Il gas naturale è più pesante dell’aria? (Fonti, pesi, proprietà)

Il gas naturale è uno dei gas più infiammabili del mondo (fonte), composto dal 90% (o più) di metano. È inodore e ampiamente utilizzato in tutto il pianeta, costituendo quasi un quinto delle fonti di energia naturale del mondo. Sorprendentemente, molte persone non sanno molto sul gas naturale, nonostante il suo uso quotidiano.

Il gas naturale è più pesante dell’aria? No, il gas naturale non è più pesante dell’aria, il suo peso molecolare varia tra 16-18. È una miscela di idrocarburi composta principalmente da metano ma include altri componenti come etano e propano e piccole quantità di azoto e anidride carbonica. Il peso molecolare dell’aria secca è stimato a poco meno di 29.

Entri nel tuo appartamento e ti fermi. Annusi l’aria e senti l’odore: gas. Probabilmente qualcuno ha lasciato la stufa accesa, e il tuo appartamento ora puzza di gas. Non è un grosso problema, a patto che si possa arieggiare il posto velocemente. Questa situazione è qualcosa che molte persone possono aver vissuto.

Ci si pone anche la domanda: Cosa c’è da sapere sul gas naturale?

Di cosa è composta l’aria?

L’aria è il termine generale usato per l’atmosfera che ci circonda. L’aria è composta principalmente da azoto e ossigeno (al 99%), insieme ad argon, anidride carbonica, neon, elio, krypton, idrogeno e xeno che costituiscono il restante 1% (fonte).

Questi gas costituiscono anche cinque dei sei gas inerti della tavola periodica. Per saperne di più su questi gas, puoi leggere “Qual è la differenza tra gas inerti e attivi?

La frase “più leggero dell’aria” è comunemente usata, ma esattamente quanto è pesante l’aria? La pesantezza dell’aria si misura di solito guardando la densità dell’aria in un oggetto. Per esempio, un palloncino gonfiato sarà più pesante di un palloncino non gonfiato. A causa della pressione dell’aria all’interno del palloncino, la densità dell’aria è aumentata (fonte).

Fonti del gas naturale

Il gas naturale si trova nei letti di carbone e nei pozzi di gas naturale e petrolio. Negli Stati Uniti, il Texas e la Pennsylvania sono i primi due stati produttori di gas naturale del paese. A causa dell’alta estrazione di gas naturale all’interno degli Stati Uniti, quasi tutto il gas usato all’interno del paese proviene dai confini americani (fonte).

Molti gas naturali e oli provengono dall’estrazione dello scisto. Lo scisto è una roccia sedimentaria che contiene materiale organico che genera petrolio e gas naturale. Questi si accumulano nel tempo e la lavorazione può avvenire per ottenere gas e petrolio.

Un altro tipo di gas naturale è conosciuto come tight natural gas e proviene dall’interno del terreno. Tuttavia, questo gas proviene da serbatoi di arenaria e carbonato. La maggior parte del gas naturale prodotto negli Stati Uniti proviene dallo scisto.

Gas naturale prodotto dalla terra

Il gas naturale si trova generalmente in profondità nella terra. I serbatoi di gas si trovano sempre adiacenti ai pozzi di petrolio, e più profondo è il pozzo, maggiore sarà la percentuale di gas (fonte).

Il gas naturale è un’energia non rinnovabile che cresce nella crosta terrestre da milioni di anni, e solo negli ultimi secoli l’uomo è stato in grado di usarlo in modo sicuro. Quando i resti organici si sono decomposti e sepolti sotto strati di roccia e terra, la pressione su di essi ha creato un processo che ha trasformato i resti in idrocarburi.

Uno strato protettivo di roccia di solito circonda i serbatoi di gas naturale, in particolare un “cap rock” in cima che mantiene il gas pressurizzato e sicuro (fonte).

Altre fonti di gas naturale

I gas che si trovano nell’intestino degli animali e degli esseri umani, e nelle zone a bassa ossigenazione del pianeta, sono esempi di altre fonti di gas naturale. A causa della sua densità più leggera, il gas può essere estratto dal terreno o può lentamente disperdersi nell’ambiente in modo naturale.

Uno dei primi esempi registrati di utilizzo del gas naturale fu trovato da esploratori francesi che scoprirono dei nativi americani che accendevano dei gas che fuoriuscivano dalla zona intorno al lago Erie nel 1626 (fonte).

Tuttavia, il gas non venne commercializzato fino al 1800, quando William Hart scavò il primo pozzo di gas di successo a New York per formare la Fredonia Gas Light Company nel 1821.

La formazione del gas naturale

Ci sono molte teorie diverse sull’origine dei combustibili fossili. Come menzionato prima, possono avere origine dalla pressione sulla materia organica che è stata sepolta sottoterra per migliaia di anni.

Questo processo avviene attraverso la pressione esercitata sulla materia organica dall’accumulo di strati di sedimenti e fango, insieme all’aumento delle temperature più vicine al nucleo della terra (fonte).

Un altro metodo per la formazione del gas naturale è attraverso piccoli microrganismi. Il metano biogenico è prodotto attraverso questo metodo. I metanogeni, che sono piccoli microrganismi produttori di metano, scompongono la materia organica. I metanogeni si trovano vicino alla superficie dell’atmosfera terrestre, dove non c’è ossigeno.

Questi organismi vivono anche nell’intestino degli animali. E sfortunatamente, molto del metano prodotto attraverso questo processo sfugge direttamente nell’atmosfera. Tuttavia, si stanno sviluppando nuove tecnologie per raccogliere i gas e diminuire l’impatto ambientale del rilascio di metano.

I processi biogenici sono un altro metodo di produzione di gas naturale. Questo processo comporta il movimento di gas a base di idrogeno e molecole di carbonio. Questi interagiscono con altri minerali che si trovano nel sottosuolo e, alla fine, si muovono verso la superficie del pianeta, creando analogamente depositi di metano al metano termogenico.

Il gas naturale che usiamo

Il gas naturale funziona in molte case negli Stati Uniti, e quasi il 50% delle case in America usa il gas naturale per il riscaldamento. Dato che c’è una fornitura abbondante di gas in tutto il mondo, la percezione del gas naturale è un metodo di produzione di energia più positivo, conveniente ed ecologico rispetto ad altri combustibili fossili come il carbone e il petrolio (fonte).

Il gas è anche una parte significativa delle industrie in quanto è usato nella produzione di plastica, medicine e antigelo (fonte). Il gas è anche usato per produrre elettricità ed è visto come un metodo più pulito rispetto agli impianti alimentati a carbone.

Nuove tecnologie hanno anche permesso al gas di produrre calore ed elettricità allo stesso tempo, utilizzando il gas a livelli ottimali e diminuendo l’impatto ambientale.

Con la crescita della popolazione in tutto il mondo, ogni giorno più veicoli entrano nelle strade. Il gas naturale compresso (CNG) è un altro metodo per alimentare i veicoli, specialmente i camion pesanti, e i veicoli di trasporto.

Il GNC rilascia molte meno emissioni di carbonio rispetto alla benzina, e lo svantaggio principale è che non produce lo stesso livello di energia rispetto al gas.

In tutto il mondo, l’uso del gas sta aumentando, e le previsioni dicono che a causa della crescita in Cina e in Brasile, il consumo mondiale di gas aumenterà del 50% nei prossimi 25 anni (fonte).

Tuttavia, gli Stati Uniti sono ancora il primo consumatore di gas naturale, seguiti da vicino da Russia e Cina (fonte). Pertanto, produrre gas in modo sicuro e ridurre il suo impatto ambientale è vitale per la crescita sostenibile dell’industria del gas.

Quanto pesa il gas naturale rispetto all’aria?

Il gas naturale ha una densità inferiore all’aria. È composto principalmente da metano, che è più leggero dell’aria (fonte). Un calcolatore di densità del gas naturale mostra che il gas naturale pesa 0,712 kg/m³ (0,04457 lb/ft³) contro 1,204 kg/m³ (0,07516 lb/ft³) di aria.

Il gas naturale può essere raffreddato a circa -260 gradi Fahrenheit e trasformato in gas naturale liquefatto (LNG). Il GNL occupa solo 1/600 del volume nel suo stato gassoso. Questo gli permette di essere immagazzinato e trasportato (fonte).

Gas naturale vs. metano

Alcuni possono provare a parlare di gas naturale e metano come sinonimi, ma sono gas diversi. D’altra parte, il gas naturale è composto principalmente da metano, quindi le differenze sono minuscole.

Cos’è il metano, e come differisce dal “gas naturale”?

Il metano (CH₄) costituisce la maggior parte della composizione del gas naturale. Il metano viene rilasciato quando la materia organica si decompone (fonte). È il composto organico più abbondante che si trova sulla terra, e la considerazione è che non è tossico.

Questo fatto potrebbe essere sorprendente considerando le morti che si verificano a causa dell’inalazione di gas. Tuttavia, questi sono in realtà dovuti alla mancanza di ossigeno piuttosto che alla tossicità del metano stesso.

Il metano si presenta in due forme: organico e termogenico. Il metano organico proviene da fonti come discariche e paludi. Anche i prodotti di scarto umani e animali che fermentano rilasciano metano organico.

Il metano termogenico si forma nel sottosuolo più profondo e produce gas naturale attraverso il calore e la pressione. Piccoli depositi di metano si trovano vicino alla superficie insieme al petrolio, mentre giacimenti di metano puro più profondi si trovano a profondità maggiori (fonte).

È anche conosciuto come un gas serra, poiché riscalda l’atmosfera terrestre. Se viene rilasciato direttamente nell’atmosfera, e non bruciato, è molto più dannoso per l’ambiente rispetto all’anidride carbonica (fonte).

Mentre il metano costituisce una parte significativa del gas naturale, come detto prima, il gas naturale include anche altri componenti nella sua composizione. Il gas naturale subisce anche un processo per rimuovere gli alcani nocivi prima di andare a lavorare nelle case e nelle aziende. Il metano nel gas naturale gli conferisce anche la sua qualità galleggiante.

Fonti del metano

Il metano entra nell’atmosfera da una varietà di fonti.

Produzione di elettricità e calore

Il metano può non essere l’emissione significativa di gas serra nella creazione di elettricità, ma una quantità significativa di metano si libera nell’atmosfera da questo processo. Può anche fuoriuscire attraverso fabbriche difettose e condutture danneggiate. Queste perdite, soprattutto se non trovate e fermate rapidamente, possono essere estremamente dannose per l’ambiente.

Generalmente, il gas naturale trasformato consegnato alle case è quasi interamente metano senza altre sostanze chimiche tossiche.

Paesaggio artico

Il permafrost, terreno congelato per più di due anni, ha iniziato a scongelarsi nell’Artico a causa dell’aumento delle temperature. Quando il permafrost si scongela, il materiale organico rilascia anidride carbonica e metano nell’atmosfera terrestre (fonte).

Il bestiame

Il metano si verifica e viene rilasciato dal bestiame. Con la crescita della popolazione terrestre, il desiderio di prodotti di carne è in continuo aumento. Gli agricoltori soddisfano queste richieste allevando mandrie di animali sempre più grandi.

Questi animali rilasciano metano nell’atmosfera attraverso la loro materia fecale. Mentre l’idea delle flatulenze delle mucche sembra piuttosto comica, non si possono ignorare gli effetti ambientali.

Nei soli Stati Uniti, il bestiame domestico come bovini, suini, pecore e capre sono i maggiori produttori di emissioni di metano (fonte).

L’uomo

Il nostro desiderio di carne non è l’unico responsabile delle emissioni di metano nell’ambiente. Anche le funzioni corporali umane rilasciano metano nell’atmosfera. I rifiuti organici inviati alle discariche, insieme agli impianti di trattamento delle acque reflue, sono entrambi responsabili delle emissioni di CH₄ (fonte).

Anche gli esseri umani causano la maggior parte delle emissioni attraverso le nostre azioni, mentre altre emissioni di metano provengono da fonti naturali. C’è stato un massiccio picco nelle emissioni di metano dal 1800, e abbiamo causato più di un raddoppio dei livelli di metano atmosferico da allora (fonte).

Proprietà del gas naturale

Caratteristiche

Il gas naturale è incolore, inodore, insapore e informe. È gassoso a qualsiasi temperatura superiore a -161 gradi. È anche un combustibile fossile.

Il gas naturale si misura con unità termiche britanniche o Btu. Un Btu è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di una libbra di acqua di un grado Fahrenheit. Un piede cubo di gas equivale a circa 1032 Btu (fonte).

Peso

Di solito misurato in volume, il piede cubo è l’unità di misura comunemente usata per il gas naturale. Il gas naturale equivale a 8,003 libbre per piede cubo.

Infiammabilità

È altamente infiammabile, ma ha una gamma di infiammabilità bassa, indicando che è sicuro per l’uso domestico. La temperatura di autoaccensione del gas naturale è di 1003 gradi Fahrenheit (fonte).

Odore

Come detto prima, il gas naturale è inodore. Può rivelarsi pericoloso perché il gas può essere mortale. Nel 1937, una fuga di gas causò un’esplosione in una scuola di New London, Texas. L’esplosione uccise quasi 300 studenti e insegnanti. Ha dimostrato di essere il catalizzatore per cambiare il funzionamento dell’industria del gas (fonte).

Il gas naturale ha dello zolfo aggiunto, che lo fa puzzare un po’ come le uova marce. Il mercaptano chimico è usato per odorare il gas.

Se si sente odore di gas in una zona, rimuovere se stessi e gli altri dallo spazio il più rapidamente possibile, senza accendere alcun elettrodomestico o luce, o qualsiasi cosa che possa creare una scintilla. Una chiamata al 911 dovrebbe avvenire immediatamente, una volta che si è fuori dalla portata del gas (fonte).

Effetto sull’ambiente

In questo articolo e in molti articoli sul gas naturale, è stato spesso chiamato il carburante fossile pulito a causa delle minime emissioni di anidride carbonica (CO2). Tuttavia, questo titolo è ingiusto a causa dei danni che il metano può fare all’ambiente.

Il metano è anche un gas a effetto serra e, anche se ha una vita più breve nell’atmosfera rispetto all’anidride carbonica, può causare più danni all’ambiente in 20 anni rispetto al CO2 (fonte).

La mancanza di densità del gas lo aggrava. Il gas può salire e intrappolare il calore nell’atmosfera superiore. Il metano è 86 volte più potente dell’anidride carbonica nel suo effetto sull’ambiente per oltre 20 anni. Può intrappolare il calore che accelera il riscaldamento globale ad un tasso esponenziale (fonte).

Mentre è facile dire che il gas viene principalmente bruciato, le perdite, purtroppo, fanno parte del processo di lavorazione e distribuzione del gas attraverso paesi e continenti (fonte).

Studi hanno dimostrato che la quantità stimata di emissioni di metano è stata calcolata male ed è del 60% più alta di quanto si pensasse inizialmente. Queste emissioni sono quasi pari al danno che l’anidride carbonica ha sull’ambiente a breve termine (fonte).

Le perdite possono avvenire in qualsiasi punto del processo di estrazione del gas naturale, da perdite nel terreno a perdite nei tubi e nei contenitori di stoccaggio. Falle, come quella di un’azienda di Houston in Louisiana, hanno cisterne d’acciaio che perdono massicce quantità di GNL nell’aria, scatenando timori che si possano innescare incendi incontrollati (fonte).

Negli Stati Uniti, ci sono circa 500.000 pozzi di gas naturale, insieme a 3 milioni di chilometri di tubi. Questi lasciano una quantità quasi infinita di possibilità di perdite di gas naturale nell’ambiente (fonte).

Pensieri finali

Il futuro del gas negli Stati Uniti è cambiato. Il gas è sempre stato una parte significativa del quadro energetico del paese e continuerà ad esserlo per il prossimo futuro. C’è stato qualche sforzo per minimizzare l’impatto ambientale, ma il gas naturale è lontano dal combustibile fossile “pulito” come lo descrivono i media.

Per quanto riguarda la domanda sul gas che è più leggero dell’aria: Se vi svegliate in una stanza piena di gas, mettetevi a terra, copritevi la bocca con un panno bagnato e strisciate fuori dalla zona. Il gas sarà sempre concentrato più in alto nella stanza, e si spera che questa piccola conoscenza possa salvarvi la vita.