Entendendo a Ferrugem: Quais Metais Corroem e Como Acontece

O que é Ferrugem?

Ferrugem, comumente referida como oxidação, ocorre quando ferro ou ligas metálicas que contêm ferro, como aço, são expostos a oxigênio e água por um longo período de tempo.

Ferrugem forma-se quando o ferro passa pelo processo de oxidação, mas nem toda oxidação forma ferrugem. Como dito anteriormente, apenas ferro ou ligas que contêm ferro podem enferrujar, mas outros metais podem corroer de maneira similar.

O que é Corrosão?

Corrosão ocorre quando um elemento que facilmente perde seus elétrons (como alguns metais) combina com um elemento que absorve elétrons extras (oxigênio) e então entra em contato com uma solução eletrolítica (água). O trabalho da água no processo de corrosão é acelerar o fluxo de elétrons do metal para o oxigênio.

Este processo é chamado de reação redox e é na verdade dois processos químicos que acontecem ao mesmo tempo: redução e oxidação.

O que é Redução?

Redução é o nome da reação química que ocorre quando uma molécula ganha um elétron. Este é o papel do oxigênio na corrosão de metais.

O que é Oxidação?

Oxidação é o oposto de redução e é o nome da reação química que ocorre quando uma molécula perde um elétron. Este é o papel do metal na corrosão de metais. Ferrugem e a pátina (cor verde estranha) do cobre são os resultados visíveis dos metais perdendo seus elétrons para o ar.

Cobre, Ferro e Alumínio Enferrujam?

Tecnicamente, apenas ferro e ligas que contêm ferro podem enferrujar. Outros metais, incluindo metais preciosos como ouro e prata, podem corroer de maneira similar.

O que diferencia certos metais é a duração de tempo que leva para eles começarem a enferrujar ou corroer.

Aqui estão alguns dos metais mais comuns e como eles se comportam contra ferrugem e corrosão.

O Cobre Enferruja?

O cobre não enferruja, no entanto, ele corrói. O cobre é naturalmente marrom e torna-se um tom de verde brilhante à medida que corrói. Embora alguns considerem a reação do cobre como manchamento em vez de oxidação, o metal ainda passa por um processo similar de "enferrujamento".

Em um ambiente natural, o cobre é extremamente relutante a corroer. O tipo de corrosão que finalmente quebra tubos de água potável de cobre é chamado de corrosão por erosão e só ocorre devido à exposição a água fluida e turbulenta por um longo período de tempo.

Comumente visto em moedas antigas, o famoso e belo "pátina" verde pode levar até 20 anos para se formar completamente.

É um dos poucos metais que ocorrem naturalmente como um metal diretamente utilizável na natureza, ao contrário de ser minerado de um minério (embora possa ser criado de outras maneiras). Isso, e o fato de que o cobre é muito macio e fácil de trabalhar, levou a ele ser um dos primeiros metais que as pessoas trabalharam na história humana.

Na verdade, o cobre era tão importante que na verdade temos um período na história chamado de Idade do Cobre.

O cobre é altamente condutivo a calor e eletricidade, é comumente usado em fiação elétrica por esta razão.

Também é muito baixo na série de reatividade, uma ferramenta em química que é uma progressão de metais arranjados do mais alto para o mais baixo reatividade a ácidos, água, extração de metais de seus minérios e outras reações. Por causa de sua baixa reatividade, uma liga específica de cobre (90% cobre e 10% níquel) é usada para peças em barcos que serão expostos à água do mar, ou como tubos para transportar água potável. Se você olhar ao redor de sua casa ou prédio, notará que muitos de seus eletrodomésticos usam tubos de cobre para trazer água para dentro ou para fora.

Segundo o Departamento de Habitação e Desenvolvimento Urbano dos EUA, o tubo de água de cobre médio deve durar 50-70 anos.

O Ferro Enferruja?

Sim. Lembre-se que tecnicamente apenas ferro e ligas que contêm ferro podem enferrujar.

Comparado à corrosão de outros metais, o ferro enferruja relativamente rápido, especialmente se exposto a água e oxigênio. Na verdade, quando o ferro é exposto a água e oxigênio, pode começar a enferrujar dentro de algumas horas.

O ferro também enferrujará rapidamente se exposto a altas temperaturas. Temperaturas extremas podem alterar a composição química do metal, o que o torna extremamente propenso a se recombinar com oxigênio no ambiente.

O Alumínio Enferruja?

O alumínio é um dos metais mais comumente usados no planeta, e é arguivelmente mais famoso por não enferrujar. O alumínio não enferruja, apenas a oxidação específica do ferro é chamada de ferrugem e não há ferro usado na criação de alumínio. No entanto, como todos os metais, o alumínio é suscetível à corrosão.

O alumínio é feito em 3 estágios:
Estágio 1. Mineração
Estágio 2. Processamento
Estágio 3. Redução eletrolítica (que cria o alumínio real)

O alumínio vem de um mineral chamado bauxita. A bauxita é mais comumente encontrada em lugares sub-tropicais como África, Índias Ocidentais, América do Sul e Austrália – embora haja alguns pequenos depósitos em outros lugares como Europa. A Austrália é a maior produtora de bauxita, fornecendo cerca de 23% da produção global mundial.

Esta bauxita é então processada em óxido de alumínio, que consiste apenas de átomos de alumínio e oxigênio ligados juntos.

O óxido de alumínio então tem uma corrente elétrica passando por ele, que separa os diferentes componentes um do outro. Bolhas de oxigênio formam em uma extremidade, e gotas de alumínio fundido puro coletam na outra extremidade.

Cerca de 4-5 toneladas de bauxita são processadas em 2 toneladas de óxido de alumínio, que criam 1 tonelada de alumínio puro.

O alumínio corrói muito mais lentamente que outros metais como ferro. Segundo Stanford, a razão pela qual o alumínio não corrói tão facilmente quanto outros metais é por causa da reação especial que tem com a água.

Normalmente, quando a água entra em contato com o metal, ela encoraja o metal a desistir de seus elétrons ainda mais rápido para o oxigênio ao redor.

O alumínio tem uma reação especial com a água, porém. Quando a água toca o alumínio, os átomos de alumínio e oxigênio (contidos no metal – não o oxigênio no ar ao redor) se afastam um do outro.

Eles acabarão quase 50% mais distantes um do outro do que onde começaram. Esta reação de se afastar muda a estrutura molecular do alumínio apenas o suficiente que ele se torna quimicamente inerte, significando que não corrói tão facilmente.

Como Prevenir Metais de Enferrujar

Ferrugem é uma reação química que ocorre naturalmente. Apesar do fato de que alguns metais enferrujam mais rápido que outros, isso não deve desencorajá-lo de utilizar estes metais para certos usos. Existem muitas maneiras de prevenir seus metais de enferrujar, como tintas e revestimentos metálicos, barreiras sacrifícias, filmes de barreira, bem como numerosas soluções anti-ferrugem e estanho. Cada método utiliza diferentes compostos e materiais para criar uma barreira protetora entre o metal e os elementos que causam ferrugem e corrosão.

Saiba quais metais NÃO enferrujam aqui.

Para mais informações sobre como prevenir ferrugem, confira nossos blogs: Como Manter Aço e Ferro de Enferrujar e Soluções Anti-Ferrugem para Seus Produtos de Aço Inoxidável