PRODUZIONI DI ENERGIA
E SUE CONSEGUENZE SULL’AMBIENTE
Molti problemi ambientali sono il risultato
indiretto della produzione e del consumo di
energia.
Attualmente in Italia le fonti energetiche
principali, economicamente convenienti,
sono tutte derivate dal petrolio, dal gas
naturale e dal carbone.
Principali Prodotti della combustione
Il processo di ossidazione degli idrocarburi, detto
combustione, avviene con forte sviluppo di energia
che consente il proseguimento della ossidazione
anche quando vien meno l’innesco.
Il processo di combustione produce una miscela di
sostanze composte da:
Biossido di carbonio
Monossido di carbonio
Biossido di zolfo
Ossidi di azoto
Particolato
Idrocarburi
CONSEGUENZE DEI COMBUSTIBILI SULL’AMBIENTE
Smoke (fumo) +
Fog (nebbia) =
Smog
SMOG
“STRATO DELL’OZONO
NEL POSTO SBAGLIATO”
Il fenomeno dello smog fotochimico che si produce nelle
città per effetto di centinaia di reazioni chimiche, a cui
partecipano una dozzina di molecole diverse, è stato
osservato inizialmente a Los Angeles negli anni ‘40
I principali prodotti che innescano un episodio di smog
fotochimico sono ossidi di azoto (NO∙) e molecole
incombuste di idrocarburi (COV)
COV + NO∙ + h
O3 + HNO3 + prodotti organici
Il radicale NO∙ si forma per ossidazione dell’azoto dell’aria
N2 + O2
2 NO∙
Quanto più elevata è la temperatura della fiamma tanto
maggiore è la quantità di NO∙ prodotta
MARMITTA CATALITICA
Per ridurre la formazione degli ossidi di azoto e del monossido di
carbonio è oggi utilizzata in campo automobilistico la marmitta
catalitica. Una sonda sensibile all’ossigeno controlla il giusto
rapporto aria/combustibile nel motore, per assicurare una elevata
conversione degli inquinanti.
H2O + COMBUSTIBILE
2 H2 + 2 NO
2 CO + O2
COMBUSTIBILE + O2
H2
N 2 + 2 H 2O
2 CO2
Camera di riduzione con
catalizzatore a base di Rh
Camera di ossidazione con
catalizzatore a base di Pt/Pd
CO2 + H2O In questa fase si immette aria
addizionale
Riduzione degli NOx a livello industriale
Per la riduzione degli NOx si inietta NH3 nel flusso dei fumi nel
camino
4 NH3 + 4 NO∙ + O2
4 N 2 + 6 H2 O
Un sistema migliore prevede l’iniezione di urea
2 CO(NH2)2 + 4 NO∙ + O2
4 N2 + 2 CO2 + 4 H2O
Riduzione della SO2 a livello industriale
Il biossido di zolfo è eliminato dai fumi delle ciminiere attraverso un processo
chimico con il carbonato di calcio
SO2 + CaCO3
CaSO3 + CO2
CaSO3 + ½O2
CaSO4
Il particolato
Sono minuscole particelle solide o liquide sospese
nell’aria che di solito, prese singolarmente, sono
invisibili a occhio nudo.
Nel loro insieme produce una foschia che riduce la
visibilità
Le particelle con diametro inferiore a 2,5 μm sono
dette “particolato fine” e sedimentano in alcune
settimane.
Le particelle con diametro superiore a 2,5 μm son
dette “particolato grossolano” e sedimentano
abbastanza rapidamente.
Effetti sulla salute
A Londra nel dicembre del 1952 morirono più di 4000
persone a causa dello smog.
Gli effetti dei gas di combustione ricadono quasi
eslusivamente sull’apparato respiratorio.
Oggi la situazione è di molto migliorata grazie ai sistemi di
controllo dell’inquinamento.
Tuttavia resta ancora non del tutto risolto il problema degli
ossidi di azoto, l’ozono e il particolato.