METANO

 

Modello 3D del metano (CH4). In figura è riportata la distanza (in angstrom) tra carbonio ed idrogeno

Il metano è un idrocarburo semplice  formato da un atomo di carbonio e 4 di idrogeno; la sua formula chimica è CH4, e si trova in natura sotto forma di gas.

Il metano è il principale componente del gas naturale, ed è un eccellente combustibile poiché produce il maggior quantitativo di calore per massa unitaria. Bruciando una molecola di metano in presenza di ossigeno si forma una molecola di CO2 (anidride carbonica), due molecole di H2O (acqua) e si libera una quantità di calore: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Dalla combustione di un metro cubo standard di metano si ottengono circa  8940 Kcal.

Il metano è un gas serra presente in atmosfera in concentrazioni molto inferiori a quelle della CO2 ma con un potenziale di riscaldamento globale ben 23 volte superiore.

Il metano è responsabile del 20% dell'incremento dell'effetto serra.

Il metano è il risultato della decomposizione di alcune sostanze organiche in assenza di ossigeno. È quindi classificato anche come biogas.

Le principali fonti di emissione di metano nell'atmosfera sono:

Dal 60% all'80% delle emissioni mondiali è di origine umana. Esse derivano principalmente da miniere di carbone, discariche, attività petrolifere e gasdotti e agricoltura. Il metano è inodore, incolore ed insapore, quindi per essere distribuito nelle reti domestiche deve essere "odorizzato" mediante un processo di lambimento di un liquido dal caratteristico "odore di gas". Questo procedimento si rende indispensabile in modo da rendere avvertibile la presenza di gas nell'ambiente e diminuirne la pericolosità.

Scoperta del metano: Nell'autunno del 1776 Alessandro Volta studiò un fenomeno noto anche in epoche più lontane, segnalatogli da Carlo Giuseppe Campi: in un'ansa stagnante del fiume Lambro, avvicinando una fiamma alla superficie si accendevano delle fiammelle azzurrine.

Volta volle andare più a fondo della questione. Mentre era ospite ad Angera nella casa dell'amica Teresa Castiglioni (Angera 1750 - Como 1821), Alessandro Volta scoprì l’aria infiammabile nella palude dell’isolino Partegora, in località Bruschera. Provando a smuovere il fondo con l'aiuto di un bastone vide che risalivano delle bolle di gas e le raccolse in bottiglie. Diede a questo gas il nome di aria infiammabile di palude e scoprì che poteva essere incendiato sia per mezzo di una candela accesa che mediante una scarica elettrica; dedusse che il gas si formava nella decomposizione di sostanze animali e vegetali Pensando immediatamente a un suo utilizzo pratico costruì dapprima una pistola elettrico-flogo pneumatica in legno, metallo e vetro, il cui scopo sarebbe stato la trasmissione di un segnale a distanza, e in seguito realizzò una lucerna ad aria infiammabile e perfezionò l’eudiometro per la misura e l’analisi dei gas. Quando si estrae il petrolio, risale in superficie anche il metano, in media in quantità pari allo stesso petrolio. Se i giacimenti sono lontani dai luoghi di consumo o situati in mare aperto, risulta quasi impossibile usare quel metano, che pertanto viene bruciato all'uscita dei pozzi senza essere utilizzato in alcun modo, oppure viene ripompato nei giacimenti di petrolio, mediante l'uso di turbine a gas, favorendo ulteriormente l'uscita del greggio grazie alla pressione.

Estrazione del metano in Italia

 

Metanodotto nei pressi di San Giovanni Rotondo(FG)

Nel giugno del 1959 in Italia, presso Lodi, una perforazione dell'ENI, allora presieduta da Enrico Mattei, scopre il primo giacimento profondo dell'Europa Occidentale.

Successivamente si iniziano i rilevamenti nel Mare Adriatico, ma le prime due perforazioni dettero esito negativo, così l'Eni abbandonò l'idea preferendo destinare le risorse a perforazioni nel Mar Rosso. In attesa delle autorizzazioni da parte del governo egiziano, l'ENI decise di compiere una terza trivellazione al largo di Ravenna, che diede esito positivo. Nel 1959 entrò in funzione la prima piattaforma metanifera.
Al largo di Crotone, attualmente le piattaforme dell'ENI estraggono circa il 15% del consumo nazionale di metano, sia per uso civile che industriale.

Rigassificatore  Un rigassificatore è un impianto che permette di riportare lo stato fisico di un fluido che in natura si presenta sottoforma di gas dallo stato liquido a quello aeriforme. L'impianto non è da confondersi invece con il gassificatore, che ha tutt'altre funzioni. I più noti impianti di questo tipo sono i rigassificatori GNL (GAS NATURALE LIQUEFATTO), utilizzati nel ciclo di trasporto del gas naturale.

Normalmente la liquefazione di un gas viene condotta per agevolarne il trasporto in serbatoi, riducendone il volume. Tale sistema viene in particolare adottato in occasione del trasporto marittimo di gas industriali come metano, GNL, etilene, GPL, ammoniaca ed altri derivati del petrolio. Il trasporto avviene in condizioni criogeniche o di debole pressurizzazione.

La rigassificazione viene realizzata negli impianti di destinazione attraverso l'innalzamento della temperatura e l'espansione del gas in impianti la cui complessità dipende dalle condizioni di temperatura raggiunte per ottenere la fase liquida.

Il GNL: è semplicemente metano (o gas naturale) allo stato liquido. Si tratta quindi dello stesso gas a cui siamo abituati nelle utenze domestiche, atossico, inodore, incolore e non corrosivo.
Il GNL si ottiene sottoponendo il gas naturale - dopo opportuni trattamenti di depurazione e disidratazione - a successive fasi di raffreddamento e condensazione. Il prodotto che ne deriva si presenta come un liquido trasparente costituito da una miscela composta prevalentemente da metano e quantità minori di etano, propano, butano ed azoto, con una temperatura di ebollizione di circa -161°C a pressione atmosferica. La sua densità è di circa 600 volte quella che avrebbe a pressione atmosferica ed a temperatura ambiente. Negli ultimi 10 anni i volumi di GNL commercializzati nel mondo sono aumentati dell’8%. Nei prossimi 20 anni, a partire da oggi, è atteso un incremento del 5% annuo. La rigassificazione del GNL è un procedimento di natura fisica e non chimica. Si tratta quindi di un processo semplice, pulito e sicuro. La trasformazione dalla fase liquida del metano in quella gassosa avviene attraverso uno scambio termico con l’acqua di mare, in assenza dunque di combustione. Il GNL viene scaricato dalle navi metaniere e temporaneamente immesso in due serbatoi a “contenimento totale” indipendenti tra loro, dotati di un doppio corpo in acciaio speciale e cemento armato precompresso. Successivamente il GNL viene inviato ai vaporizzatori, del tipo “a ruscellamento d’acqua” (“open rack”), che utilizzano l’acqua di mare come vettore termico per riscaldare il GNL fino a portarlo allo stato aeriforme (cioè lo stato naturale in cui viene normalmente utilizzato). Il gas naturale viene quindi analizzato, per verificare che la qualità sia conforme alle specifiche nazionali, misurato ed infine immesso nel metanodotto di connessione alla rete nazionale per il trasporto all’utenza finale (industria, riscaldamento, cottura etc.). Molti Paesi ad economia avanzata hanno scelto il GNL come modalità di approvvigionamento del gas naturale: il Giappone, ad esempio, alimenta con il GNL il 100% del proprio mercato del gas attraverso 24 terminali di rigassificazione. Attualmente nel mondo sono in funzione 59 terminali di rigassificazione, di cui 16 in Europa. In Spagna sono attualmente in funzione 6 terminali di rigassificazione. Le infrastrutture di GNL nella penisola iberica sono in grado di gestire volumi per oltre 33,0 Mldmc/anno. Gas Natural è presente con un proprio terminal di rigassificazione in Puerto Rico, dove assicura il 100% delle importazioni di gas. In Italia, Gas Natural ha presentato domanda alle Autorità competenti per costruire due impianti a: Taranto e a Trieste.


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