Scienze: le fonti di energia esauribili

Scheda sulle fonti di energia esauribili.
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• 101: Scienze: Le fonti di energia rinnovabili
• 103: Scienze: Le fonti di energia non esauribili

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Sono le fonti di energia la cui durata prevista è di alcune decine di anni.
Sono quasi tutte di origine fossile e attualmente sono le maggiori ad essere sfruttate per la produzione di energia; sono:

• Combustibili Solidi
• Combustibili Liquidi
• Combustibili Gassosi
• Energia Nucleare da Fissione non Autofertilizzante

Combustibili Solidi

I combustibili solidi naturali sono rappresentati dal legno e dai suoi derivati, mentre l'unico combustibile solido artificiale di interesse tecnico è il coke.
Il legno è scarsamente utilizzato come combustibile in quanto il suo potere calorifico è molto basso.
I combustibili fossili rappresentano il risultato di trasformazioni subite dai tessuti vegetali nel sottosuolo. Il processo porta ad una graduale perdita di ossigeno, azoto ed idrogeno, con conseguente aumento del tenore di carbonio.
In ordine crescente di alterazione subita si distinguono:

• Torba: prodotto di formazione più recente, deriva dalla carbonizzazione di vegetali erbacei o lacustri. Prima della combustione deve essere essiccato.
• Lignite: materiale che ha subito una carbonizzazione più spinta della torba e a differenza di questa deriva da piante di alto fusto. In esso si riscontrano ancora le strutture delle fibre vegetali da cui deriva. Il suo potere calorifico è superiore a quello della torba.
• Litantrace: e' il carbon fossile inteso nel senso vero e proprio del termine; di formazione abbastanza antica, è disponibile in due qualità: sub-bituminoso e bituminoso. Il primo, di aspetto nero e legnoso, si polverizza lentamente a contatto con l'aria e sviluppa molto fumo durante la combustione; è impiegato principalmente nelle centrali termoelettriche per la produzione di vapore; è detto anche carbone da vapore. Il secondo si decompone molto facilmente all'aria ed una sua varietà a basso contenuto di impurità è utilizzata nelle acciaierie per la produzione di coke.
• Antracite: costituisce il termine estremo del processo di carbonizzazione del legno. La sua combustione non dà quasi origine a fiamma e presenta difficoltà ad innescarsi, inoltre, a causa della sua bassissima percentuale di umidità, brucia senza produrre fumo. Il suo potere calorifico è molto alto e trova la sua applicazione principale nelle acciaierie per la produzione di coke, è detto perciò carbone metallurgico.

Il coke è un combustibile solido prodotto artificialmente a partire da litantraci o antraciti, utilizzato nell'industria metallurgica per la produzione di acciaio. E'ottenuto riscaldando a temperatura elevata (1000°C) il carbon fossile (distillazione).
In queste condizioni il carbon fossile si decompone lasciando un residuo solido, il coke, e liberando un certo quantitativo di sostanze gassose, una parte delle quali condensa dando origine al catrame di carbon fossile.

Combustibili Liquidi

I combustibili liquidi sono quasi tutti costituiti da derivati del petrolio.
Il petrolio è costuito per buona parte da idrocarburi a cui si aggiungono composti ossigenati, solforati e azotati.
Per ottenere dal petrolio grezzo la gamma dei prodotti desiderati, occorre eseguire una serie di operazioni che vanno sotto il nome di raffinazione.
Dalla distillazione del petrolio si ottengono, in ordine crescente di temperatura e densità:

• GPL (gas di petrolio liquefatto),
• benzine (carburanti),
• cherosene,
• gasolio,
• oli combustibili,
• lubrificanti,
• asfalti.

Combustibili Gassosi

Per combustibili gassosi si intendono sia il gas naturale che i prodotti artificiali ottenuti attraverso la trasformazione in gas di combustibili solidi e liquidi.
Il gas naturale è un combustibile fossile gassoso composto principalmente da idrocarburi ed il cui componente principale è il metano.
Il gas naturale, per le sue caratteristiche di purezza, viene considerare il meno inquinante tra i combustibili fossili.
Rispetto ai combustibili liquidi ha il vantaggio di bruciare con facilità in modo completo e senza lasciare ceneri o sostanze incombuste. Anche le operazioni di trasporto sono più facili e i dispositivi di combustione più semplici.

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