerca ed estrazione

Gas naturale

RicercaLa ricerca del gas non è distinta da quella del petrolio, ma esiste un’unica attività di ricerca degli idrocarburi. Solo dopo la perforazione dei pozzi esplorativi è possibile accertare il tipo di giacimento. I giacimenti possono essere di solo gas o di gas associato al petrolio nei giacimenti petroliferi.

EstrazioneL’estrazione è simile a quella del petrolio: appena lo scalpello fora una cupola che contiene il gas, esso risale nella tubazione verticale spinto dalla pressione; in superficie, alla testa del pozzo, viene messo il complesso di valvole detto “albero di Natale”, che ne regola il flusso.

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Trasporto

Il gas naturale può essere trasportato:

allo stato gassoso, tramite gasdotti o metanodotti sotterranei, grosse tubature di acciaio speciale resistenti alla pressione del gas, con diametro di anche 120 cm. Ogni 100-200km, le stazioni di compressione spingono il metano a 20-30km/h. Lungo il percorso si trovano centrali di stoccaggio (ex giacimenti esauriti)

allo stato liquido (GNL =gas naturale liquefatto), tramite le navi metaniere.

Gas naturale

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Trasporto mediante gasdotti

Gas naturale

Posa di un gasdottoIl lungo tubo che forma il gasdotto è costituito da molti tubi saldati tra loro. Il tubo viene sollevato in simultanea da molte gru che lo adagiano nella trincea scavata; infine viene ricoperto di terra.

Gasdotti per l’importazione L’Italia importa il 70% del gas naturale:- da nord arriva il gas olandese;- da sud arriva il Transmed che parte dall’Algeria;- da est arriva il gas della Russia che parte dalla Siberia.

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Trasporto mediante navi metaniere

Gas naturale

Nave metaniera:

Il gas liquefatto (GNL) è ottenuto per raffreddamento a -161°C e il suo volume si riduce fino a 600 volte!

Lo scafo della metaniera contiene quattro grandi cisterne sferiche d’acciaio, e trasporta 130.000 m³ di metano liquefatto.

L’operazione di ormeggio e scarico dura 24 ore.

Prima di essere immesso nella rete di distribuzione, il GNL deve essere“rigassificato” in appositi impianti a terra o su strutture offshore (in mare) su basamenti fissi o galleggianti.

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Utilizzi

Gas naturale

Centrale a gas: per la produzione di energia elettrica

Residenza: gli impieghi domestici del gas sono il riscaldamento degli ambienti, la cottura dei cibi e la produzione di acqua calda.

Industria: industrie e laboratori artigiani usano il gas naturale come combustibile nei forni per la cottura di ceramiche, per la fusione del vetro, per la produzione del cemento.

Autotrazione: il gas GNL (gas naturale liquefatto) è usato sempre più come combustibile per autoveicoli.

Materia prima: molte industrie chimiche usano il gas come materia prima per ricavare gomme sintetiche, fertilizzanti, plastiche di ogni tipo.

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Il gas naturale e l’ambiente

Gas naturale

Il metano è il combustibile fossile più “pulito” (meno inquinante) dal punto di vista delle emissioni di CO (ossido di carbonio), CO2

(anidride carbonica) e polveriLa sua combustione comunque, non è del tutto pulita perché produce 190 g di anidride carbonicaper kw

Il metano è un gas serra responsabile quindi del surriscaldamento terrestre. Rispetto alle attività dell’uomo, il metano viene prodotto dagli allevamenti intensivi, dalle discariche, dai fumi delle centrali, ma viene prodotto anche naturalmente dalla decomposizione di sostanze organiche in zone paludose, dagli incendi e dalle eruzioni vulcaniche.

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Quali sono quindi gli impatti ambientali dei COMBUSTIBILI FOSSILI?

I combustibili fossili

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Riepiloghiamo gli impatti ambientali dei COMBUSTIBILI FOSSILI

I combustibili fossili e l’ambiente

Composti di zolfo

Particelle liquide e gassose tossiche

anidride carbonica

Monossido di carbonio

Idrocarburi non bruciati

Composti di azoto

anidride solforosa ossidi

di azotopolveri

sottili

anidride carbonica

Monossido di carbonio

Monossido di carbonio

anidride carbonica

polveri sottili

Ovvero??

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I combustibili fossili e l’ambiente

IMPATTI AMBIENTALI

INQUINAMENTO DELL’ARIA PROBLEMA ENERGETICO

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I combustibili fossili e l’ambiente

INQUINAMENTO DELL’ARIA

smogpiogge acide

effetto serrabuco nell’ozono

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I combustibili fossili e l’ambiente

INQUINAMENTO DELL’ARIA: SMOG

Cause del Fenomeno

La combustione di benzinaimmette nell’aria ossidi di carbonio, di azoto, di zolfo, piombo e anidride carbonica. I motori diesel emettono il particolato (particelle solide carboniose a cui si aggregano residui di lubrificante e composti dello zolfo)L’usura delle vetture rilascia pulviscolo di gomma, oli, solfati…Le polveri atmosferiche (fini, sottili, micropolveri,..) formate dal traffico contengono idrocarburi, fibre di amianto, piombo, cadmio, nichel

Effetti

Le polveri sottili contenenti metalli pesanti sono particolarmente pericolose perché raggiungono gli alveoli polmonari provocando patologie cardiovascolari e respiratorie (come tumori polmonari). Gli altri residui della combustione (idrocarburi..) sono irritanti, tossici e cancerogeni.In determinate condizioni atmosferiche si forma una cappa di ozono (velenoso per esseri viventi)

Rimedi

Continuare ad investire per migliorare la qualità dei carburanti, ridurre i consumi e migliorare l’efficienza degli scarichi tramite catalizzatori.

Per limitare la percentuale di polveri sottili occorre ridurre il numero di veicoli in circolazione imponendo periodiche limitazioni al traffico supportate da unadeguato potenziamento delservizio di trasporti pubblico.Investire nella ricerca di carburanti «puliti» come l’idrogeno e il biocombustibile.

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I combustibili fossili e l’ambiente

INQUINAMENTO DELL’ARIA: PIOGGE ACIDE

Cause del Fenomeno Effetti Rimedi

Anidride solforosa (e ossido di azoto) provenienti dai fumi degli impianti industriali e gas di scarico dei veicoli

Danneggiamento foresteDeterioramento flora e fauna itticaAzione corrosiva su strutture edili (inclusi monumenti di valore storicoculturale)Malattie apparato respiratorio

Limitare emissioni inquinanti impianti industriali e trasporti, imporre periodiche limitazioni al traffico e intensificare servizio trasporti pubblici

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I combustibili fossili e l’ambiente

INQUINAMENTO DELL’ARIA: BUCO NELL’OZONO

Cause del Fenomeno Effetti Rimedi

Assottigliamento dello strato di ozono (03) ad opera di CloroFluoroCarburi (CFC) ed altri elementi ( Halon e IdrocloroFluoroCarburi), che regiscono chimicamente con l’O3 e lo distruggono. «Buco» perché concentrato sul continente antartico.Queste sostanze nocive sono usate come propellenti in bombolette spray , refrigeranti nei frigoriferi/ condizionatori d’aria ma provengono anche dalla produzione di plastiche, a partire dal petrolio.

Incremento delle radiazioni UV (ultravioletti) a livello del suolo Bruciature sulla pelle, cancro della pelle, cataratte

Interruzione emissione sostanze dannose nell’atmosfera Usare prodotti etichettati « amici dell’ozono», verificare buonfunzionamento di frigoriferi e condizionatori affinchè non disperdano sostanze nocive, assicurarsi del corretto riciclo dei CFC, usare spray senza propellenti ma con sistemi manuali di nebulizzazione, sostituire estintori ad Halon con altri a schiuma o anidride carbonica, evitare uso di polistirolo espanso..

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I combustibili fossili e l’ambiente

INQUINAMENTO DELL’ARIA: EFFETTO SERRA

Cause del Fenomeno Effetti Rimedi

Elevata concentrazione atmosferica di anidride carbonica, clorofluorocarburi, metano, ossido di azoto prodotti da: deforestazione, uso di combustibili fossili,..

Trattenuto dall’anidride carbonica il calore non si disperde e la temperatura terrestre aumenta.

scioglimento ghiacciai,innalzamento livello dei mari, perdita di terreni agricoli per mancanza di umiditàProssimi cambiamenti climatici: desertificazione e distruzione specie animali e vegetali, scarsità d’acqua inondazione regioni costiere.

Riduzione emissioni anidride carbonica per trasporto/riscaldamento / produzione energia elettrica

ottimizzare riscaldamento e illuminazione ambienti (anche stradale)Ottimizzare trasporti pubblici e disincentivare trasporto privatoPromuovere campagne per uso di fonti di energia rinnovabileRiciclare rifiuti per produrre energia

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I combustibili fossili e l’ambiente

PROBLEMA ENERGETICO

Gas naturaleLe riserve di gas naturale sono localizzate per 2/3 in due sole aree geografiche: il Medio Oriente (quasi il 40%), la Russia (26%).

CarboneLe riserve di carboni fossili sono maggiori rispetto agli idrocarburi, almeno tre volte tanto. Esse sono distribuite un po’ in tutti i continenti.

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Cosa impareremo?

Concludiamo con una fonte non rinnovabile «alternativa»:

l’URANIO

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Uranio

URANIO

Cos’è l’UranioCos’è l’Energia nucleareSchema della fissione nucleareUtilizzi dell’uranioUranio e ambiente

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Uranio

URANIO

La materia che ci circonda (aria, acqua, terra, oggetti edesseri viventi) è costituita da atomi

ATOMO: NUCLEO (positivo) + nuvola di ELETTRONI(negativi)

ISOTOPI: stesso elemento con un diverso numero dineutroni

RADIOATTIVITA’ : Alcuni isotopi sono INSTABILI,ovvero si trasformano in altri isotopi emettendoparticelle

ATOMO: (protoni + neutroni) + elettroni

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Uranio

Cos’è l’Uranio

Fonte: L’ Uranio è un metallo bianco argenteo ad elevato peso specifico che si estrae da rocce granitiche , giacimenti in profondità e fondi oceanici.

Si ricava da un minerale: Uranite

Isotopi dell’Uranio (nuclei con stesso numero di protoni e diverso numero di neutroni) : l’Uranio 238, comune, ovvero non fissile l’Uranio 235, «fissile».

L’uranio 235 è quello radioattivo e si presta maggiormente al fenomeno della fissione nucleare per la produzione di energia. Nell’Uranite è presente all’1%, ma con un processo di arricchimento si può arrivare al 3%.

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Uranio

Cos’è l’Energia nucleare

L’energia nucleare si può ottenere dall’atomo : è quella energia che si libera nelle reazioni che coinvolgono le particellle che formano il nucleo dell’atomo.

Per ricavare energia dal nucleo dell’atomo esistono due procedimenti:

la fissione (divisione) di un nucleo pesante come quellodell’uranio;

la fusione (unione) di nuclei leggeri come quelli dell’idrogeno.

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Uranio

Schema della fissione nucleare

«Reazione nucleare a catena controllata».

Un neutrone viene “sparato” contro un nucleo di Uranio 235 che si spacca in due frammenti (due nuclei più leggeri) e lascia liberi altri tre neutroni. Durante la fissione una piccola parte di materia “sparisce” e si trasforma in energia. Se accanto al primo atomo di Uranio 235 ve ne sono molti altri si può ottenere una reazione a catena.

La teoria dell’equivalenza tra materia e energia : energia che si ottiene da una certa quantità di materia. (Einstein, 1905)

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Uranio

Utilizzi dell’Uranio

Bomba nucleare all’uranio:

detta anche bomba atomica, libera un’enorme quantità di energia a scopo distruttivo.

Reattore nucleare per centrali elettriche o portaerei: è un contenitore cilindrico in acciaio dove viene fatta bollire l’acqua (maxi-caldaia) per trasformarla in vapore ad altissima pressione. L’energia viene fornita dalle pastiglie di uranio che contengono circa il 3% di materiale fissile.

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Uranio

L’Uranio e l’ambiente

Le centrali nucleari, una volta costruite, non emettono anidride carbonica nell’atmosfera, ma presentano due tipi di rischi:- incidente al reattore con fuga di materiale radioattivo che viene disperso nell’aria, per poi ricadere sul terreno anche a molta distanza inquinandolo in modo grave o molto grave. L’esposizione alle radiazioni provoca nell’uomo leucemia e tumori.- smaltimento delle scorie radioattive che potrebbero inquinare il terreno dove sono sepolte, problema non ancora risolto in modo definitivo ma solo con siti provvisori.