BITUME
BITUME
La conoscenza del bitume e delle sue applicazioni risale a tempi remotissimi. Ne fa cenno la Genesi a proposito della costruzione dell'arca di Noè e della torre di Babele. Effettivamente lo adoperarono gli antichi abitatori della Palestina e della Mesopotamia e gli Egiziani; quest'ultimi per la chiusura ermetica delle tombe dei Faraoni.
Il bitume naturale si presenta in diversi gradi di purezza e in diverso stato di aggregazione; da una specie di petrolio denso, nero e viscoso, fino alle cosiddette asfaltiti, che sono corpi fragili, neri, splendenti. Chimicamente i bitumi appartengono a quel gruppo che Engler nella sua ben nota sistematica dei corpi bituminosi (v. petrolio), chiama ossibitumi, cioè prodotti della ossidazione e successiva polimerizzazione degli idrocarburi del petrolio. L'analisi elementare rivela in essi, oltre carbonio (C) e idrogeno (H), notevoli quantità di zolfo (S) e piccole di azoto (N):
Ma l'analisi elementare vale ben poco per la conoscenza della vera costituzione dei bitumi, che sono miscele complicate di molti idrocarburi di natura diversa: meglio manifesta si rende tale costituzione con altri metodi d'indagine, ad esempio con la distillazione secca dei bitumi naturali, che dà un olio grezzo complesso e del coke simile a quello che si ottiene dai residui di petrolio: l'olio grezzo stesso fornisce poi, con distillazione frazionata, idrocarburi solforati complessi, paraffine, ecc. L'estrazione con varî solventi adatti separa molto bene i componenti del bitume e ci fa conoscere la loro natura. In genere le sostanze che compongono il bitume sono insolubili in acqua, non attaccabili dagli alcali o dagli acidi diluiti, solubili invece in vario grado in alcuni solventi organici e più di tutto, e in modo completo, nel cloroformio. L'estrazione successiva di queste sostanze con solventi adatti permise di classificarle nei seguenti gruppi:
1. Petroleni: si ottengono con riscaldamento prolungato intorno ai 180° C. e sono i componenti liquidi a tale temperatura: abbondano nei bitumi molli, scarseggiano o mancano nei duri e nelle asfaltiti. Sono idrocarburi identici a quelli che costituiscono il petrolio e, prevalentemente, idrocarburi saturi della serie del metano fra C9H20 e C12H26.
2. Malteni: costituiscono la parte solubile in petrolio a 88° Beaumé e sono idrocarburi saturi e non saturi, contenenti pure S e N.
3. Asfalteni: prodotti che si ottengono con estrazione per mezzo di tetracloruro di carbonio. Sono in genere corpi solidi che ad alta temperatura non fondono, ma rigonfiano decomponendosi con residuo di carbone poroso. Devono considerarsi prodotti di polimerizzazione di idrocarburi non saturi del gruppo del maltene.
4. Carbeni: sostanze insolubili nel tetracloruro di carbonio, solubili invece nel solfuro di carbonio. Sono rare o mancano nei veri bitumi, non abbondano neanche nelle asfaltiti e si considerano prodotti di ulteriore metamorfismo degli idrocarburi dei gruppi precedenti.
Il peso specifico dei bitumi naturali è variabile: 1,14 asfaltite (gilsonite) di Utah, 1,08 bitume del Lago Bermúdez. Il colore nei veri bitumi è bruno o nero-opaco, nelle asfaltiti nero-brillante: le loro soluzioni sono di color bruno per trasparenza, nero per riflessione: le soluzioni in cloroformio hanno un caratteristico spettro di assorbimento. Allo stato naturale i bitumi rammolliscono facilmente col calore e fondono a temperature fra 100° e 150°, le asfaltiti a temperature più alte (170°-200°) ed alcune come la grahamite e l'albertite si decompongono prima di fondere.
Dei giacimenti di bitume naturale il più importante, anche storicamente, è quello del Mar Morto. In parecchi punti delle ripide sponde di questa profonda fossa della crosta terrestre sgorgano sorgenti calde, dalle quali scorre il bitume liquido, che, giunto alla superficie delle acque molto dense (1,21) per la loro elevata salsedine si rapprende in masse galleggianti. Nihil in Asphaltite Iudeae lacu, qui bitumen gignit, mergi potest (Plinio, Nat. Hist., II, 106). Ai piedi del Gebel Usdom, nella sponda meridionale del Mar Morto, il bitume costituisce il cemento di un potente conglomerato. Anche in Siria è frequente il bitume, soprattutto ad Asbeja, nell'alta valle del Giordano, a 56 km. a S.-SO. di Beirūt, dove da secoli viene estratto.
Uno dei più tipici e grandiosi giacimenti di bitume è quello dell'isola di Trinidad. Primo a conoscerlo e a utilizzarlo fra gli Europei fu lo stesso Colombo, che nel 1496 scoprì l'isola e col bitume di Capo la Brea ("pece" in spagnolo) calafatò le sue navi malconce dalla lunga navigazione. Così fece anche Sir Walter Raleigh nella sua spedizione del 1595. Avvicinandosi alla Trinidad dal lato che guarda il golfo di Paria si vedono sulla sponda in diversi luoghi correnti di bitume rappreso, che, simili a neri ghiacciai, raggiungono il mare, il quale, col suo moto ondoso, ne stacca blocchi e frammenti che accumula poi sulla spiaggia. Presso la costa occidentale un'altura crateriforme di circa 45 m. racchiude il famoso lago della pece di un'estensione di più che 40 ettari. Da esso traboccarono in tempo recente le correnti di bitume che scendono al mare. Oggi per l'intenso sfruttamento il livello della massa di bitume è inferiore di 2-3 m. agli orli del lago. Data la forma conica del bacino e la sua profondità, che nella parte centrale raggiunge i 60 m., si può far calcolo su di una riserva di materiale in questo giacimento di parecchi milioni di mc., tale da sopperire per lungo tempo ad uno sfruttamento intenso. Non si tratta, come si potrebbe credere parlando di un lago, di materia liquida: essa è un po' molle soltanto alla superficie per l'azione del calore solare. Il bitume, appena estratto, subisce sul luogo una prima raffinazione che consiste in una semplice fusione, per la quale vengono eliminate l'acqua e le più grossolane impurezze. La produzione, che verso la fine del secolo scorso aveva già sorpassato le 100.000 tonn. annue, negli anni immediatamente precedenti alla guerra si aggirava sulle 200.000 tonn. e, dopo un periodo di relativa depressione dal 1915 al 1919, oggi è in rapida ripresa. Da 20 anni circa l'isola di Trinidad è entrata anche nel novero dei paesi produttori di petrolio, con il quale evidentemente il bitume è in stretta relazione genetica: oggi la produzione di olio minerale grezzo della Trinidad supera i due milioni e mezzo di barili americani, di circa 159 litri (v. petrolio).
Un altro lago di bitume, più esteso di quello della Trinidad, si trova a Bermúdez, nel Venezuela, 25 miglia a occidente del golfo di Paria e 125 miglia da Trinidad: il materiale ha origine e composizione quasi identica. La regione del golfo di Paria è anch'essa petrolifera. In America ancora si trova bitume in quantità a Coxitambo (Payta, Perù), nei distretti petroliferi di Tuxpan e Tampico nel Messico, a Santa Barbara (California), dove strati sabbiosi assai potenti sono impregnati di bitume fino ad una grande profondità; poi il bitume cede il posto a un olio minerale assai denso; infine il bitume si trova in molte altre località degli Stati Uniti. Meritano menzione speciale fra i bitumi americani per la loro particolare composizione o giacitura, la gilsonite dell'Utah, facilmente fusibile e solubile, che forma filoni nelle arenarie dell'Eocene superiore, la wurtzilite, lucente, compatta, difficilmente fusibile, anch'essa in numerosi filoni nella medesima formazione e infine le asfaltiti propriamente dette, come la grahamite e l'albertite della parte orientale del territorio di Indiana, nere, lucenti, compatte e assai fragili.
L'isola di Cuba esporta anche notevoli quantità di bitume eccellente per la sua grande purezza, molto adatto alla fabbricazione delle lacche.
In Europa importanti miniere di ottimo bitume si trovano a Brusturi (Transilvania), a Černovodsk nel Caucaso e soprattutto a Selenizza presso Valona in Albania: il giacimento, conosciuto e sfruttato dagli antichi, - ne fanno menzione Strabone, Aristotele, Vitruvio, Plinio, ecc. - è costituito da strati di conglomerati e di arenarie impregnati di eccellente bitume.
Il bitume puro si usa principalmente per la lavorazione dell'asfalto (v.); serve anche per la preparazione di ceralacca nera, vernici nere, cartoni per coperture, ecc. In elettrotecnica è usato qualche volta come isolante. Il bitume è spesso adulterato in proporzione più o meno grande con bitume artificiale (ottenuto dal petrolio, o a base di pece). Per riconoscerlo si sfrutta la proprietà che i bitumi naturali sono quasi insolubili in alcool, mentre gli artificiali sono solubili in esso. Si prepara una soluzione del bitume da provare in benzina, alla soluzione si aggiunge un ugual volume di alcool e si agita. Se l'alcool si colora in bruno il bitume è sofisticato (Durand-Claye). Il metodo permette di rivelare quantità anche piccole di adulterante (1/50).
Bibl.: H. Köhler, Die Chemie und Technologie der natürlichen und künstlichen Asphalte, Brunswick 1913.