Carbone

Il carbone è un antico minerale fossile originato dalla carbonificazione di materiale e resti vegetali che si sono accumulati in un ambiente anaerobico. Il carbone fossile ha la caratteristica di bruciare con una reazione esotermica ed è classificato come una tra le principali risorse energetiche dell'epoca contemporanea. Il carbone è una fonte di energia non rinnovabile. Viene estratto dai sedimenti nelle miniere di carbone in profondità o a cielo aperto. La qualità del carbone è determinata dal potere calorifico, dalla temperatura massima di combustione, dalla composizione chimica, dalla percentuale degli elementi che lo costituiscono (carbonio, idrogeno, azoto), dal contenuto di acqua presente nella roccia (umidità), dal tenore dello zolfo e dall'eventuale presenza di ceneri ed impurità. La composizione chimica del carbone è determinata dal grado di avanzamento del processo di carbonizzazione. Ad esempio, nel primo stadio del processo ( torba ) il carbone conserva ancora molte caratteristiche chimiche del legno.

Le principali tipologie di carbone sono le seguenti:

• Torba. La torba è un tipo di carbone di recente formazione ( neozoico ). È un materiale spugnoso di colore marrone o nerastro. È caratterizzata da un elevato contenuto di acqua (90%). Queste caratteristiche rendono la torba un combustibile di bassa qualità.
• Lignite. La lignite è un tipo di carbone che conserva diverse caratteristiche della struttura legnosa. Il contenuto di carbonio (70%) è maggiore rispetto alla torba. Il tasso di umidità in media del 21%. È un materiale solido di colore marrone chiaro. Pur avendo un potere calorifico superiore alla torba anche la lignite è considerato un combustibile di bassa e di limitata qualità.
• Litantrace. Il litantrace è un tipo di carbone fossile con elevato contenuto di carbonio (90%) e basso contenuto di acqua. È un buon combustibile ed è la qualità di carbone più diffusa sulla Terra e più utilizzata dall'uomo. Si presenta allo stato solido e compatto con una colorazione nera opaca o brillante. Data la sua ampia diffusione è comunemente considerato il carbone in senso vero e proprio.
• Antracite. L'antracite è un tipo di carbone in un elevato stadio di carbonizzazione. L'antracite è un carbone ad elevato contenuto di carbonio ed è privo di ossigeno, azoto e zolfo. È un ottimo combustibile. Tuttavia, la scarsa diffusione dell'antracite in natura lo rende anche una materia prima più costosa e meno utilizzata rispetto agli altri tipi di carbone.

Il potere calorifico del carbone è particolarmente elevato nel litantrace e nell'antracite. È invece basso nella torba e nella lignite. Ad esempio, il potere calorifico della torba è molto simile a quello del legno.

Come combustibile fossile il carbone inizia ad essere utilizzato alla fine del diciottesimo secolo con la Rivoluzione industriale per alimentare le macchine a vapore, i macchinari produttivi e le caldaie dei mezzi di trasporto marittimi. In epoca contemporanea il carbone è utilizzato soprattutto per la produzione di elettricità.