La ruggine è un altro nome per l’ossido di ferro, che si verifica quando il ferro o una lega che contiene ferro, come l’acciaio, è esposta all’ossigeno e all’umidità per un lungo periodo di tempo. Nel tempo, l’ossigeno si combina con il metallo a livello atomico, formando un nuovo composto chiamato ossido e indebolendo i legami del metallo stesso. Sebbene alcune persone si riferiscano alla ruggine generalmente come “ossidazione”, quel termine è molto più generale; sebbene la ruggine si formi quando il ferro subisce ossidazione, non tutte le ossidazioni formano ruggine. Solo il ferro o le leghe che contengono ferro possono arrugginire, ma altri metalli possono corrodersi in modo simile.
Il principale catalizzatore del processo di arrugginimento è l’acqua. Le strutture in ferro o acciaio potrebbero sembrare solide, ma le molecole d’acqua possono penetrare nelle cavità e nelle crepe microscopiche di qualsiasi metallo esposto. Gli atomi di idrogeno presenti nelle molecole d’acqua possono combinarsi con altri elementi per formare acidi, che alla fine causano l’esposizione di più metallo.
Se è presente sodio, come nel caso dell’acqua salata, è probabile che la corrosione si verifichi più rapidamente. Nel frattempo, gli atomi di ossigeno si combinano con gli atomi metallici per formare il composto di ossido distruttivo. Quando gli atomi si combinano, indeboliscono il metallo, rendendo la struttura fragile e friabile.
Alcuni pezzi di ferro o acciaio sono abbastanza spessi da mantenere la loro integrità anche se si forma ossido di ferro sulla superficie. Più sottile è il metallo, maggiori sono le possibilità che si arrugginisca. Mettere un tampone di lana d’acciaio nell’acqua ed esporlo all’aria farà iniziare quasi immediatamente la ruggine perché i filamenti di acciaio sono così sottili. Alla fine, i singoli legami di ferro verranno distrutti e l’intero pad si disintegrerà.
La formazione di ruggine non può essere fermata facilmente, ma i metalli possono essere trattati per resistere agli effetti più dannosi. Alcuni sono protetti da vernici resistenti all’acqua, rivestimenti preventivi o altre barriere chimiche, come l’olio. È anche possibile ridurre le possibilità di formazione di ruggine utilizzando un deumidificatore o un essiccante per aiutare a rimuovere l’umidità dall’aria, ma questo di solito è efficace solo in aree relativamente piccole.
L’acciaio è spesso zincato per prevenire la formazione di ossido di ferro; questo processo di solito prevede l’applicazione di uno strato molto sottile di zinco sulla superficie. Un altro processo, chiamato placcatura, può essere utilizzato per aggiungere uno strato di zinco, stagno o cromo al metallo. La protezione catodica prevede l’utilizzo di una carica elettrica per sopprimere o prevenire la reazione chimica che provoca la formazione di ruggine.