Carbone: differenze tra le versioni

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|modulo_elasticità_longitudinale = 5,88<ref name=engpl>[{{Cita web |url=http://www.engineerplant.it/tab_solidprop.htm |titolo=Tabelle proprietà fisiche di materiali solidi vari<!-- Titolo generato automaticamente -->] |accesso=10 settembre 2011 |dataarchivio=17 ottobre 2011 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20111017092550/http://www.engineerplant.it/tab_solidprop.htm |urlmorto=sì }}</ref>
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Il '''carbone''' (o '''carbon fossile''') è un [[combustibile fossile]] costituito da una [[roccia sedimentaria]] di colore nero o bruno scuro. È estratto da [[miniera sotterranea|miniere sotterranee]] o [[miniera di superficie|a cielo aperto]]. La formazione del carbone risale a circa 345 milioni di anni fa, quando un clima caldo e umido e un'elevata concentrazione di [[anidride carbonica|CO<sub>2</sub>]] favorirono la crescita di alberi giganti: dopo la loro morte, provocata da inondazioni, si veniva a creare un ampio strato di legname, che non veniva degradato a causa dell'assenza di [[funghi]] e [[batteri]] specifici ancora non sviluppati, coperto poi da vari strati di altri sedimenti che lo sottoponevano a pressioni elevate e all'assenza di ossigeno. Questo continuo processo ha portato alla formazione di quelli che conosciamo come carboni fossili.
 
È un combustibile pronto all'uso, composto principalmente da [[carbonio]] e contiene tracce di [[idrocarburi]], oltre a vari altri minerali assortiti, compresi alcuni a base di [[zolfo]]. Esistono vari metodi di analisi per [[Caratterizzazione del carbone|caratterizzarlo]]. L'inizio del suo massiccio sfruttamento è spesso associato alla [[Rivoluzione industriale]], e ancora oggi rimane un combustibile molto importante: viene prodotta usando il carbone un quarto dell'[[elettricità]] mondiale, circa la metà dell'elettricità negli [[Stati Uniti d'America|Stati Uniti]] e circa il 10% in [[Italia]]<ref>{{Cita libro|autore = ENEA|titolo = Rapporto Energia e Ambiente|anno = 2013|editore = |città = |p = 15|ISBN = }}</ref>. In passato era utilizzato anche per alimentare alcuni mezzi di trasporto, quali le [[Locomotiva|locomotive]] e le navi a vapore, per azionare le macchine a vapore delle industrie (nel corso dell'Ottocento e della prima parte del Novecento) e per il [[Impianto di riscaldamento|riscaldamento]] degli edifici.
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Dal carbone è possibile ottenere altri tipi di combustibile più facilmente trasportabili e con un maggior rendimento; i processi normalmente utilizzati per raffinarlo sono la gassificazione e la liquefazione.
 
In passato è stostato utilizzato anche per il riscaldamento domestico e per la locomozione di treni e navi.
 
=== Gassificazione ===
{{vedi anche|Gassificazione}}
In passato il carbone veniva convertito in gas, poi distribuito per mezzo di tubature ai clienti per essere bruciato per [[illuminazione a gas|illuminazione]], riscaldamento e cucina. Attraverso un procedimento detto anche "distillazione" si otteneva il cosiddetto "[[gas di città]]" ( idrogeno metano e altri gas).

Oggi vengono usati [[gas naturale|gas naturali]], come il [[metano]], perché più sicuri. La gassificazione rimane comunque una possibilità per un utilizzo futuro del carbone, visto che in genere il gas brucia a temperature più alte ed è più pulito del carbone convenzionale.
 
=== Liquefazione ===
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[[File:Coal anthracite.jpg|thumb|Antracite.]]
 
Il nome deriva dal greco ἄνϑραξ (ànthrax) «carbone» con il suffisso scientifico «-ite», indicante minerale.<ref>{{Cita web|url=http://etimo.it/?term=antracite&find=Cerca|titolo=Etimologia : antracite;|sito=etimo.it|accesso=26 maggio 2021}}</ref> È il più antico carbone proveniente da resti vegetali preistorici; contiene una percentuale di carbonio pari al 90% e ha un potere calorifico di 35.,6&nbsp;MJ/kg (8500&nbsp;kcal/kg). Questo tipo di carbone risale a circa 400 milioni di anni fa. Ha colore nero e lucentezza metallica, è un carbone duro e fragile e più pesante degli altri. Dà una fiamma corta, con poco fumo, sviluppa molto calore, essendo il carbone più antico è il più ricco di carbonio. L'antracite in Italia è di importazione e costosa e quindi viene poco utilizzata.
 
L{{'}}'''antracite''' è il carbone di qualità superiore, usato principalmente per il riscaldamento domestico. È duro, fragile e nero lucido, contiene un'alta percentuale di carbonio fissato e una bassa percentuale di materia volatile. L'umidità contenuta nell'antracite appena estratta è in genere inferiore al 15%. Il potere calorifico specifico dell'antracite pura varia dai 22 ai 28 milioni di Btu/ton (da 26 a 33&nbsp;MJ/kg). L'antracite consumata negli [[Stati Uniti d'America|Stati Uniti]] contiene in media 25 milioni di Btu/ton (29&nbsp;MJ/kg).
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==== Storta ====
Il carbone di storta si forma sulle parti alte delle [[Storta (vetreria)|storte]] in cui avviene la distillazione di carbone fossile.
 
== Riserve mondiali di carbone ==
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Nel 1996 è stato stimato che le riserve mondiali di carbone economicamente accessibile con le tecniche minerarie conosciute oggi ammontino a circa 15 [[bilione|bilioni]] di tonnellate, la metà delle quali di [[antracite]]. L'energia contenuta nel carbone di tutto il mondo supera ampiamente i 10 [[trilione|trilioni]] di [[yotta]]joule. Con l'attuale ritmo di consumo si stima che le riserve dureranno poco meno di 300 anni. Il Dipartimento per l'Energia degli Stati Uniti stima le riserve nazionali in 1.081.279 milioni di tonnellate, corrispondenti a circa 4.786 BBOE (barili di petrolio equivalenti)<!-- (1,081,279*0.907186*4.879) -->.<ref>{{cita web|titolo=World Energy Reserves|url=http://www.eia.doe.gov/emeu/iea/res.html|lingua=en|accesso=2 dicembre 2008|urlmorto=sì|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20081224193511/http://www.eia.doe.gov/emeu/iea/res.html}}</ref> La quantità di carbone bruciata nel corso del 2001 ammonta a 2,337 GTOE ([[Giga (prefisso)|gigatonnellate]] equivalenti di petrolio), corrispondenti a 46 MBOED (milioni di barili di petrolio equivalenti giornalieri).<!-- (2,126*7.9/365) --> A questo andamento le riserve dureranno 285 anni<!-- (4,786,000/46/365) -->. In confronto, nel corso del 2001, il gas naturale fornì 51 MBOED, e il petrolio 76 MBD (milioni di barili al giorno). La nazione con il maggior consumo di carbone è la Cina, la cui produzione e consumo di petrolio è in crescita continua dal 2000. Nel 2012 la Cina estraeva il 46% della produzione mondiale di carbone e consumava il 49% della produzione mondiale, in gran parte per produrre corrente elettrica necessaria al suo sviluppo economico. Più in generale il 90% della produzione mondiale di carbone è fornita da dieci paesi, con gli USA al secondo posto che estraggono il 12% del totale mondiale dietro la Cina; sul piano del consumo l'85% del carbone viene consumato da dieci paesi, di cui otto fanno parte del gruppo dei maggiori produttori, gli USA sono il secondo produttore consumando l'11% della produzione mondiale<ref>{{Cita web |url=http://www.pennenergy.com/articles/pennenergy/2014/05/energy-markets-china-consumes-almost-as-much-coal-as-world-combined.html |titolo=EIA: China produces, consumes almost as much coal as world combined |accesso=21 maggio 2014 |urlarchivio=https://web.archive.org/web/20140521152453/http://www.pennenergy.com/articles/pennenergy/2014/05/energy-markets-china-consumes-almost-as-much-coal-as-world-combined.html |urlmorto=sì }}</ref>.
 
== Estrazione del carbone ==
 
=== Pericolosità delle miniere ===
Le miniere a cielo aperto hanno un enorme impatto ambientale. Invece quelle tradizionali solitamente si spingono a più di 200 metri di profondità (fino a 2000 metri e oltre), in cunicoli polverosi e con temperature intorno ai 30&nbsp;°C. Questo comporta, anche con le più moderne tecnologie minerarie, forti rischi per la salute dei minatori e una considerevole mortalità, sia per la possibilità di contrarre malattie come la [[silicosi]], sia per il verificarsi di incidenti dovuti all'incendio dei gas prodotti dal carbone, innescati anche solo da una piccola scintilla<ref>I più gravi disastri minerari avvenuti in Europa ([[Courrières]], 1099 vittime) e negli Stati Uniti d'America ([[Monongah]], 362 vittime) sono accaduti in miniere di carbone, entrambi nel 1907</ref>.
 
=== Utilizzo del carbone ===
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L'anidride solforosa reagisce con l'[[acqua]], formando [[acido solforoso]]. Quando l'anidride solforosa viene rilasciata nell'atmosfera, reagisce con il vapore acqueo ed eventualmente torna sulla terra in forma di [[pioggia acida]]. Per evitare questo, le moderne centrali sono equipaggiate con sistemi di desolforazione e denitrificazione, oltre che di filtrazione dei fumi post-combustione, per ridurre l'emissione di [[particolato]] in atmosfera.
 
Queste tecnologie hanno spostato la pressione inquinante di questi impianti: non sono più gli ossidi di azoto e di zolfo il problema più rilevante, ma l'emissione di monossido di carbonio e di metalli pesanti. Infatti la combustione del carbone a basso tenore di ossigeno, nelle caldaie ipersupercritiche, riduce ulteriormente e alla fonte l'emissione di ossidi di zolfo (SOx) e azoto (NOx), incrementando però d'altra parte inevitabilmente l'emissione di monossido di carbonio, il cui ruolo nella genesi delle malattie cardiovascolari<ref>{{Cita pubblicazione|nome = P.|cognome = Collart|nome2 = Y.|cognome2 = Coppieters|nome3 = G.|cognome3 = Mercier|data = Mar 23, 2015|titolo = [Association of air-pollution with acute myocardial infarction: A case-crossover study]|rivista = Revue D'epidemiologie Et De Sante Publique|accesso=8 aprile 2015|doi = 10.1016/j.respe.2014.12.020|url = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25814303|issn=0398-7620}}</ref> i è oramai ben noto, e il volume di carbone che ogni anno è possibile incenerire senza superare i limiti emissivi dei NOx e SOx.
 
Le emissioni della combustione di carbone in centrali elettriche rappresentano così, oltre alla più grande fonte artificiale di anidride carbonica, anche quella di monossido di carbonio.
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== Significati nelle tradizioni popolari ==
Il carbone viene associato al segno [[astrologia|astrologico]] del [[Capricorno (astrologia)|Capricorno]]{{senza_fonte}}.<br/>Veniva portato indosso dai ladri come protezione dall'individuazione e come aiuto alla fuga durante gli inseguimenti.{{senza_fonte}}<br/>Fa parte di rituali popolari associati alla notte di [[capodanno]]<ref>{{cita web|titolo=Capodanno 2019, le tradizioni e i riti portafortuna|url=http://www.today.it/donna/trend/capodanno-2019-portafortuna.html/?src=carbone|lingua=it|editore=today.it|data=27 dicembre 2018|accesso=14 marzo 2019}}</ref>.<br/>Sognare il carbone ha vari significati nella [[La smorfia napoletana|Smorfia napoletana]] secondo l'azione in cui è coinvolto<ref>{{cita web|titolo=Sognare carbone - significato nella Smorfia napoletana|url=https://www.lasmorfianapoletana.com/significato-dei-sogni/?src=carbone|lingua=it|accesso=14 marzo 2019}}</ref>.<br/>La [[Befana]] lascia un sacchetto di carbone, al posto dei regali, ai bambini che si sono comportati male durante l'anno<ref>{{cita web|titolo=Cosa c'entra la befana con l'epifania?|url=https://www.lastampa.it/2018/01/06/societa/cosa-centra-la-befana-con-lepifania-Kt37OlAdQmkF3r0jSzrBdM/pagina.html|lingua=it|editore=lastampa.it|data= 6 gennaio 2018|accesso=14 marzo 2019}}</ref>.
 
[[File:Tagebau Garzweiler Panorama 2005.jpg|center|1000px|thumb|Miniera di carbone a cielo aperto a Garzweiler, Germania. Panorama ad alta risoluzione.]]
 
== Note ==
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* [[Carbone attivo]]
* [[Carbogenesi]]
* [[Lignite]]
* [[Stufa a carbone]]
* [[Torba]]
* [[Carbonia (composto)]]
* [[Gas naturale liquefatto]]
 
== Altri progetti ==
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* {{Treccani|carbone}}
* [http://www.euracoal.org European Association for Coal and Lignite] www.google.it
* {{cita web|url=http://beta.wwf.it/client/ricerca.aspx?root=11944&content=1|titolo=WWF: il carbone pulito non esiste|accesso=14 gennaio 2022|urlarchivio=https://archive.todayis/20070714103625/http://beta.wwf.it/client/ricerca.aspx?root=11944&content=1|dataarchivio=14 luglio 2007}}
* {{cita web|url=https://www.microsoft.com/italy/pmi/ambiente/nocarbone.mspx|titolo=a proposito dell'utilizzo di carbone come fonte di energia}}
* [http://www.msnbc.msn.com/id/5174391/ rapporto dell'emittente televisiva MSNBC sugli effetti dell'inquinamento da carbone sulla sanità pubblica degli Stati Uniti] {{en}}