Fonti, usi ed effetti del gas metano sul nostro ambiente

Il metano (CH4) è un gas incolore e inodore comunemente usato come combustibile – il componente principale del gas naturale. È un idrocarburo e, quindi, di natura organica. È anche uno dei gas originati dal carbonio che giocano un ruolo importante nell’effetto serra. Come sostiene l’Agenzia per la protezione dell’ambiente (EPA) degli Stati Uniti, il 10% delle emissioni di gas serra proviene dall’uso del gas metano. Il gas è più leggero dell’aria e può essere solo in forma gassosa.

È una forma di combustibile fossile che si trova naturalmente sotto la superficie terrestre come prodotto finale della decomposizione anaerobica dei metanogeni, dove si trova insieme ad altri combustibili fossili come carbone e petrolio. Il gas metano può anche essere prodotto in laboratorio riscaldando una miscela di etanoato di sodio e calce sodata.

A causa della sua qualità e quantità di idrocarburi, è un gas molto infiammabile. Brucia facilmente nell’aria con una fiamma pallida e non luminosa, reagendo con l’ossigeno per emettere anidride carbonica, vapore acqueo e molto calore. Questo articolo cerca di evidenziare le fonti, gli usi e gli effetti del gas metano.

Fonti del gas metano

Combustibili fossili

Il combustibile fossile è di gran lunga la più grande fonte di energia nel mondo – usato per azionare i motori delle auto, le turbine e altri macchinari. I combustibili fossili sono estratti da materia organica decomposta che si è decomposta per milioni di anni sotto un calore intenso che porta alla disintegrazione della materia in combustibile.

Come risultato, è costituito principalmente da carbonio, una delle principali fonti di gas metano. Il gas metano si trova naturalmente sotto la superficie terrestre, e poiché è in forma gassosa, non è facile da intrappolare o estrarre. È generato dagli altri idrocarburi allo stato liquido e solido, come il petrolio e il carbone, rispettivamente.

Le zone umide

Le zone umide artificiali come le dighe e gli stagni possono influenzare la presenza di gas metano. Circa il 30% delle emissioni di metano sono prodotte dalle zone umide, compresi stagni, laghi e fiumi. È comune trovare che tali aree siano state ripulite dalla vegetazione per bonificarle per la costruzione. Dopo, la materia organica morta continua a decomporsi alla base di queste strutture portando alla produzione di gas metano in acqua.

La presenza di acqua e la mancanza di aria fresca all’aperto accelerano il processo di decomposizione della materia organica morta. Questo processo di decomposizione è ciò che porta alla generazione di gas metano sul fondo della zona umida. Le zone umide naturali hanno lo stesso effetto.

Termiti

Le termiti sono una fonte naturale significativa di metano. Ogni termite produce piccole quantità di metano su base giornaliera. Ma quando viene moltiplicato per la popolazione mondiale di termiti, le loro emissioni si sommano, creando un totale di 23 milioni di tonnellate di metano all’anno.

Durante il normale processo di digestione di una termite, viene prodotto metano. Le termiti mangiano la cellulosa ma si affidano ai microrganismi del loro intestino per digerirla. Questi microrganismi producono metano durante il processo, che rappresenta il 12% delle emissioni naturali di metano.

Oceani

Un’altra significativa fonte naturale di metano sono gli oceani. I microbi produttori di metano che vivono nell’oceano creano queste emissioni. Questo crea il 10% delle emissioni naturali di metano. Globalmente, gli oceani creano 19 milioni di tonnellate di metano all’anno.

Le emissioni di metano oceanico vengono spesso prodotte negli strati di sedimenti più profondi delle aree costiere produttive. Questo rappresenta il 75% delle emissioni di metano dell’oceano. Il metano creato da questi microbi si mescola con l’acqua circostante. Dopo un po’ di tempo, viene emesso nell’atmosfera dalla superficie dell’oceano.

Composting

Una delle modalità più raccomandate di smaltimento dei rifiuti è il compostaggio, specialmente per i rifiuti organici. Il compostaggio comporta la stratificazione di diversi tipi di materia organica per riciclare i rifiuti alla terra in modo sicuro e amichevole.

Di conseguenza, la miscela di materia organica morta porta alla produzione di gas metano nell’atmosfera. Tuttavia, il compostaggio rilascia piccole quantità di gas in confronto ad altre fonti di gas e non è quindi un pericolo.

L’allevamento del bestiame

L’allevamento del bestiame crea 90 milioni di tonnellate di metano all’anno.Poiché gli esseri umani allevano animali ruminanti come mucche, pecore e capre per il cibo, la fermentazione enterica in questi animali da allevamento crea il 27% delle emissioni umane di metano.

Durante il loro normale processo di digestione, creano grandi quantità di metano. La fermentazione enterica avviene a causa dei microrganismi nello stomaco di questi animali. Questo crea metano come sottoprodotto che viene espirato dall’animale o rilasciato attraverso il flatus. Ecco perché la carne che mangiamo ogni giorno ha un enorme impatto sulle emissioni totali di metano.

Rifiuti animali

Nel tentativo di risparmiare sulle fonti non rinnovabili di energia, il mondo ha incoraggiato i sistemi di produzione del bestiame ad adottare la pratica di produrre biogas per fornire energia economica e conveniente. La produzione di bestiame ha portato alla crescita di questa fonte di energia rinnovabile, poiché fornisce tutti i materiali necessari per l’installazione dell’impianto. Questo ha visto un maggiore rilascio di metano nell’atmosfera attraverso la fermentazione dei rifiuti animali.

Decomposizione anaerobica

Il gas metano viene prodotto quando c’è decomposizione batterica anaerobica. Questo significa che il processo di decomposizione della materia organica non richiede ossigeno; piuttosto, richiede mezzi adatti per i batteri per prosperare. Si verifica spesso durante la decomposizione dei rifiuti organici nelle discariche, il decadimento del materiale organico nelle acque reflue provenienti da fonti domestiche, municipali e industriali e durante la gestione di grandi quantità di letame utilizzando grandi sistemi di trattamento dei rifiuti e serbatoi di mantenimento negli allevamenti di bestiame.

Gestione dei rifiuti

Le acque reflue grezze vengono trattate per essere considerate sicure per il rilascio nei corsi d’acqua. Durante il trattamento, il fango viene lasciato come residuo, e poiché il fango è spesso una miscela di composti, specialmente materia organica, i batteri adatti ne fanno la loro casa e aiutano nella decomposizione che porta alla produzione di gas metano.

Estrazione del carbone

Il carbone è la forma più densa di combustibile fossile estratto dalla superficie della terra, e per questo, è allo stato solido e occupa molto spazio, intrappolando così il gas metano sottostante. L’estrazione del carbone porta a liberare il gas metano nell’atmosfera perché non è facilmente intrappolabile.

Campi di riso

Per crescere, il riso viene coltivato in campi imbottiti, che vengono inondati d’acqua. Troppa acqua impoverisce l’ossigeno presente nel suolo e porta anche alla decomposizione dei materiali organici presenti, il che fornisce un mezzo adatto alla produzione di gas metano. Il gas viene rilasciato per diffusione nell’atmosfera. Le risaie sono tra le maggiori fonti di gas metano rilasciato nell’ambiente.

Combustione di combustibile legnoso

L’uso di legna da ardere e carbone di legna è comune perché è un modo economico di generare energia per cucinare e riscaldare. Tuttavia, ogni volta che il combustibile di legno viene utilizzato, rilascia gas metano nell’atmosfera. Anche gli incendi boschivi rilasciano il gas nell’atmosfera.

Combustione di biomassa

La biomassa è materiale proveniente da materia organica viva o morta. La combustione della biomassa causa una grande quantità di emissioni di metano. Gli incendi all’aperto su larga scala da parte dell’uomo per distruggere i rifiuti del raccolto e liberare la terra per l’agricoltura o altri usi crea l’11% delle emissioni di metano dell’uomo. Gli incendi naturali possono contribuire a questo. Ma la grande maggioranza dei roghi di biomassa è causata dagli esseri umani. La combustione di biomassa crea 38 milioni di tonnellate di metano all’anno.

Biocarburanti

I biocarburanti producono 12 milioni di tonnellate di metano ogni anno. Qualsiasi biomassa usata per produrre energia per scopi domestici o conta come un biocarburante. Si stima che l’80% dei biocarburanti siano usati per la cucina domestica, il riscaldamento e l’illuminazione bruciando legno, rifiuti agricoli o sterco di animali. Questo è il maggior contributore alle emissioni globali di biocarburanti.

Circa 2,7 miliardi di persone, quasi la metà della popolazione mondiale, usano quotidianamente biocarburanti solidi per cucinare e riscaldare le loro case. La maggior parte è povera e vive nei paesi in via di sviluppo. Le altre fonti di biocarburanti sono imprese a bassa tecnologia come forni per la produzione di mattoni o piastrelle, ristoranti, veicoli di trasporto, ecc.

Discariche e rifiuti

Le discariche e i rifiuti producono 55 milioni di tonnellate di metano all’anno. Le discariche e le discariche a cielo aperto sono piene di materia organica come scarti di cibo, giornali, erba tagliata e foglie. Poiché continuiamo a scaricare nuova spazzatura sopra quella vecchia, la materia organica nella nostra spazzatura rimane intrappolata in condizioni in cui non c’è ossigeno. Questo fornisce condizioni eccellenti per i microbi produttori di metano per scomporre i rifiuti, producendo grandi quantità di emissioni di metano. Anche dopo la chiusura di una discarica, i batteri continuano a decomporre i rifiuti sepolti e continuano ad emettere metano per anni.

Usi del gas metano

Utilizzato in cucina

Il metano è un idrocarburo più leggero dell’aria. Pertanto, produce più energia per unità di peso rispetto al petrolio e al carbone. È anche preferito per cucinare poiché non ha odore e non lascia fuliggine sugli utensili da cucina.

Usi residenziali

Altri usi del metano sono per riscaldare e raffreddare le case. Alcune case usano il gas naturale metano per riscaldare l’acqua. Un altro uso comune in casa è un camino a gas naturale. Ci sono anche asciugatrici a gas naturale per i vestiti, ma non sono molto comuni.

Utilizzato per fornire illuminazione

Il gas metano può essere sfruttato per generare elettricità per le case come per gli uffici e le industrie. Attraverso un processo chiamato generazione distribuita, il metano nel gas naturale può creare elettricità. Le microturbine (motori termici) e le celle a combustibile a gas naturale possono produrre abbastanza energia elettrica.

Utilizzato nella produzione di altri composti

Il gas metano è essenziale per la formazione del metanolo (alcol metilico), che è un componente chiave dell’alcol. È anche importante nella produzione artificiale di idrogeno da usare in varie industrie.

L’acido cloridrico, uno degli acidi più comuni usati nei laboratori, è prodotto con gas metano come ingrediente. Il triclorometano è un altro composto che richiede gas metano. Conosciuto anche come cloroformio, è usato ampiamente sia come solvente che come anestetico.

Utilizzato per far funzionare i macchinari industriali

Il metano, come forma di gas naturale, è importante per una varietà di industrie. È un ingrediente comune per tessuti, plastica, antigelo e fertilizzanti. Il gas metano è usato per far funzionare o alimentare motori e turbine nelle fabbriche. Industrie come la cellulosa e la carta, le industrie alimentari, le raffinerie di petrolio e le aziende che lavorano la pietra, l’argilla e il vetro, usano l’energia che rilascia. La combustione a base di metano aiuta le aziende ad asciugare, deumidificare, fondere e sanificare i loro prodotti. Viene anche usato per fornire energia per l’illuminazione.

Utilizzato per produrre nerofumo

Il gas metano può essere bruciato in modo incompleto, portando a insoliti depositi di carbonio. Questi depositi sono conosciuti come nerofumo e sono usati per rinforzare la gomma che è usata per fare i pneumatici dei veicoli. Questo stesso nerofumo è usato per fare vernici e inchiostro da stampa.

E’ un ingrediente dei fertilizzanti

Con l’aggiunta di idrogeno, il gas metano è usato per produrre ammoniaca, che è un composto chiave nella fabbricazione dei fertilizzanti.

Utilizzato come combustibile per razzi

Il suo stato gassoso si traduce in meno depositi di carbonio quando viene bruciato, rendendolo ideale per il combustibile per razzi. Inoltre non lascia residui. Altre forme di carburante, come il cherosene, emettono molto carbonio, rendendo la camera di combustione dei razzi difettosa.

Effetti del gas metano sul nostro ambiente

Esplosioni

Una miscela di metano e aria è molto esplosiva in natura. Circa il 20% dell’aria è ossigeno, e diventa molto reattivo quando entra in contatto con il metano. Ci sono stati casi di esplosioni, specialmente nelle miniere di carbone, dove le miniere crollano semplicemente a causa della reazione tra il gas metano nella miniera e l’ossigeno nell’aria.

Esplosioni sono state anche testimoniate in discariche dove i rifiuti organici sono stati compattati, e il gas metano viene rilasciato in grandi quantità. È stata segnalata una reazione spontanea con l’aria intorno alla discarica che può portare allo scoppio di un incendio.

Effetto serra

Da solo, il gas metano non è dannoso per l’ambiente o la vita. Tuttavia, in una maggiore concentrazione del gas accoppiato alla presenza di anidride carbonica e vapore acqueo, si verifica un massiccio assorbimento e intrappolamento di calore nell’atmosfera che è dannoso per l’ambiente. Il risultato è definito come l’effetto serra associato al cambiamento climatico e al riscaldamento globale.

Bruciature

Nella sua forma estremamente fredda, il gas metano può causare bruciature quando entra in contatto con la pelle e gli occhi.

Subito

In alte concentrazioni e in spazi chiusi, il gas può reagire con tutto l’ossigeno presente e liberare l’area da tutto l’ossigeno portando al soffocamento.

Malessere

I motori emettono idrocarburi e fumi dovuti alla combustione del gas metano, che possono essere pericolosi una volta inalati nel corpo. D’altra parte, l’esposizione ad alti livelli di metano può portare a mal di testa, vomito, nausea e perdita di coscienza.

Cambiamento climatico

Dopo l’anidride carbonica, il metano è responsabile di circa il 23% del cambiamento climatico nel ventesimo secolo secondo la NASA. Il metano che viene rilasciato nell’atmosfera prima di essere bruciato è dannoso per l’ambiente. Rispetto ad altri gas serra, il metano ha una durata di vita relativamente breve nell’atmosfera, ma è più efficiente nell’intrappolare il calore rispetto agli altri gas. Poiché è in grado di intrappolare il calore nell’atmosfera, il metano contribuisce al cambiamento climatico.

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Un vero ambientalista di cuore ❤️. Ha fondato Conserve Energy Future con il solo motto di fornire informazioni utili relative al nostro ambiente in rapido esaurimento. A meno che tu non creda fortemente nell’idea di Elon Musk di rendere Marte un altro pianeta abitabile, ricordati che non c’è davvero un ‘Pianeta B’ in tutto l’universo.

Che cos’è il gas metano?