ferrugem

 

O que é ferrugem

Corrosão é o processo de degradação de metais provocada por reações de oxirredução. Uma reação de oxirredução é aquela na qual ocorrem ganho (redução) e perda de elétrons (oxidação) entre os átomos do sistema.

De modo geral, o principal causador da corrosão é o oxigênio. Isso ocorre porque esse elemento é um não metal, logo, tende a ganhar elétrons, enquanto os metais tendem a perder elétrons. Isso nos permite entender que, numa reação de oxirredução, os metais têm a tendência de perder elétrons para o oxigênio.

O exemplo mais característico de corrosão é a oxidação do ferro, mais conhecida como ferrugem em linguagem popular. O ferro é facilmente oxidado quando posto em contato com o ar e a umidade.

Para extrair o ferro da hematita (seu estado mineral natural), a indústria metalúrgica emprega muita energia. Quando o metal é exposto ao ambiente, já na forma de peças, tende a voltar à sua forma estrutural mais estável e, portanto, menos energética. Para isso, cede facilmente os elétrons da última camada de seus átomos.

Nesse processo, chamado de oxidação, os elétrons livres do ferro são “puxados para fora” por meio da água e se combinam a elementos oxidantes do ar. A reação que ocorre do lado do oxigênio, a chamada redução, acontece assim: ele recebe os elétrons livres e se liga ao ferro, gerando um terceiro elemento, o óxido de ferro.

O ferro oxidado tem cor alaranjada e densidade reduzida, deixando o metal mais fraco. Isso porque, ao se formar, a ferrugem se esfarela facilmente e deixa a parte debaixo do ferro sujeita a nova oxidação. Essa corrosão é constante e pode consumir o metal todo, se nada for feito para impedir. A oxidação do ferro é um processo natural, mas que pode ser impedido.

O jeito mais simples de bloquear a reação é proteger o metal do contato com o ar e água, por meio de tintas ou óleos. Outra opção é cobrir o ferro com uma camada de um metal como o zinco, que tem maior predisposição de perder elétrons. Esse processo é conhecido como galvanização.

Embora seja possível lixar a ferrugem, é mais fácil usar a química. Produtos com ácido fosfórico e álcool etílico neutralizam a ferrugem em fosfato ferroso, que protege contra nova oxidação. Uma saída caseira é usar limão. O suco ácido “rouba” as moléculas de O2 da ferrugem, gerando H2O e um composto de Fe, C (carbono) e H2 (hidrogênio) solúvel em água.

 

Entendendo como acontece a ferrugem

A característica mais perceptível desse fenômeno é a cor (marrom avermelhada), que vai se formando sobre a superfície dos metais, causando problemas tanto econômicos quanto sociais, pois além do grande prejuízo de investimento, a ferrugem também pode causar danos à saúde provocada pela poluição, contaminação, entre outros…

 

Mas como e por que isto ocorre?

A ferrugem é resultado de um dos processos de deterioração causado em um determinado material sobre a ação do meio, que cientificamente é chamado de Corrosão, podendo, inclusive, ocorrer em outros materiais que não sejam metálicos, como concreto, polímeros orgânicos e etc.

A Corrosão pode ser classificada em três tipos: corrosão eletroquímica, corrosão química e corrosão eletrolítica.

A ferrugem acontece pela corrosão eletroquímica, um processo espontâneo de corrosão, quando o metal entra em contato com um eletrólito (Compostos iônicos solúveis em água) onde temos simultaneamente reações anódicas na qual ocorre o processo de oxidação e catódicas na qual ocorre o processo de redução, acontecem principalmente em metais, necessariamente na presença de água e oxigênio.

Todos os metais sofrem corrosão, com exceção apenas do ouro e da platina. No entanto, no caso de alguns metais, essa corrosão é menos violenta porque os compostos formados funcionam como uma espécie de proteção. Por exemplo, no caso da prata mencionada, a película preta que acaba servindo como proteção é o sulfeto de prata (Ag2S), que se forma em contato com o oxigênio do ar e com a poluição atmosférica (que envolve compostos do enxofre).

Essa camada insolúvel de sulfeto de prata tem coloração azulada ou ligeiramente violácea e, com o tempo, vai ficando preta. No caso do cobre, o azinhavre formado é, na verdade, uma mistura tóxica de hidróxido de cobre I, hidróxido de cobre II, carbonato de cobre I e carbonato de cobre II.

 

Consequências e ações contra a corrosão

A corrosão dos metais é um processo que ocorre espontaneamente e causa anualmente grandes prejuízos econômicos para nossa sociedade. Objetos metálicos nos lares são perdidos, tais como utensílios e eletrodomésticos; nas indústrias, equipamentos e máquinas industriais precisam receber manutenção ou ser substituídos; há o risco de vazamentos de materiais poluentes para o meio ambiente em virtude da corrosão de tubulações e tanques, além de poder também ocorrer acidentes.

Nas cidades, ocorre a corrosão de estruturas de pontes, edifícios, carros, navios e monumentos artísticos. Calcula-se que 30% de todo o aço (liga metálica feita de aproximadamente 98,5% de ferro, 0,5% a 17% de carbono e traços de silício, enxofre e fósforo) mundial seja produzido apenas para repor objetos que foram corroídos.

Hoje se estima que cerca de 20% do ferro produzido por ano no Brasil seja destinado à recuperação de objetos que já enferrujaram. Além disso, muitos acidentes podem ocorrer devido à corrosão de objetos metálicos, como é o caso do acidente no Maracanã em 1992. Com o impacto causado pelos torcedores, parte da grade de proteção da arquibancada do estádio desabou porque a estrutura que segurava a grade estava corroída. O acidente teve vítimas fatais e alguns torcedores ficaram gravemente feridos.

Por causa de prejuízos como esses, é muito importante que os metais sejam protegidos da corrosão. Uma maneira muito comum de preservar os metais é pintá-los com tintas adequadas. Uma boa aplicação da tinta forma uma camada protetora que impede a exposição do metal ao ar e à umidade.

Outra forma de proteção é o revestimento de objetos metálicos com outro metal de maior capacidade de oxidação. Com isso, o metal do revestimento se oxida antes do metal revestido, o que faz com que o segundo demore mais para começar a oxidar. Por desempenharem essa função, os metais usados para revestimento são chamados de metais de sacrifício.

As chapas de aço são frequentemente protegidas com finas películas de zinco, originando as conhecidas chapas galvanizadas. Para obter essas películas, as chapas de aço são mergulhadas em zinco fundido ou se deposita o zinco sobre o aço através de eletrólise. O zinco é mais reativo e, por isso, evita a corrosão.

 

Mas, por que em cidades litorâneas o processo da corrosão dos metais é acelerado? É apenas porque o ar é mais úmido?

Em cidades que ficam em regiões costeiras ou litorâneas como Florianópolis, esse processo se dá de forma muito mais acelerada. Isso representa um prejuízo econômico, social e tecnológico muito grande para a população e para o governo. Casas, carros, navios, estruturas metálicas de edifícios e pontes, estátuas, entre outros, sofrem corrosão.

E não é apenas porque é mais úmido. Nesses locais existe o fenômeno da maresia, que para a população costuma ser associada a um cheiro forte e característico que se desprende do mar, na vazante. No entanto, quimicamente, pode-se dizer que a maresia seria a ação oxidante da água do mar em razão das substâncias nela dissolvidas.

A água do mar não é pura e por causa da ação do vento e de outras condições ambientais, as partículas de água do mar se espalham, entrando em contato com objetos metálicos que são corroídos. Esse processo é acelerado pela presença dos íons na água do mar e nos evaporitos, que são micropartículas presentes no ar que apresentam sais. Esses íons fazem uma ponte salina, o que possibilita o fenômeno de oxirredução entre o oxigênio do ar e os metais.

 

O que é a maresia?

É aquela névoa fina e úmida que às vezes paira sobre as cidades do litoral, flutuando ao longo da costa. Esse spray é formado por bilhões e bilhões de gotículas de água do mar, que sobem ao ar toda vez que uma onda arrebenta na praia. O problema é que as gotículas não são de água pura. Afinal, o oceano é um caldo com um pouco de tudo dentro, principalmente sais. Por causa deles, a maresia enferruja carros, emperra portões e racha vigas de concreto.

Como isso acontece? Para que qualquer coisa enferruje, é preciso que átomos de ferro se unam ao oxigênio do ar, em uma reação conhecida como oxidação (conforme explicamos acima). Esse casamento só ocorre quando alguma substância cria um caminho para que os elétrons dos átomos de ferro se liguem aos de oxigênio. No caso da ferrugem convencional, a água pura faz muito bem esse papel – a diferença é que, na praia, as gotinhas são turbinadas com sais, que ajudam a transportar os elétrons com muito mais facilidade, acelerando o processo de corrosão.

Outro inconveniente da maresia é a própria água. “A umidade, aliada às temperaturas mais altas das regiões litorâneas, favorece o crescimento de mofo nas casas”, afirma o químico Flávio Maron Vichi, da Universidade de São Paulo (USP). Mas a dor de cabeça não pára por aí: como as gotículas também são carregadas de partículas de sujeira, como argila, material orgânico decomposto e seres microscópicos, o spray úmido pode criar uma crosta difícil de limpar em janelas, óculos e pára-brisas.

 

Como manter a casa protegida da maresia

Na próxima matéria, abordaremos como manter a casa protegida contra a maresia e suas complicações, como a ferrugem e as melhores soluções para que a salinidade não destrua os seus bens.

     

Fonte: Mundo Estranho, Brasil Escola, CW, Hi7, Mundo Educação

     

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