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

“STRATO DELL’OZONO NEL POSTO SBAGLIATO” 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 H2 2 H2 + 2 NO N2 + 2 H2O Camera di riduzione con catalizzatore a base di Rh Camera di ossidazione con catalizzatore a base di Pt/Pd In questa fase si immette aria addizionale 2 CO + O2 2 CO2 COMBUSTIBILE + O2 CO2 + H2O

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 N2 + 6 H2O 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.

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