Ferro
O ferro é um elemento químico, símbolo Fe, de número atômico 26 e massa atômica 56 u. À temperatura ambiente, o ferro encontra-se no estado sólido. É extraído da natureza sob a forma de minério de ferro que, depois de passado para o estágio de ferro-gusa, através de processos de transformação, é usado na forma de lingotes. Controlando-se o teor de carbono, dá-se origem a vários tipos de aço.
É um metal maleável, tenaz, de coloração cinza prateado, apresentando propriedades magnéticas; é ferromagnético a temperatura ambiente, assim como o níquel e o cobalto. É encontrado na natureza fazendo parte da composição de diversos minerais, entre eles muitos óxidos, como o FeO (óxido de ferro II, ou óxido ferroso) ou como Fe2O3 (óxido de ferro III, ou óxido férrico). Os números que acompanham o íon ferro dizem respeito aos estados de oxidação apresentados pelo ferro, que são +2 e +3, e ele é raramente encontrado livre. Para obter-se ferro no estado elementar, os óxidos são reduzidos com carbono e imediatamente submetidos a um processo de refinação para retirar as impurezas presentes. É o elemento mais pesado que se produz exotermicamente por fusão nuclear, e o mais leve produzido por fissão, devido ao fato de seu núcleo ter a mais alta energia de ligação por núcleon, que é a energia necessária para separar do núcleo um nêutron ou um próton. Portanto, o núcleo mais estável é o do ferro-56.
O ferro disponível nos alimentos pode ser de dois tipos:
O ferro é o metal mais usado, com 95% em peso da produção mundial de metal. É indispensável devido ao seu baixo preço e dureza, especialmente empregado em automóveis, barcos e componentes estruturais de edifícios. O aço é a liga metálica de ferro mais conhecida, sendo este o seu uso mais frequente. Os aços são ligas metálicas de ferro com outros elementos, tanto metálicos quanto não metálicos, que conferem propriedades distintas ao material. É considerada aço uma liga metálica de ferro que contém menos de 2% de carbono; se a percentagem é maior recebe a denominação de ferro fundido. As ligas férreas apresentam uma grande variedade de propriedades mecânicas dependendo da sua composição e do tratamento aplicado.
Existem evidências de que o ferro era conhecido antes de 5000 a.C. Os mais antigos objetos feitos de ferro usado pela humanidade são alguns enfeites de siderito, feitos no Egito em aproximadamente 4000 a.C. A invenção da fundição por volta de 3000 a.C. levou ao início da Era do Ferro por volta de 1200 a.C. e ao uso proeminente de ferro para ferramentas e armas. Cada vez mais objetos de ferro, datados entre o segundo e terceiro milênio antes de Cristo, foram encontrados (estes se distinguem do ferro proveniente dos meteoritos pela ausência de níquel) na Mesopotâmia, Anatólia e Egito. Entretanto, seu uso provável destinou-se a fins cerimoniais, por ter sido um metal muito caro, mais do que o ouro na época. Algumas fontes sugerem que talvez o ferro fosse obtido como subproduto da obtenção do cobre. Entre 1600 e 1200 a.C., observou-se um aumento de seu uso no Oriente Médio, porém não como substituto ao bronze.
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É o metal de transição mais abundante da crosta terrestre, e quarto de todos os elementos. Também é abundante no universo, tendo-se encontrado meteoritos que contêm este elemento. O ferro é encontrado em numerosos minerais, destacando-se: A hematita (Fe2O3), a magnetita (Fe3O4), a limonita [FeO(OH)], a siderita (FeCO3), a pirita (FeS2) e a ilmenita (FeTiO3). Pode-se obter o ferro a partir de óxidos com maior ou menor teor de impurezas. Muitos dos minerais de ferro são óxidos. A redução dos óxidos para a obtenção do ferro é efetuada em um forno denominado alto-forno ou forno alto. Nele são adicionados os minerais de ferro, em presença de coque e carbonato de cálcio, CaCO3, que atua como escorificante. No processo de obtenção, geralmente é usada a hematita, que apresenta ponto de fusão de 1560 °C. Para que essa temperatura seja diminuída, é adicionado o carbonato de cálcio (CaCO3). Além de promover a redução do ponto de fusão da hematita, ele atua reagindo com impurezas presentes, como o dióxido de silício (SiO2), formando o metassilicato de cálcio (CaSiO3), conhecido como escória. O coque (carbono amorfo, com mais de 90% de pureza) é usado para promover a redução da hematita, transformando o Fe3+ em Fe(s). Inicialmente, o coque, em presença de excesso de O2 fornecido pelo ar, reage produzindo CO2. O dióxido de carbono assim produzido, e também o proveniente do carbonato de cálcio, reagem com o coque que é constantemente adicionado ao alto-forno, produzindo CO. Este, por fim, será o responsável por reagir com o Fe2O3, produzindo Fe(s) e CO2
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O ferro tem quatro isótopos estáveis naturais: 54Fe, 56Fe, 57Fe e 58Fe. As proporções relativas destes isótopos na natureza são aproximadamente: 54Fe (5,8%), 56Fe (91,7%), 57Fe (2,2%) e 58Fe (0,3%).
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O ferro é encontrado em praticamente todos os seres vivos e cumpre numerosas e variadas funções. Tanto o excesso como a deficiência de ferro podem causar problemas no organismo. O excesso de ferro é chamado de hemocromatose, enquanto a sua deficiência é conhecida como anemia. A palavra anemia, apesar de estar popularmente associada à carência de ferro no organismo, não é utilizada unicamente para ela. Para a carência de ferro no organismo, cabe o nome específico de anemia ferropriva. Nas transfusões de sangue são usados ligantes que formam com o ferro complexos de alta estabilidade, evitando que ocorra uma queda demasiada de ferro livre. Estes ligantes são conhecidos como sideróforos. Muitos organismos empregam estes sideróforos para captar o ferro de que necessitam. Também podem ser empregados como antibióticos, pois não permitem ferro livre disponível. Sua carência nos humanos pode causar, além da anemia, anorexia, sensibilidade óssea e a clima frio, prisão de ventre, distúrbios digestivos, tontura, fadiga, problemas de crescimento, irritabilidade, inflamação da língua.
Aspectos nutricionais e metabólicos
O ferro é um dos elementos mais facilmente encontráveis na superfície da Terra, mas mesmo assim, sua deficiência é a causa mais comum de anemia, afetando cerca de 500 milhões de pessoas em todo mundo. Isso se deve à capacidade limitada do organismo na absorção de ferro e à frequência da perda de ferro por hemorragia do sistema digestório (úlcera, colite, diverticulite, câncer), menstruação abundante, verminose, múltiplas gestações, estirão de crescimento. A fonte alimentar do ferro pode ser encontrada em inúmeros alimentos: couve, algas marinhas, brócolis, flocos de aveia, canela moída, grãos integrais ou enriquecidos; nozes; castanhas; feijão vermelho; frutas secas, figo seco, tofu frito com azeite, entre muitos outros. O uso de panelas e recipientes de ferro também contribui para aumentar a ingestão de ferro.
Deficiência
Quando há deficiência de ferro os depósitos reticuloendoteliais (hemossiderina e ferritina) são totalmente depletados antes que ocorra anemia. À medida que a doença evolui, o paciente pode ter sinais e sintomas gerais de anemia como cansaço fácil, fraqueza, irritabilidade, indisposição, sonolência, cefaleia, dor nas pernas e apresentar glossite indolor, estomatite angular, unhas friáveis ou em colher (coiloníquia), cabelos finos, secos e quebradiços, pele seca, esclerótica azulada, mucosas descoradas, disfagia como resultado de membranas faríngeas (Síndrome de Paterson-Kelly ou Plummer-Vinson) e perversão do apetite. A causa das alterações epiteliais não é clara, mas pode ser relacionada à diminuição de ferro nas enzimas que o contêm. Em crianças, a deficiência de ferro é sobremaneira significativa porque causa irritabilidade, má função cognitiva e diminuição no desenvolvimento psicomotor.
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O ferro em excesso é tóxico. O ferro reage com peróxido produzindo radicais livres. A reação mais importante é: Porém esta mesma reação pode ter aplicação científica e industrial, na chamada Reação de Fenton. Quando o ferro se encontra nos níveis normais, os mecanismos antioxidantes do organismo podem controlar este processo. A dose letal de ferro em crianças de 2 anos é de 3 gramas. 1 grama pode provocar um envenenamento importante. O envenenamento por ferro é denominado hemocromatose. O ferro em excesso se acumula no fígado, provocando danos neste órgão.
