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Il carbone è una sostanza naturale di origine fossile, conosciuto anche come carbon fossile, particolarmente ricca di carbonio. Il carbone fossile è composto da carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, zolfo e da altre sostanze volatili e minerali dette ceneri.
Il grado di umidità del carbone varia a seconda dello stadio di trasformazione. È molto alto nella torba (30%) per scendere progressivamente fino a livelli molto bassi nell'antracite (5%).
La formazione del carbone fossile avviene mediante un lungo processo geologico di fossilizzazione e di carbonizzazione delle sostanze organiche delle foreste, durante il quale il carbonio contenuto nelle sostanze organiche vegetali si trasforma progressivamente in torba, in lignite, in litantrace e in antracite. La torba è il primo stadio di trasformazione del carbonio mentre l'antracite è l'ultimo stadio. Si stima che l'attuale antracite abbia avuto origine dal paleozoico, il litantrace dal mesozoico, le ligniti dal cenozoico e la torba, il primo stadio di trasformazione, al periodo neozoico.
Non è comunque detto che il processo geologico di trasformazione segua anche in futuro la medesima ripartizione per stadi sopra indicata in quanto le caratteristiche della vegetazione si è anch'essa modificata nel corso delle ere geologiche.
Esistono i seguenti tipi di carbone:
Il carbone è la principale fonte di energia nella prima rivoluzione industriale, nel Settecento e nell'Ottocento, ed è ancora oggi una delle principali risorse di energia come combustibile fossile. Avendo tempi di formazione geologici il carbone è considerato una risorsa energetica esauribile. Il carbone fossile viene estratto dai giacimenti di carbone dagli strati sedimentari della roccia dove si è accumulato nel corso del tempo. Le miniere di carbone possono essere miniere sotterranee ( es. miniera a pozzo o a rampa ) oppure miniere a cielo aperto a seconda della profondità del giacimento.
L'utilizzo del carbone è anche una delle cause dell'inquinamento atmosferico locale e globale. Nella combustione del carbonio sono rilasciate nell'atmosfera grandi quantità di anidride carbonica (CO2) e anidride solforosa che contribuiscono rispettivamente al peggioramento dell'effetto serra e alla formazione delle piogge acide.
Attualmente il carbone è soprattutto utilizzato per la produzione di energia elettrica nelle centrali termoelettriche. In particolar modo nei paesi sviluppati. In passato era usato anche per produrre il gas di città e il gas illuminante. Nei paesi poveri e in via di sviluppo è anche usato come fonte di energia per il riscaldamento domestico.
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