I combustibili sono sostanze (combusti) che si combinano facilmente con l’ossigeno (comburente) in una reazione chimica, detta combustione, durante la quale emettono una gran quantità di calore (energia termica). Ogni combustibile è caratterizzato da una proprietà detta potere calorifico che indica la quantità di calore sprigionata dalla combustione completa di un Kg di sostanza. Riguardo al loro stato i combustibli possono essere, solidi, liquidi o gassosi.
Di seguito una tabella che mette a confronto il potere calorifico dei principali combustibili
IL CARBONE FOSSILE
Il carbone (o carbon fossile) è un combustibile fossile formatosi tra i 570 e i 225 milioni di anni fa in seguito ad un lento processo di trasformazione. Esso proviene per la maggior parte da antichissime foreste che, per effetto dei movimenti della crosta terrestre, si sono depositate sul fondo di paludi e acquitrini. In un primo momento esse hanno formato uno strato di materiale organico compatto detto torba, sul quale, nel tempo, si sono accumulati numerosi strati di altri materiali. Nel corso dei secoli, tali masse vegetali, composte principalmente di carbonio, ossigeno e idrogeno, per effetto del calore, della pressione e dei microrganismi si sono fossilizzate e hanno perso a poco a poco sia l’ossigeno sia l’idrogeno.
Essendo diversa l’età dei carboni, sarà quindi diversa anche la loro percentuale di carbonio (detta tenore di carbonio) che sarà più alta nei carboni più antichi e più bassa in quelli più giovani.
Possiamo distinguere quattro tipi di carbone:
- Torba, che in realtà non è un vero e proprio carbone in quanto il processo di fossilizzazione non è ancora completato. Il suo tenore di carbonio è di circa il 50% e il potere calorifico e simile (se non minore) di quello della legna. Viene utilizzato prevalentemente in agricoltura per arricchire e fertilizzare il suolo;
- Lignite, un carbone fossile giovane che prende il nome dal fatto che spesso presenta ancora la struttura del legno da cui ha avuto origine. Il tenore di carbonio è del 73% circa e ha un buon potere calorifico;
- Litantrace, un carbone fossile di ottima qualità, il cui tenore di carbonio raggiunge anche il 90%. Il suo potere calorifico è doppio rispetto alla comune legna da ardere ed è utilizzato sia per il riscaldamento, sia per la produzione di carbon coke (utilizzato nel processo di produzione dell'acciaio);
- Antracite, il carbone fossile di più antica formazione con il maggior tenore di carbonio (tra il 90% e il 98%) sebbene il suo potere calorifico sia analogo a quello del litantrace. Si caratterizza per il colore nero e la lucentezza metallica. Essendo il carbone più antico si trova in giacimenti a grande profondità; la difficoltà di estrazione lo rende pertanto estremamente costoso ed è usato solo a livello industriale.
Come di estrae il carbone
Per estrarre il carbone dai giacimenti, dopo una fase di ricognizione geologica che serve a individuare le zone più promettenti da un punto di vista minerario, vengono scavate le miniere.
Le miniere a cielo aperto o cave si realizzano quando il carbone si trova negli strati superficiali di roccia. In questo caso il carbone viene estratto con escavatori di superficie sollevano delle nubi di polvere di carbone nere altamente inquinanti per l’ambiente e nocive per l'apparato respiratorio.
Le miniere sotterranee si realizzano quando il giacimento si trova a una profondità superiore ai 30 metri ed è necessario scavare pozzi e gallerie per la sua estrazione. Le gallerie vengono scavate a vari livelli nel sottosuolo per raggiungere i diversi strati di carbone e viene realizzato anche un pozzo di aerazione che serve per far circolare artificialmente l’aria.
L’impiego del carbone ha conseguenze nocive dirette anche per la salute umana: attraverso il processo di combustione vengono infatti sprigionate nell’aria polveri sottili che sono in grado di penetrare in profondità nei polmoni ed entrare in circolo nel sangue. Le conseguenze possono essere gravissime: attacco cardiaco, cancro ai polmoni, problemi respiratori di varia natura e le condizioni di lavoro dei minatori, esposti al diretto contatto con le polveri, sono considerate pericolosissime.
Il Grande Smog di Londra del 1952
Il Grande smog è stata una catastrofe ambientale che colpì Londra dal 5 al 9 dicembre 1952: uno strato denso e maleodorante di smog (un misto di nebbia e fumo proveniente dalle fabbriche e dalle case) avvolse la città causando, secondo recenti stime, fino a 12.000 vittime e 100.000 ricoveri in ospedale.
.Il primo giorno la situazione non apparve particolarmente insolita. D’altro canto, a partire dall’Ottocento capitava spesso che, con il diffondersi degli stabilimenti industriali in Inghilterra, a Londra si formassero nebbie di smog che potevano durare anche giorni e gli abitanti non capirono le proporzioni eccezionali del fenomeno.
La visibilità si ridusse a pochi metri, di notte era impossibile spostarsi per strada. Ci furono molti incidenti dovuti alla scarsa visibilità e alle vie ghiacciate. Il servizio di autobus fu sospeso e la metropolitana diventò troppo affollata, con lunghissime code alle biglietterie. La maggior parte degli aerei diretti a Londra fu dirottata e quelli in partenza vennero mantenuti a terra. Ci fu anche un aumento dei crimini, perché i ladri sfruttarono la nebbia per rubare e scappare senza poter essere inseguiti. Nel frattempo la rapida diminuzione delle temperature spinse i londinesi ad aumentare la potenza degli impianti di riscaldamento, allora quasi tutti a carbone e i fumi, a causa della totale assenza di vento anziché essere trasportati via, finirono intrappolati sulla città aumentando i livelli dell’inquinamento. La tradizionale, quasi pittoresca, nebbia londinese si trasformò in un miscuglio gassoso micidiale.
Nei quattro giorni sopra detti furono rilasciate nell'atmosfera, tra le altre sostanze:
1.000 tonnellate di polveri sottili
2.000 tonnellate di anidride carbonica
140 tonnellate di acido cloridrico.
Nonostante le resistenze iniziali del governo negli anni successivi venne preparata una legge,la Clean Air Act, che venne approvata nel 1956. La nuova legge prevedeva diverse misure per ridurre le emissioni inquinanti degli impianti di riscaldamento e di produzione di elettricità tra cui che nelle città fossero istituite delle zone in cui non potevano essere bruciati combustibili che producessero polveri sottili, che l’altezza dei camini venisse alzata e che le nuove fabbriche venissero costruite fuori dai centri urbani. Ancora oggi l’introduzione del Celan Air Act è considerato uno dei momenti fondamentali della storia del movimento ecologista nel Novecento, trattandosi di uno dei primi atti legislativi a riconoscere l’importanza del problema dell’inquinamento dell’aria.