A ferrugem se forma no metal na presença de oxigênio e água, criando um processo químico chamado oxidação. Esse processo corrói o metal e forma óxidos de ferro que conferem essa cor característica à ferrugem.
A ferrugem é composta principalmente de óxidos de ferro hidratados, principalmente aquele bom e velho óxido férrico hidratado (Fe₂O₃·nH₂O). É esse composto que confere aquela tonalidade marrom-avermelhada típica à ferrugem. Dentro, você encontra principalmente ferro, oxigênio e água presos juntos, em proporções ligeiramente variáveis de acordo com as condições ambientais. Ao lado dos óxidos, você pode às vezes encontrar vestígios de outros compostos, como hidróxidos e algumas impurezas provenientes de outros lugares (poluição, sais minerais...). Todo esse pequeno e poroso misto não faz nada bem ao metal debaixo, pois a ferrugem não protege absolutamente nada; ao contrário, acelera a degradação ao permitir que a umidade e o ar penetrem ainda mais profundamente através do metal.
A umidade é claramente a melhor amiga da ferrugem: assim que um metal encontra essa umidade, a oxidação rapidamente se manifesta. O oxigênio também desempenha um papel central, pois é ele que alimenta todas essas reações de corrosão. Se água salgada entra na equação, as coisas pioram severamente, uma vez que o sal acelera esses processos eletroquímicos. O calor age como uma espécie de acelerador: mais quente, mais rápido. Outros elementos, como certas substâncias ácidas, também atacam as superfícies metálicas, abrindo amplamente a porta para a ferrugem. Por fim, a presença prolongada de poluentes atmosféricos, como o dióxido de enxofre, acentua os danos nas estruturas expostas.
A ferrugem aparece devido a uma reação chamada eletroquímica, onde o metal, tipicamente ferro, reage com o oxigênio e a água. Na superfície do metal, algumas partes vão perder elétrons, o que chamamos de oxidação. Por sua vez, a água e o oxigênio ganham esses elétrons, o que é uma redução. Essas duas reações combinadas formam então óxido de ferro hidratado, ou seja, a ferrugem. Esse processo necessita de água, que atua como condutor elétrico entre as áreas que estão se corroendo. Sem água? Sem ferrugem.
A umidade é sem dúvida o inimigo número um dos metais: a água acelera claramente as reações químicas responsáveis pela ferrugem. Adicione um pouco de sal, como na beira do mar, e a situação piora seriamente—o sal facilita a condução elétrica na superfície, acelerando assim a corrosão. Outro elemento crítico a não esquecer: a temperatura. Quanto mais quente, mais as reações químicas são impulsionadas, provocando uma formação de ferrugem mais rápida. A presença de certos poluentes atmosféricos, como o dióxido de enxofre proveniente da poluição industrial, torna também o ambiente ainda mais agressivo para o metal. Mesmo a presença de arranhões, raspados ou áreas danificadas no metal é sinônimo de multiplicar as ocasiões de enferrujar facilmente.
Para combater eficazmente a ferrugem, a estratégia principal é evitar que o metal entre em contato com o oxigênio e a umidade. O método mais simples e comum: aplicar uma camada protetora como pintura, verniz ou graxa para formar uma barreira impermeável. Outra metodologia eficaz é utilizar revestimentos metálicos, a famosa técnica da galvanização, onde o metal é coberto com uma fina camada de zinco que se corrói em vez do metal. Também se pode recorrer às proteções eletroquímicas, os sistemas de proteção catódica, comumente usados na indústria ou em barcos para desviar as reações eletroquímicas e preservar o metal. Por fim, às vezes, a melhor solução é ainda usar desde o início metais inoxidáveis, como o aço inoxidável, que resiste naturalmente à corrosão graças à sua composição química.
As pontes de aço modernas frequentemente utilizam um processo chamado 'proteção catódica', que protege eficazmente contra a ferrugem ao aplicar uma baixa corrente elétrica ao metal, retardando assim significativamente a corrosão.
A Estátua da Liberdade é verde por causa da ferrugem? Não, essa tonalidade verde vem na verdade de uma pátina de verde-azulado formada no cobre, protegendo assim a estátua em vez de deteriorá-la como a ferrugem faz com o ferro.
A ferrugem não afeta apenas o ferro puro, ela também pode aparecer em ligas que contêm ferro, como o aço, desde que entrem em contato com a umidade e o oxigênio.
A Torre Eiffel é repintada em média a cada 7 anos para evitar a corrosão. Esta operação requer quase 60 toneladas de tinta especialmente formulada contra a ferrugem!
A velocidade de formação da ferrugem depende de diversos fatores, como a umidade, a temperatura, a qualidade do metal ou a presença de sais ou outras substâncias corrosivas no ambiente. Em condições favoráveis (ambiente úmido e quente), a ferrugem pode aparecer em algumas horas ou dias. Em contrapartida, em condições secas e controladas, pode levar vários meses ou anos até que a ferrugem se manifeste de maneira significativa.
Sim, a presença de sal (como a água salgada ou sal de descongelamento) acelera consideravelmente a formação de ferrugem. De fato, o sal dissolvido na água facilita a condução elétrica e, portanto, aumenta a velocidade das reações eletroquímicas responsáveis pela corrosão do metal.
A ferrugem em si não é tóxica, no entanto, pode tornar as superfícies metálicas rugosas e apresentar um risco de lesões (cortes, arranhões). Essas lesões podem levar à exposição a agentes infecciosos como o tétano. Portanto, é recomendado manusear materiais enferrujados com cuidado e verificar regularmente a vacina contra o tétano.
Sim, muitas vezes é possível restaurar objetos com muita ferrugem. Dependendo do estado do metal, geralmente se realiza uma etapa de raspagem ou lixamento para eliminar a ferrugem na superfície. Em seguida, é recomendável aplicar um conversor de ferrugem ou um produto anti-ferrugem, e depois uma tinta ou um revestimento protetor para prevenir o reaparecimento da ferrugem.
Certos metais, como o ouro, a prata e o platina, não enferrujam, pois não reagem com o oxigênio em condições normais. Outros metais, como o alumínio ou o aço inoxidável, podem formar uma fina camada oxidada muito resistente (óxido), que impede uma corrosão posterior. Esta camada protetora permite que eles mantenham sua aparência enquanto estão protegidos contra a ferrugem em profundidade.
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