De acordo com pt.wedoany.com-Um estudo sobre a antiga siderurgia indiana revelou o complexo mecanismo por trás da excepcional resistência à corrosão do ferro produzido por métodos tradicionais. A pesquisa analisou amostras de ferro produzidas pelo método tradicional da tribo Agaria, em Chhattisgarh, centro da Índia, e descobriu que sua resistência à corrosão resulta da ação combinada de múltiplos fatores, como minério, escória, fases minerais superficiais, processo de oxidação e martelamento a quente, e não de uma única causa.
As amostras analisadas vieram de Aamadandh, distrito de Korba, em Chhattisgarh, fornecidas por membros da tribo Agaria. A equipe de pesquisa também coletou minério e escória da mesma região para comparar o produto final de ferro com as matérias-primas do processo produtivo. A técnica de produção de ferro em fornos do tipo bloomery usada pelos Agaria pode ter existido antes de 1200 d.C. Diferentemente dos altos-fornos, esses fornos produzem ferro esponjoso misturado com escória, que requer processamento manual posterior. O forno tradicional tem formato de tigela, geralmente construído no subsolo, com uma fossa de cerca de 800 mm de altura e 200 mm de diâmetro, eixo do forno abaixo da marca de 600 mm, câmara em forma de tigela com cerca de 240 mm de diâmetro e 100 mm de profundidade. Durante a produção, a temperatura é mantida em torno de 1150°C por meio de sopro, e cada quilograma de ferro leva de 5 a 6 horas para ser produzido.
Após a produção inicial, o ferro esponjoso precisa ser forjado. O martelamento a quente ajuda a compactar o bloco metálico, reduzir a porosidade e remover parte da escória. A tomografia por nêutrons mostrou que, após o martelamento, os poros internos do ferro se consolidam, as inclusões diminuem e uma película de corrosão passivada mais espessa se forma. O estudo sugere que essa camada protetora mais espessa é um dos fatores-chave para explicar sua resistência superior à corrosão.
Uma das descobertas centrais do estudo é a presença de uma espessa camada de produtos de corrosão na superfície do ferro, que não representa apenas degradação, mas também atua como uma barreira protetora que impede a corrosão de avançar para o interior. A análise microscópica revelou fissuras de cerca de 4 a 5 micrômetros de largura na película superficial, mas menos fissuras em áreas onde a camada é mais espessa. As lâminas formadas na superfície estão relacionadas à corrosão atmosférica. Por meio de difração de raios X com incidência rasante, os principais componentes da camada de corrosão foram identificados como hematita (Fe2O3), quartzo (SiO2) e calcita (CaCO3), com frações mássicas de 70%, 19% e 11%, respectivamente. A hematita é a fase mais estável entre os óxidos de ferro observados, com energia livre de formação de -744,4 ± 1,3 kJ mol⁻¹; a maghemita também foi identificada como fase instável, com energia livre de formação de -731,4 ± 2,0 kJ mol⁻¹ (298 K, 1 bar). A difração de nêutrons também detectou cerca de 92% de ferro, 1,1% de Fe3O4 e 1,7% de Fe3C no interior da amostra, além de fases ainda não totalmente identificadas, correspondentes a picos não classificados em ângulos de 40,62°, 42,38°, 64,49°, 76,86°, 96,73° e 115,34°.
Quanto ao mecanismo de resistência à corrosão, o estudo descartou o papel do fósforo. Em muitas discussões sobre artefatos de ferro indianos antigos, como a famosa Coluna de Delhi, o fósforo é considerado um dos fatores anticorrosivos. No entanto, nas amostras Agaria analisadas, não foi encontrado fósforo no ferro nem na camada de corrosão, dentro dos limites de detecção da técnica utilizada. Isso indica que os mecanismos de resistência à corrosão variam entre diferentes artefatos de ferro antigos, e a proteção desta amostra se deve principalmente à camada protetora formada por óxidos e compostos minerais, ao processo de martelamento a quente e à estrutura consolidada do material.
A origem do cálcio também foi rastreada. A análise mostrou que o minério não contém cálcio, então os pesquisadores supõem que o cálcio pode vir da argila usada no forno, do pó de carvão ou de uma plataforma de bambu revestida de argila usada para deslizar a carga no forno. Isso sugere que a resistência do ferro depende não apenas do minério, mas também do ambiente de produção e dos materiais auxiliares.
A conclusão do estudo enfatiza que nem todo ferro antigo é superior ao aço moderno. O ferro produzido por técnicas tradicionais pode formar uma camada eficaz de proteção contra corrosão, mas não deve ser confundido com aço inoxidável contendo cromo. A principal contribuição do estudo é revelar que a metalurgia antiga, sem depender de ferramentas modernas de controle industrial, conseguia fabricar materiais com propriedades excepcionais por meio de uma combinação complexa de processos (minério rico em óxido de ferro, escória, martelamento a quente, redução de porosidade e formação de película protetora).
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Scientific Reports, com o título Uncovering the superior corrosion resistance of iron made via ancient Indian iron-making practice.
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