A ferrugem é uma ameaça constante ao ferro ao nosso redor, que oxida prontamente tanto no ar quanto na água. Até mesmo o aço — uma liga dura de ferro com traços de carbono — enferruja facilmente, o que significa que a oxidação danifica o aço em edifícios, carros e eletrodomésticos.
Mas, como o nome sugere, o aço inoxidável não parece enferrujar. Então qual é o segredo?
Simplificando, a química do aço inoxidável impede que o oxigênio do ar e do ambiente atinja o ferro do aço, evitando a reação de oxidação prejudicial.
O aço comum enferruja quando o ferro reage quimicamente com o oxigênio para formar óxido de ferro. Embora a ferrugem geralmente não seja prejudicial aos humanos, ela pode corroer drasticamente o ferro e torná-lo inseguro e feio.
Relacionado: Por que o metal range?
O aço comum é uma liga de 99% de ferro e entre cerca de 0,2% e 1% de carbono, enquanto o aço inoxidável normalmente contém entre 62% e 75% de ferro, até 1% de carbono e mais de 10,5% de cromo. O aço inoxidável também geralmente contém uma pequena porcentagem de níquel, o que pode torná-lo mais resistente e fácil de trabalhar.
O cromo é essencial para a resistência à ferrugem do aço inoxidável, diz cientista de materiais Tim Collinsdisse à Live Science o secretário-geral da Worldstainless, uma organização sem fins lucrativos sediada na Bélgica e aliada ao grupo industrial da World Steel Association.
O cromo reage com o oxigênio no ambiente — geralmente no ar, mas também debaixo d'água — para criar uma “camada passiva” de óxido de cromo (Cr2O3) na superfície do metal. Essa camada impede que o oxigênio alcance o ferro no aço para criar ferrugem, explicou Collins.
A camada passiva no aço inoxidável tem apenas alguns nanômetros de espessura e, portanto, é invisível, ele disse. A camada de óxido de cromo também pode se auto-reparar se for danificada; é inerte, o que significa que não reage quimicamente com outras substâncias; e não lixivia além da superfície do metal, o que torna o aço inoxidável adequado para produção de alimentos, cirurgia e outras aplicações, acrescentou Collins.
Descoberta acidental
O aço inoxidável moderno foi desenvolvido em 1912 pelo metalúrgico inglês Harry Brearley, que estudava ligas de aço para evitar corrosão em canos de armas.
Brearley criou uma liga de ferro, carbono, cromo e níquel. Mas não era adequada para um cano de arma, então ele a jogou no quintal, disse Collins. Algumas semanas depois, Brearley notou que a liga brilhante em seu quintal não havia enferrujado — então ele desenvolveu o material e o apresentou ao mundo em 1915.
Collins disse que o aço inoxidável à prova de ferrugem agora representa cerca de 4% do aço usado no mundo todo a cada ano — quase 2 bilhões de toneladas.
Mas o aço inoxidável é complexo e caro de fabricar — normalmente entre três e cinco vezes o custo de produção do aço comum — e a inclusão de elementos metálicos especiais nas ligas (como molibdênio para aplicações subaquáticas) pode torná-lo ainda mais caro.
Como resultado, a maioria das aplicações que necessitam de aço usam aço comum ou aço carbono, seja em condições nas quais ele não enferruja ou onde é protegido por uma camada externa de tinta ou algum outro revestimento.
No entanto, o aço inoxidável agora é usado para mais aplicações do que nunca, disse Collins, inclusive na produção de alimentos e na segurança alimentar.
Cientista de alimentos da Universidade Johns Hopkins Canção Shelke disse à Live Science que o aço inoxidável tem muitas vantagens sobre as alternativas: é resistente à corrosão de ácidos alimentares e produtos químicos de limpeza — ao contrário do alumínio e do cobre — e não contamina nem mancha nenhum alimento em que toca.
O aço inoxidável também é durável, mais forte que o alumínio e higiênico, com uma superfície não porosa que pode ser facilmente limpa e higienizada, ela escreveu em um e-mail.
