Come sappiamo, per utilizzare il contenuto di energia chimica dei combustibili fossili è necessario convertire questa energia in altre forme. Il modo più rapido è quello di bruciare i combustibili e ottenere così energia termica (figura ►23). Purtroppo le reazioni di combustione di questi materiali hanno sempre creato anche molti problemi a causa del loro non trascurabile impatto ambientale. Questa espressione significa che i prodotti della reazione di combustione sono sostanze che hanno effetti negativi sull’equilibrio ambientale. E ancora oggi, nonostante i progressi della scienza e della tecnologia, questi problemi permangono, anzi, alcuni di essi si sono aggravati.

Consideriamo per esempio il gasolio, un combustibile ottenuto dalla lavorazione del petrolio; il gasolio è una miscela di idrocarburi utilizzata come carburante per molte automobili e autocarri e per alimentare impianti di riscaldamento e centrali termoelettriche. La combustione di uno dei tanti idrocarburi presenti nel gasolio può essere rappresentata con la seguente equazione:

Come si vede, per ogni molecola di idrocarburo che brucia si formano ben 15 molecole di anidride carbonica, una sostanza gassosa che, come sappiamo, contribuisce al cosiddetto effetto serra dell’atmosfera.

Il gasolio (e ancora di più il carbone) contiene anche piccole quantità di zolfo, perciò nei prodotti della combustione è presente anche l’anidride solforosa (SO₂). L’anidride solforosa può ossidarsi ad anidride solforica ed entrambi questi composti, a contatto con l’acqua presente nell’atmosfera, formano sostanze acide.

Inoltre durante la combustione, a causa dell’elevata temperatura, avvengono la reazione di sintesi tra l’azoto e l’ossigeno presenti nell’aria e una successiva reazione di ossidazione:

I prodotti di queste ossidazioni, l’ossido e il diossido di azoto, sono talvolta indicati genericamente con la formula NO_x. Queste sostanze, oltre a essere tossiche e a provocare disturbi all’apparato respiratorio anche in basse concentrazioni, formano sostanze acide con l’acqua presente nell’atmosfera.

Gli ossidi di azoto e gli ossidi di zolfo sono dunque responsabili delle cosiddette piogge acide, i cui effetti corrosivi risultano particolarmente evidenti sulla vegetazione, sui manufatti di ferro e sui monumenti ed edifici di pietra calcarea.

Occorre ricordare che oggi carbone e derivati del petrolio vengono «desolforati», e ciò consente di ridurre sensibilmente le emissioni di SO₂. Maggiori difficoltà si riscontrano nell’eliminazione degli ossidi di azoto, che si producono sempre durante la combustione.

Preoccupano, inoltre, altri fattori inquinanti associati alla combustione dei materiali fossili. La combustione, infatti, ben difficilmente avviene in modo completo, cioè non si arriva mai a trasformare tutto il combustibile in acqua e diossido di carbonio. In particolare nei motori a scoppio la reazione di combustione avviene in modo esplosivo ed è quindi troppo rapida per poter arrivare a completarsi: tra i prodotti della reazione sono presenti quindi anche ossido di carbonio (sostanza tossica), gli idrocarburi che non hanno reagito completamente (i cosiddetti incombusti) e il particolato. Si tratta di materiali inquinanti che, diversamente da CO₂ e H₂O, possono provocare danni immediati per la salute, in particolare quella degli anziani e dei bambini.

L’ossido di carbonio è una sostanza tossica perché si può legare saldamente agli atomi di ferro dell’emoglobina riducendo la capacità del sangue di trasportare ossigeno.

Gli idrocarburi incombusti, combinandosi con gli ossidi di azoto, possono dare luogo allo smog fotochimico, un particolare inquinamento dell’aria che si produce nelle giornate caratterizzate da condizioni meteorologiche di stabilità e di forte insolazione. I principali effetti sono una forte irritazione agli occhi e difficoltà nella respirazione.

Il particolato è costituito da minuscole particelle solide e liquide sospese nell’aria. Si tratta soprattutto di particelle carboniose impregnate di idrocarburi e di sottoprodotti della combustione (tra i quali il benzopirene), di acqua, di ruggine, di solfati e molte altre sostanze ancora (figura ►24). Queste particelle sono classificate in base alla loro dimensione, che determina la loro pericolosità: più sono piccole più sono penetranti e quindi dannose. Esse vengono indicate con la sigla PM (Particulate Matter), seguita dal diametro massimo espresso in micrometri (μm) (tabella ►7).

Oltre agli effetti negativi sull’ambiente, occorre sempre tener presente il problema di fondo, relativo al fatto che i combustibili fossili sono esauribili e non si possono ripristinare in tempi rapidi. Di conseguenza, per soddisfare il crescente fabbisogno mondiale di energia, le nazioni devono prendere con urgenza provvedimenti che vanno nel senso della ricerca di una maggiore efficienza nell’utilizzo delle risorse, di una politica di risparmio energetico, dello sviluppo di una pluralità di fonti alternative. Occorre cioè immaginare e costruire un nuovo modello di sviluppo.