IL PETROLIO Fabiana Civitelli 3F Istituto comprensivo 'G.Randaccio' anno scolastico 2011/2012

IL PETROLIO

PETROLIO: Il petrolio, ovvero «olio di pietra», è un liquido denso e oleoso, di colore variabile dal nero al giallo bruno, con peso specifico inferiore a quello dell’acqua (sulla quale galleggia). Il petrolio greggio è un miscuglio di idrocarburi, costituiti soprattutto da carbonio (80-90%) e, in parte, da idrogeno (9-15%). In percentuali minori si trovano zolfo, azoto e ossigeno. Il petrolio non si usa direttamente ma viene «frazionato» nei suoi componenti, cioè benzina, gasolio, kerosene, gas ecc. che sono combustibili. Il petrolio greggio si misura in barili (1 barile = 159 litri).

Origine del petrolio Il petrolio deriva da cumuli di sostanze organiche, cioè viventi, che si sono trasformate in sostanze oleose ricche di energia. La formazione è iniziata molti milioni di anni fa e ha richiesto due fasi principali: a) formazione del petrolio; b) formazione dei giacimenti.

INDUSTRIA PETROLIFERA: RICERCA DELLE TRAPPOLE Il ciclo produttivo del petrolio inizia con le operazioni «minerarie» svolte sul territorio: la ricerca e l’estrazione. La ricerca petrolio viene fatta negli antichi bacini sedimentari, dove è più probabile trovare le trappole petrolifere. I geologi usano la tecnica della sismica a riflessione: inviano onde nel sottosuolo che vengono riflesse dagli strati rocciosi e il computer disegna direttamente il profilo degli strati. Se esistono le forme tipiche delle trappole, per esempio a cupola, si eseguono i pozzi esplorativi.

TRASPORTO DEL GREGGIO Dalle cisterne del campo petrolifero il petrolio viene immesso nelle tubazioni dell’oleodotto, lunghe anche centinaia di chilometri, che lo portano direttamente alle raffinerie. Più spesso l’oleodotto arriva ad un porto,dove viene caricato sulle petroliere lo trasportano alle raffinerie di destinazione.

POZZO ESPLORATIVO Un pozzo esplorativo è una trivellazione fatta per accertare se in un luogo esiste una trappola, se contiene petrolio e in quale quantità. Si osservano le carote di terreno portate in superficie: se i risultati sono buoni nella zona nascerà un campo petrolifero. Sulla terraferma si usano impianti di perforazione modulari trasportati su camion e montati sul posto. Perforazione di un pozzo Un pozzo petrolifero è una buca nel terreno,larga fino a 1 metro, che può scendere da poche centinaia di metri fino a 6 km. Il derrick è la struttura per perforare il terreno. Assomiglia a una torre Eiffel in miniatura. Al centro della torre gira una tavola rotante che trascina un’asta quadrata: questa è il primo elemento di una serie di aste tonde, cave all’interno, che vengono avvitate l’una all’altra man mano che la perforazione scende in profondità. L’estremità inferiore dell’ultima asta porta lo scalpello, formato da durissimi rulli dentati che, ruotando, frantumano la roccia. Un fango speciale circola nelle aste cave, scende fino allo scalpello e risale nell’intercapedine tra aste e le pareti del pozzo: in superficie viene depurato e rimesso in circolo. Serve a lubrificare lo scalpello e a, portare in superficie i frammenti di roccia. Un tubing (treno di tubi d’acciaio) viene calato come rivestimento del pozzo, via via che la perforazione scende in profondità

CAMPO PETROLIFERO Quando i pozzi esplorativi confermano la presenza di vasti giacimenti, sul territorio nasce un campo petrolifero. Come prima cosa vengono montate le torri derrick per perforare molti pozzi di produzione. Poi, via via che si raggiungono le trappole petrolifere, i derrick vengono smontati e al loro posto sono installati gli alberi di Natale o le pompe di estrazione. Il petrolio che esce dai pozzi viene depurato e infine raccolto in serbatoi in attesa del trasporto alla raffineria.

Petroliera Una petroliera è un gigantesco serbatoio galleggiante a forma di nave. Poiché una grande massa di liquido entra facilmente in oscillazione,lo scafo è suddiviso in tanti compartimenti. In questo modo la petroliera è più stabile e può caricare durante lo stesso viaggio prodotti diversi: petrolio greggio, benzina, gasolio ecc. Oggi le navi cisterna sono costruite con un doppio scafo: in caso di incidente lo scafo esterno assorbe l’urto e si può anche squarciare, ma il petrolio resta nello scafo interno.

Oleodotto L’oleodotto è una conduttura formata da tubi saldati l’uno all’altro in cui viene pompato il petrolio greggio. L’oleodotto in trincea è adagiato in uno scavo e ricoperto di terra. L’oleodotto su sostegni è sospeso a circa 1 m dal suolo ed è più rapido da costruire: essendo soggetto agli sbalzi di temperatura, la conduttura è montata a zigzag, per potersi spostare sui sostegni. Il petrolio si muove dentro l’oleodotto con la spinta di grandi pompe, collocate a distanze che variano da 50 ai 250 km in base al rilievo da attraversare.

Pozzi off shore Per trivellare il fondo del mare si usano le stesse tecniche della terraferma ma cambia il tipo di impianto .Fino a 100 m di profondità si usano piattaforme mobili auto sollevanti formate da uno scafo con tralicci scorrevoli (gambe) che vengono fatte scendere sul fondo marino. Lo scafo resta a 20 m sopra il livello dell’acqua per non risentire delle onde e delle maree. Fino a 600 m circa di profondità si usano piattaforme galleggianti che, una volta ancorate al fondo, poggiano su scafi sommersi. Fino a 3000 m servono le navi di perforazione, che hanno un’apertura centrale nello scafo e accanto una torre di perforazione. Un sistema di sei eliche direzionabili tiene la nave ferma nella posizione, mentre la trivella scende per 3 km in acqua e poi inizia a penetrare nel suolo.

Torre di distillazione (struttura) È una torre d’acciaio alta circa 80 m. All’interno piatti d’acciaio, e ognuno è mantenuto a una temperatura specifica. Ogni piatto contiene molti fori, muniti di un camino e di una campanella: i vapori di un certo tipo, quando toccano la campanella che corrisponde alla temperatura della propria condensazione, diventano liquidi. Gli altri vapori gorgogliano attraverso il distillato e continuano a salire. Distillazione frazionata Dal forno esce alla temperatura di 350 °C, in parte vaporizzato, ed entra dal basso nella colonna di frazionamento. La parte vaporizzata sale. A ogni piano si fermano i vapori di un certo tipo, gli altri vapori più leggeri che continuano a salire: nel piatto a 300 °C condensa il gasolio; nel piatto a 250 °C condensa il kerosene; nel piatto a 200 °C condensa la virgin nafta; nel piatto a 120 °C condensa la benzina; nel piatto a 60 °C condensano i gas. Dal fondo esce il residuo, detto olio combustibile.

IMPEGHI i prodotti petroliferi si dividono in quattro grandi famiglie. Carburanti Sono i prodotti più importanti, perché fanno funzionare tutti i mezzi di trasporto: benzine per il motore a scoppio di automobili e aerei a elica, gasolio per i motori diesel di auto e mezzi pesanti, kerosene per le turbine degli aerei a reazione. Combustibili Sono gli oli che vengono bruciati per produrre calore: gasolio per il riscaldamento e impieghi industriali, olio combustibile (o nafta) per le centrali termoelettriche. Virginafta È la materia prima per l’industria petrolchimica, che produce materie plastiche, gomme sintetiche, fertilizzanti artificiali. Prodotti derivati Sono i lubrificanti, per ridurre l’attrito delle parti in movimento di motori e macchine, gli asfalti e i bitumi, la paraffina (cere, lucidi), la vaselina (farmacia e prodotti cosmetici) ecc.

PRODOTTI PETROLIFERI E AMBIENTE I prodotti petroliferi sono la fonte principale di inquinamento nel mondo, anche per la loro grande diffusione. La combustione della benzina il monossido di carbonio è molto tossico, idrocarburi bruciati, composti dell’azoto, questi inquinanti vengono ridotti in parte dalla marmitta catalitica. La combustione del gasolio il particolato, particelle liquide e solide molto tossiche, e i composti dello zolfo, che causano le piogge acide. Questi prodotti libera nell’atmosfera anche 290 g di CO2 kW prodotto, che non possono essere ridotti perché legati alla combustione. Il primato nell’autotrazione Il petrolio fornisce circa il 90% dell’energia utilizzata per i trasporti, ovvero il settore dipende completamente da idrocarburi liquidi. Infatti la benzina, il gasolio e il kerosene hanno il grande vantaggio di essere energia concentrata che si conserva facilmente in un serbatoio ed è disponibile all’istante quando serve. Nel suo insieme, il petrolio copre il 36% dei consumi mondiale di energia. Italia petrolifera nostro paese la quota sale al 45% del fabbisogno nazionale, perché molte centrali elettriche funzionano ancora a olio combustibile, in base a una scelta energetica fatta nel passato.