Ferro (Fe)

Principais propriedades

O ferro é um metal cinza-prateado, dúctil e maleável, e o exemplo mais conhecido de material ferromagnético: pode ser imantado e é atraído por ímãs. Suas propriedades mecânicas variam enormemente conforme a quantidade de carbono e de outros elementos presentes, o que dá origem aos ferros fundidos e a uma família imensa de aços.

Em contato com oxigênio e umidade, corrói formando óxidos hidratados que não protegem o metal abaixo, ao contrário do que ocorre com alumínio e cromo: a ferrugem se desprende e expõe camadas novas ao ataque. Nos compostos predominam os estados +2 e +3, com cores que vão do verde-claro ao castanho-avermelhado.

Ocorrência na natureza

É o elemento mais abundante do planeta quando se considera sua massa total, concentrado no núcleo metálico, e o quarto mais abundante da crosta, com cerca de 5%. Os minérios de interesse são a hematita e a magnetita. O Brasil detém algumas das maiores e mais ricas reservas do mundo, no Quadrilátero Ferrífero mineiro e na província de Carajás, no Pará, e figura entre os maiores exportadores globais.

Processo de obtenção

A rota clássica é o alto-forno, no qual o minério é reduzido pelo carbono do coque, resultando em ferro-gusa rico em carbono, depois convertido em aço pela remoção do excesso desse elemento. Rotas de redução direta e fornos elétricos que reaproveitam sucata ganham espaço, e a substituição do carvão pelo hidrogênio é a principal aposta para reduzir as emissões do setor.

Aplicações

Aços respondem por mais de nove décimos de todo o metal produzido no mundo e formam a estrutura de edifícios, pontes, navios, veículos, máquinas, ferramentas, embalagens e eletrodomésticos. Ferros fundidos servem a blocos de motor, tubulações e peças que exigem boa capacidade de amortecer vibrações. Óxidos de ferro pigmentam tintas e cerâmicas, compõem meios magnéticos de gravação e são usados como agentes de contraste em exames de imagem.

Importância biológica

O ferro está no centro da hemoglobina, proteína que capta oxigênio nos pulmões e o distribui aos tecidos, e da mioglobina, que o armazena nos músculos. Também integra enzimas da respiração celular. Sua carência é a deficiência nutricional mais comum do mundo e causa anemia, com fadiga e queda de desempenho; no Brasil, farinhas de trigo e de milho são enriquecidas com ferro por determinação sanitária. Carnes, feijão e vegetais verde-escuros são fontes importantes, e a vitamina C melhora a absorção do ferro de origem vegetal.

Riscos e precauções

O ferro metálico apresenta baixo risco em uso comum, mas o pó fino é inflamável, e a exposição prolongada a fumos de solda e a poeiras de fundição afeta os pulmões, motivo de controle ocupacional. Na saúde, o excesso é tão problemático quanto a falta: a ingestão acidental de suplementos por crianças é causa relevante de intoxicação grave, e doenças como a hemocromatose provocam acúmulo perigoso no organismo. Suplementos só devem ser usados com indicação, e atividades industriais exigem a ficha de informações de segurança e profissionais habilitados.

História da descoberta

O ferro é utilizado desde a pré-história, inicialmente a partir de meteoritos, que forneciam metal já em estado utilizável e eram tidos como material precioso. O domínio da redução do minério em fornos, por volta do segundo milênio antes da era comum, iniciou a Idade do Ferro e alterou profundamente a agricultura e a guerra. A produção de aço em larga escala, no século XIX, tornou-se o marco material da industrialização.

Origem do nome

O nome português vem do latim ferrum, origem preservada no símbolo Fe. Termos germânicos e eslavos para o metal seguem raízes distintas, sinal de que o ferro foi conhecido de forma independente por diferentes povos.

Isótopos relevantes

⁵⁶Fe (cerca de 91,8%), ⁵⁴Fe, ⁵⁷Fe e ⁵⁸Fe em proporções menores.

Isótopos são átomos do mesmo elemento com quantidades diferentes de nêutrons. Eles compartilham o comportamento químico, mas diferem em massa e em estabilidade nuclear. Veja a definição no glossário.

Curiosidades

• O campo magnético da Terra é gerado pelo movimento de ferro líquido no núcleo externo do planeta.
• O ferro é o elemento mais pesado que as estrelas conseguem produzir liberando energia por fusão.
• Objetos de ferro meteorítico anteriores à metalurgia foram encontrados em túmulos antigos, entre eles uma adaga egípcia.