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Il pianeta terra dispone di diversi combustibili fossili, come il petrolio, il materiale più utilizzato nel settore dei trasporti, oppure il carbone, impiegato sopratutto nel settore industriale.
Ma esiste un’altro combustibile che viene utilizzato quotidianamente per uso domestico, per produrre energia nelle centrali elettriche o ancora per riscaldare le nostre case: stiamo parlando del Gas Naturale!
Il gas naturale allo stato fossile si trova in giacimenti ed è un materiale prodotto dalla decomposizione anaerobica di materiale organico. Principalmente è composto da Metano, la più piccola fra le molecole degli idrocarburi, ma può contenere anche Etano, Propano e Butano, nonché piccole quantità di Pentano.
I giacimenti di gas naturale sono molteplici e si trovano in quasi tutto il globo terrestre. Il maggiore produttore di gas naturale è la Russia, con una produzione annua di 624,61 gigametri cubi (Gm3), secondo una stima del 2010 le sue riserve dureranno almeno 74 anni. A seguire troviamo l’Iran e il Qatar con una produzione annua che oscilla tra i 120 e 150 gigametri cubi (Gm3).
Ma come si estrae il gas naturale?
Il gas naturale si trova molte volte dove è presente un giacimento di carbone; questo perché in territori dove erano presenti fiumi e torrenti, nel corso degli anni con la decomposizione di materiale vegetale si formarono strati di Torba. Questi strati di Torba attraverso la reazione di fossilizzazione generavano del carbone ed il gas naturale non è altro che il sottoprodotto della reazione di fossilizzazione.
Prima di iniziare con l’estrazione del gas bisogna effettuare dei sopralluoghi sul territorio, per determinare la grandezza del giacimento, la quantità di gas presente e la fattibilità d’estrazione. Geologi e geofisici effettuano dei test sul sito del giacimento per ricreare digitalmente in 3D il sottosuolo; con una tecnica chiamata Sismica a riflessione, una sorta di ecografia del terreno, vengono sparate delle onde sismiche che riflettendo sugli strati argillosi sottostanti riescono a riprodurre graficamente il sottosuolo, evidenziando potenziali giacimenti di gas naturale. Dopo questi primi passaggi si procede con la perforazione di un pozzo esplorativo, per accertare con precisione la presenza di gas naturale; successivamente vengono perforati altri pozzi, chiamati pozzi di delimitazione, appunto per delimitare, sia in verticale che orizzontale, l’estensione effettiva del giacimento di gas, in modo da avere una valutazione precisa della quantità di gas presente. Questo serve per garantire un giusto ritorno economico all’azienda che investe in un determinato giacimento.
Una volta accertata la presenza di gas e la quantità che il giacimento contiene si passa al livello successivo, ovvero stilare un Piano di Sviluppo. Nel piano di sviluppo verranno decisi quanti pozzi di estrazione immettere sul sito, la loro posizione, la traiettoria, il tipo di pozzo se verticale, orizzontale o deviato, inoltre la posizione e il numero di strutture necessarie alla gestione ed al trasporto del gas estratto.
Per l’estrazione del gas naturale possono presentarsi due diverse situazioni, e dipendono dalla posizione del giacimento; quando il giacimento si trova abbastanza vicino alla superficie terrestre la costruzione del sito e l’estrazione sono più agevolati, ma può succedere che il giacimento si trovi sotto il fondale marino. In quel caso la preparazione del sito risulta più complessa, bisogna costruire una piattaforma in mezzo al mare, chiamata piattaforma Off-shore, dalla quale si possono gestire tutte le operazioni di trivellazione ed estrazione.
Che sia su terra oppure in mare, la procedura di perforazione è molto simile; adesso vedremo le strutture ed i passaggi necessari all’estrazione del gas naturale.
Ma esiste un’altro combustibile che viene utilizzato quotidianamente per uso domestico, per produrre energia nelle centrali elettriche o ancora per riscaldare le nostre case: stiamo parlando del Gas Naturale!
Il gas naturale allo stato fossile si trova in giacimenti ed è un materiale prodotto dalla decomposizione anaerobica di materiale organico. Principalmente è composto da Metano, la più piccola fra le molecole degli idrocarburi, ma può contenere anche Etano, Propano e Butano, nonché piccole quantità di Pentano.
I giacimenti di gas naturale sono molteplici e si trovano in quasi tutto il globo terrestre. Il maggiore produttore di gas naturale è la Russia, con una produzione annua di 624,61 gigametri cubi (Gm3), secondo una stima del 2010 le sue riserve dureranno almeno 74 anni. A seguire troviamo l’Iran e il Qatar con una produzione annua che oscilla tra i 120 e 150 gigametri cubi (Gm3).
Ma come si estrae il gas naturale?
Il gas naturale si trova molte volte dove è presente un giacimento di carbone; questo perché in territori dove erano presenti fiumi e torrenti, nel corso degli anni con la decomposizione di materiale vegetale si formarono strati di Torba. Questi strati di Torba attraverso la reazione di fossilizzazione generavano del carbone ed il gas naturale non è altro che il sottoprodotto della reazione di fossilizzazione.
Prima di iniziare con l’estrazione del gas bisogna effettuare dei sopralluoghi sul territorio, per determinare la grandezza del giacimento, la quantità di gas presente e la fattibilità d’estrazione. Geologi e geofisici effettuano dei test sul sito del giacimento per ricreare digitalmente in 3D il sottosuolo; con una tecnica chiamata Sismica a riflessione, una sorta di ecografia del terreno, vengono sparate delle onde sismiche che riflettendo sugli strati argillosi sottostanti riescono a riprodurre graficamente il sottosuolo, evidenziando potenziali giacimenti di gas naturale. Dopo questi primi passaggi si procede con la perforazione di un pozzo esplorativo, per accertare con precisione la presenza di gas naturale; successivamente vengono perforati altri pozzi, chiamati pozzi di delimitazione, appunto per delimitare, sia in verticale che orizzontale, l’estensione effettiva del giacimento di gas, in modo da avere una valutazione precisa della quantità di gas presente. Questo serve per garantire un giusto ritorno economico all’azienda che investe in un determinato giacimento.
Una volta accertata la presenza di gas e la quantità che il giacimento contiene si passa al livello successivo, ovvero stilare un Piano di Sviluppo. Nel piano di sviluppo verranno decisi quanti pozzi di estrazione immettere sul sito, la loro posizione, la traiettoria, il tipo di pozzo se verticale, orizzontale o deviato, inoltre la posizione e il numero di strutture necessarie alla gestione ed al trasporto del gas estratto.
Per l’estrazione del gas naturale possono presentarsi due diverse situazioni, e dipendono dalla posizione del giacimento; quando il giacimento si trova abbastanza vicino alla superficie terrestre la costruzione del sito e l’estrazione sono più agevolati, ma può succedere che il giacimento si trovi sotto il fondale marino. In quel caso la preparazione del sito risulta più complessa, bisogna costruire una piattaforma in mezzo al mare, chiamata piattaforma Off-shore, dalla quale si possono gestire tutte le operazioni di trivellazione ed estrazione.
Che sia su terra oppure in mare, la procedura di perforazione è molto simile; adesso vedremo le strutture ed i passaggi necessari all’estrazione del gas naturale.
Per la perforazione del suolo si utilizza uno speciale strumento, ovvero uno Scalpello Rotante. Questo scalpello è composto da 3 teste coniche costituite di materiale durissimo, capace di sbriciolare il suolo. Lo scalpello è fissato a delle aste della lunghezza di 12-15 metri ciascuna, che vengono aggiunte man mano che lo scavo avanza. Tutto questo è tenuto insieme da un gancio collegato con dei fili di acciaio ad un sistema di carrucole che consentono l’innalzamento e l’abbassamento del dispositivo di perforazione. Per dare energia a tutta la strumentazione vengono utilizzati un motore collegato ad un argano, essi permettono anche alla Tavola Rotante, chiamata Rotary, di ruotare la testa dello scalpello per la perforazione. Le aste portate giù attraverso la trivellazione sono cave, al loro interno ci scorre uno speciale Fango che oltre a lubrificare lo scalpello riporta sù i detriti della frantumazione. Il fango di scavo viene portato in superficie attraverso delle tubazioni, rilasciato in un serbatoio dove viene filtrato quindi separato dai detriti è immesso nuovamente nel pozzo di trivellazione. Man mano che lo scalpello scava, le pareti del pozzo vengono rivestite con tubi di acciaio e cementati al terreno, per evitare frane che potrebbero danneggiare le strumentazioni. Inoltre la testa dello scalpello viene sostituita con altre sempre più piccole man mano che procedono gli scavi; si parte da un diametro di 70 centimetri fino ad arrivare ad un diametro di circa 10 centimetri, e i pozzi possono raggiungere una profondità tra i 2 e i 6 chilometri.
A quelle profondità la pressione è molto elevata, ecco perché si utilizza una speciale valvola chiamata Testa Pozzo, o comunemente Albero di Natale. Quest’apparecchiatura è un’insieme di valvole che controllano la pressione esercitata dal gas che risale in superficie; per una maggiore sicurezza viene installata anche una Valvola di Sicurezza sul cosiddetto Tubo di Produzione a circa 100 metri di profondità nel caso la valvola testa pozzo subisca un guasto.
Una volta terminata la trivellazione viene estratto lo scalpello e può iniziare l’estrazione del gas naturale dal suo giacimento.
Il gas, portato in superficie da un sistema di tubazioni, viene convogliato in cisterne di trattamento per essere preparato alla diffusione nei vari punti prestabiliti; in natura il gas, composto principalmente da metano, è una sostanza inodore, quindi per sicurezza vengono aggiunte sostanze per conferirgli un forte odore sgradevole, per fare in modo di essere percepito quando c’è una perdita. In alcuni impianti industriali si utilizza il gas naturale inodore perché sono presenti dei sensori che identificano le fughe di sostanze pericolose.
Una volta terminato il processo di trattamento il gas può essere smistato nelle varie zone stabilite; vengono utilizzati dei Gasdotti, così comunemente chiamati, per distribuire il prodotto nelle abitazioni, nelle fabbriche ma anche negli impianti per la produzione di energia elettrica.
Come il petrolio, anche il gas è un combustibile fossile limitato, le riserve presenti sul pianeta possono essere sfruttate ancora per molti anni, ma il consumo della popolazione è aumentato a dismisura; ecco perché negli ultimi anni si stano sviluppando nuove tecniche per riuscire a produrre gas naturale, come ad esempio la produzione di Biogas, ottenuto grazie alla decomposizione dei rifiuti, oppure con l’estrazione del metano dal letame prodotto da allevamenti animali. La tecnologia per produrre biogas utilizza dei batteri all’interno di speciali Fermentatori, in questo modo rifiuti organici urbani, letame e scarti agricoli possono essere trasformati in gas; da una discarica di 1.000.000 di metricubi si possono ricavare 5,500 metricubi di biogas.
In un mondo dove il consumo dei combustibili fossili sta subendo una crescita esponenziale, possono essere queste nuove tecnologie di produzione la giusta strada per una società più sostenibile?
A quelle profondità la pressione è molto elevata, ecco perché si utilizza una speciale valvola chiamata Testa Pozzo, o comunemente Albero di Natale. Quest’apparecchiatura è un’insieme di valvole che controllano la pressione esercitata dal gas che risale in superficie; per una maggiore sicurezza viene installata anche una Valvola di Sicurezza sul cosiddetto Tubo di Produzione a circa 100 metri di profondità nel caso la valvola testa pozzo subisca un guasto.
Una volta terminata la trivellazione viene estratto lo scalpello e può iniziare l’estrazione del gas naturale dal suo giacimento.
Il gas, portato in superficie da un sistema di tubazioni, viene convogliato in cisterne di trattamento per essere preparato alla diffusione nei vari punti prestabiliti; in natura il gas, composto principalmente da metano, è una sostanza inodore, quindi per sicurezza vengono aggiunte sostanze per conferirgli un forte odore sgradevole, per fare in modo di essere percepito quando c’è una perdita. In alcuni impianti industriali si utilizza il gas naturale inodore perché sono presenti dei sensori che identificano le fughe di sostanze pericolose.
Una volta terminato il processo di trattamento il gas può essere smistato nelle varie zone stabilite; vengono utilizzati dei Gasdotti, così comunemente chiamati, per distribuire il prodotto nelle abitazioni, nelle fabbriche ma anche negli impianti per la produzione di energia elettrica.
Come il petrolio, anche il gas è un combustibile fossile limitato, le riserve presenti sul pianeta possono essere sfruttate ancora per molti anni, ma il consumo della popolazione è aumentato a dismisura; ecco perché negli ultimi anni si stano sviluppando nuove tecniche per riuscire a produrre gas naturale, come ad esempio la produzione di Biogas, ottenuto grazie alla decomposizione dei rifiuti, oppure con l’estrazione del metano dal letame prodotto da allevamenti animali. La tecnologia per produrre biogas utilizza dei batteri all’interno di speciali Fermentatori, in questo modo rifiuti organici urbani, letame e scarti agricoli possono essere trasformati in gas; da una discarica di 1.000.000 di metricubi si possono ricavare 5,500 metricubi di biogas.
In un mondo dove il consumo dei combustibili fossili sta subendo una crescita esponenziale, possono essere queste nuove tecnologie di produzione la giusta strada per una società più sostenibile?