Ruggine: formazione ed eliminazione

L’arrugginimento del ferro è un processo elettrochimico, simile nel funzionamento ad una pila, che porta alla formazione di un prodotto rosso-bruno costituito principalmente da ossidi di ferro trivalente idratati.
Il processo richiede la presenza di acqua, ossigeno e di un sale che funziona da elettrolita; in mancanza di uno qualsiasi di questi elementi la corrosione del ferro non procede in modo significativo. A titolo di esempio avrete sicuramente notato come le cerniere degli armadietti dove è contenuto il sale arrugginiscono molto più velocemente delle altre.
Un’umidità relativa dell’aria superiore al 50% contiene una quantità d’acqua sufficiente. Nelle aree urbane l’elettrolita è normalmente il solfato di ferro che si forma per azione dell’anidride solforosa presente nell’atmosfera, nelle aree marine un ruolo predominante è invece svolto dalle particelle di sale sospese nell’aria.
L’ossidazione del ferro normalmente è localizzata nelle cavità e nelle screpolature della superficie e comporta la formazione di uno strato di ruggine permeabile agli agenti ossidanti. Col tempo l’area di ossidazione si estende lateralmente e anche al di sotto dello strato di ruggine portando in questo modo alla foratura della superficie (cosidetta ruggine passante).
La copertura della ruggine con vernice o altro fornisce una protezione assai scarsa in quanto si limita a sigillare gli elettroliti presenti senza eliminarli e quindi l’arrugginimento prosegue sotto lo strato di vernice.
Il ferro e l’acciaio possono essere protetti dalla ruggine in vari modi, tra i più comuni sono: la verniciatura, il rivestimento con un altro metallo (ad esempio zinco o stagno) oppure per trattamento con agenti fosfatanti che intervengono formando un film protettivo.
Un altro metodo si basa sul sistema dei cosiddetti “anodi sacrificali” che sono spesso di zinco o magnesio e sono usati in nautica e anche in molti bollitori di caldaie per il riscaldamento.

Possibili metodi per eliminare la ruggine.
Su questo argomento, da quello che leggo in giro, regna parecchia confusione e approssimazione, va smentito per esempio che l’ambiente acido provochi la ruggine. I cosiddetti fosfatanti sono acidi eppure sono impiegati normalmente.
I principali prodotti per combattere la ruggine sono i seguenti:

Agenti chelanti.
Sono prodotti commerciali, venduti generalmente in soluzione acquosa, che contengono tartrati, ossalati o citrati. La loro funzione è di sciogliere la ruggine trasformandola in composti di ferro solubili in acqua. In seguito al trattamento con questi prodotti, reperibili anche a poco prezzo, la ruggine si scioglie e viene eliminata con il risciacquo.
NB Questi prodotti, a meno di indicazioni particolari del produttore, non sono aggressivi sulle vernici, inoltre sono eco-compatibili e possono essere facilmente smaltiti.

Agenti fosfatanti.
La loro funzione è quella di passivare la superficie del ferro e prevenirne la successiva ossidazione e non quella di eliminare la ruggine. Il trattamento con fosfatante ricopre la superficie del metallo di un sottile film, la cui composizione è ancora incerta, rendendola meno permeabile agli agenti aggressivi.
Dopo il trattamento con fosfatanti la superficie del ferro va comunque protetta in tempi brevi con vernice o altro.
NB I fosfatanti sono aggressivi sulle vernici e, al contrario di ciò che dice qualche sprovveduto, non sono eco-compatibili e necessitano di procedimenti di smaltimento appropriati (non devono essere smaltiti nelle fognature).

I trattamenti con chelanti e fosfatanti hanno quindi due funzioni diverse e non sono alternativi.
L’ideale sarebbe sciogliere la ruggine presente con agenti chelanti e successivamente passivare il ferro con fosfatanti prima di ulteriori trattamenti quali verniciatura, zincatura o altro.

Grazie Barracuda per la chiarissima relazione,mi sembra un ottimo lavoro.... molto professionale.
A questo punto ti chiederei se sai indicare i prodotti chelanti e fosfatanti reperibili facilmente in commercio.

I fosfatanti li trovi dal ferramenta.
Come chelante puoi usare dell'acido citrico, si trova facilmente nei consorzi agrari o anche in qualcle farmacia.
Io l'ho pagato 5 euri al kg. Puoi fare una soluzione al 10-20 % in acqua e lasciare immerso il pezzo da pulire per una dozzina di ore magari agitado un paio di volte.
La soluzione si colora di giallo per effetto del composto di ferro sciolto.

Chiacchierando con Carlo mi sono accorto di aver tralasciato una cosa.
Se nel serbatoio è condensata e/o entrata un po' di acqua riempire il serbatoio di benzina durante fermi prolungati serve a poco. Equivale a verniciare sopra la ruggine, si ricoprono gli elettroliti responsabili dell'ossidazione senza eliminarli.
La miscela acqua, sali e ossigeno continuerà a lavorare sotto la benzina e alla lunga finirà per forare la lamiera come è successo a Damiano.

@ Barracuda un'altra domanda sul tema .
Esiste un prodotto chimico che sciolga l'ossido d'alluminio per immersione, come l'acido citrico scioglie quello di ferro ?

Temo di no. L'ossido di alluminio è piuttosto inerte e credo che i prodotti per scioglierlo intaccherebbero anche l'alluminio.
Inoltre l'alluminio si riossiderebbe molto velocemente. La patina di ossido che ricopre l'alluminio protegge la superficie e impedisce una ulteriore corrosione.
Comunque provo a vedere se esiste qualcosa di specifico.

Quindi per togliere quelle incrostazioni biancastre nei cilindretti pinze e pompa freni non resta che raschiare?

Quindi per togliere quelle incrostazioni biancastre nei cilindretti pinze e pompa freni non resta che raschiare?

io ho provato a tenerle a bagno dentro all'anticalcare ed erano venute benino....ma dopo aver raschiato il grosso comunque....

In passato provai anch'io perchè quell'ossido bianco di aspetto ricorda il calcare ma mi sembra che l'effetto principale fosse quello di annerire l'alluminio.