Fatti sul ferro

Dall’essere un elemento cruciale per la costruzione dell’acciaio al nutrire le piante e aiutare a trasportare l’ossigeno nel sangue – il ferro è sempre impegnato a sostenere la vita sulla Terra.

Il ferro è una sostanza fragile e dura, classificata come un metallo nel gruppo 8 della tavola periodica degli elementi. Il più abbondante di tutti i metalli, la sua forma pura si corrode rapidamente se esposta all’aria umida e alle alte temperature. Il ferro è anche il quarto elemento più comune nella crosta terrestre per peso e si pensa che gran parte del nucleo della Terra sia composto da ferro. Oltre ad essere comunemente presente sulla Terra, è abbondante nel sole e nelle stelle, secondo il Los Alamos National Laboratory. Il ferro è fondamentale per la sopravvivenza degli organismi viventi, secondo il Jefferson Lab. Nelle piante, gioca un ruolo nella produzione di clorofilla. Negli animali, è un componente dell’emoglobina – una proteina del sangue che trasporta l’ossigeno dai polmoni ai tessuti del corpo.

Il 90% di tutto il metallo che viene raffinato in questi giorni è ferro, secondo la Royal Society of Chemistry. La maggior parte di esso è usato per fare l’acciaio – una lega di ferro e carbonio – che è a sua volta usato nell’industria manifatturiera e nell’ingegneria civile, per esempio, per fare il cemento armato. L’acciaio inossidabile, che contiene almeno il 10,5% di cromo, è altamente resistente alla corrosione. Viene usato in posate da cucina, elettrodomestici e pentole come padelle e padelle in acciaio inossidabile. L’aggiunta di altri elementi può fornire all’acciaio altre qualità utili. Per esempio, il nichel ne aumenta la durata e lo rende più resistente al calore e agli acidi; il manganese lo rende più durevole, mentre il tungsteno lo aiuta a mantenere la durezza alle alte temperature, secondo il Jefferson Lab.

Solo i fatti

• Numero atomico (numero di protoni nel nucleo): 26
• Simbolo atomico (sulla tavola periodica degli elementi): Fe
• Peso atomico (massa media dell’atomo): 55,845
• Densità: 7,874 grammi per centimetro cubo
• Fase a temperatura ambiente: Solido
• Punto di fusione: 2.800,4 gradi Fahrenheit (1.538 gradi Celsius)
• Punto di ebollizione: 5.181,8 F (2.861 C)
• Numero di isotopi (atomi dello stesso elemento con un diverso numero di neutroni): (includere quanti sono isotopi stabili): 33 Isotopi stabili: 4
• Isotopi più comuni: Ferro-56 (abbondanza naturale: 91,754 per cento)

Storia e proprietà del ferro

Gli archeologi stimano che le persone abbiano usato il ferro per più di 5.000 anni, secondo il Jefferson Lab. In effetti, si scopre che alcuni dei più antichi ferri conosciuti dall’uomo sono letteralmente caduti dal cielo. In uno studio pubblicato nel 2013 nel Journal of Archeological Science, i ricercatori hanno esaminato antiche perle di ferro egiziane che risalgono a circa 3200 a.C. e hanno scoperto che erano fatte di meteoriti di ferro. Anche l’Antico Testamento nella Bibbia menziona più volte il ferro, secondo il Los Alamos National Laboratory.

Il ferro si ottiene principalmente dai minerali ematite e magnetite. In misura minore, può anche essere ottenuto dai minerali taconite, limonite e siderite, secondo il Jefferson Lab. Il ferro ha quattro diverse forme allotropiche, il che significa che ha quattro diverse forme strutturali in cui gli atomi si legano in modelli diversi, secondo il Los Alamos National Laboratory. Queste forme sono chiamate ferriti, conosciute come alfa (che è magnetica), beta, gamma e omega.

Il ferro è un nutriente importante nella nostra dieta. La carenza di ferro, la carenza nutrizionale più comune, può causare anemia e stanchezza che colpisce la capacità di svolgere un lavoro fisico negli adulti. Può anche compromettere la memoria e altre funzioni mentali negli adolescenti, secondo i Centers for Disease Control and Prevention. Le donne che hanno carenza di ferro durante la gravidanza sono a maggior rischio di avere bambini piccoli e precoci, avverte il CDC.

Ci sono due tipi di ferro alimentare: ferro eme e ferro non eme. Il ferro eme – che è il tipo di ferro più prontamente assorbito – si trova nella carne, nel pesce e nel pollame, mentre il ferro non eme – che è anche assorbito ma in misura minore del ferro eme – si trova in entrambi gli alimenti vegetali (come spinaci, cavoli e broccoli) e nella carne, secondo l’American Red Cross. Le persone assorbono fino al 30 per cento del ferro eme, rispetto al 2-10 per cento del ferro non eme, riferisce l’ARC, aggiungendo che gli alimenti ricchi di vitamina C come pomodori o agrumi possono aiutare le persone ad assorbire il ferro non eme.

Chi lo sapeva?

• Il sangue è rosso a causa dell’interazione tra ferro e ossigeno, secondo l’Università della California, Santa Barbara. Il sangue sembra rosso a causa del modo in cui i legami chimici tra i due elementi riflettono la luce.
• Il ferro puro è in realtà morbido e malleabile, secondo l’Università di Denver.
• Nel 2007, i ricercatori hanno scoperto un enorme pennacchio di acqua ricca di ferro proveniente da bocche idrotermali nell’Oceano Atlantico meridionale.
• Il ferro è necessario per la crescita del fitoplancton – piccoli batteri marini che utilizzano l’anidride carbonica dall’atmosfera per alimentare la fotosintesi. Alcuni ricercatori hanno quindi sostenuto che fertilizzare gli oceani con più ferro potrebbe aiutare a succhiare l’anidride carbonica in eccesso. Ma uno studio pubblicato online nel novembre 2010 nei Proceedings of the National Academy of Sciences ha scoperto che questa potrebbe non essere una buona idea, in quanto tutto questo ferro in più potrebbe effettivamente innescare la crescita di alghe tossiche che contribuiscono alla contaminazione della fauna marina.
• Circa il 90% di tutto il metallo che viene raffinato oggi è ferro, secondo la Royal Society of Chemistry.
• Il ferro è un componente fondamentale di una classe di meteoriti conosciuta come siderite, secondo il Los Alamos National Laboratory.
• Un pilastro di ferro risalente a circa il 400 d.C. si trova ancora oggi a Delhi, in India, secondo il Los Alamos National Laboratory. Il pilastro è alto circa 23,75 piedi (7,25 metri) e misura 15,75 pollici (40 centimetri) di diametro. Nonostante sia stato esposto alle intemperie, il pilastro non si è corroso molto grazie alla sua composizione unica di metalli.
• Esempi di alimenti ricchi di ferro includono carne, come manzo, tacchino, pollo e maiale; frutti di mare, come gamberi, vongole, ostriche e tonno; verdure, come spinaci, piselli, broccoli, patate dolci e fagiolini; pane e cereali, come cereali di crusca, pane integrale e riso arricchito; altri alimenti, come fagioli, lenticchie, concentrato di pomodoro, tofu e melassa, secondo la Croce Rossa americana.
• La superficie di Marte è rossa a causa di una grande quantità di ossido di ferro (ruggine) sulla sua superficie, secondo Nature. Marte ha più del doppio di ossido di ferro nella sua crosta rispetto alla Terra.
• Il nucleo interno solido e quello esterno liquido della Terra sono composti principalmente da ferro (circa l’85% e l’80% del peso, rispettivamente). La corrente elettrica generata dal ferro liquido crea il campo magnetico che protegge la Terra, secondo la NASA. Il ferro si trova anche nei nuclei di tutti i pianeti del sistema solare.
• Il ferro è l’elemento più pesante che si forma nei nuclei delle stelle, secondo il JPL. Gli elementi più pesanti del ferro possono essere creati solo quando le stelle ad alta massa esplodono (supernovae).
• Il nome latino del ferro è ferrum, che è la fonte del suo simbolo atomico, Fe.
• La parola ferro deriva da una parola anglosassone, iren. La parola ferro è probabilmente derivata da parole precedenti che significano “metallo sacro” perché è stato usato per fare le spade utilizzate nelle crociate, secondo WebElements.

Ricerca attuale

Il ferro è stato oggetto di numerosi studi medici, alcuni dei quali mostrano che alti livelli di ferro nel sangue possono infatti essere collegati ad un aumentato rischio di problemi cardiovascolari. “Ci sono alcune ricerche che suggeriscono che le persone che hanno più ferritina nel loro sistema sanguigno e marcatori di ferro più elevati nel corpo possono essere più a rischio in termini di alcune malattie cardiovascolari”, ha detto Judith Wylie-Rosett, professore presso il dipartimento di epidemiologia e salute della popolazione e il dipartimento di medicina presso l’Albert Einstein College of Medicine della Yeshiva University di New York. “E se questo sta causando il rischio o che è un biomarcatore per qualcos’altro in corso non è chiaro”, Wylie-Rosett ha detto Live Science. (La ferritina è un tipo di proteina che immagazzina il ferro, mentre il test della ferritina misura la quantità di ferro nel sangue).

In uno studio di più di 1.900 uomini finlandesi età 42 a 60 anni, pubblicato nel 1992 pubblicato sulla rivista Circulation, i ricercatori hanno trovato un collegamento tra alti livelli di ferro e aumento del rischio di attacco di cuore. In uno studio più recente, pubblicato online nel gennaio 2014 nel Journal of Nutrition, i ricercatori hanno trovato che il ferro eme, che si trova nella carne, ha aumentato il rischio di malattia coronarica del 57%, ma nessuna associazione simile è stata trovata tra ferro non eme e rischio di malattia coronarica.

Interessante, la ricerca recente ha anche collegato l’accumulo di ferro nel cervello alla malattia di Alzheimer. In uno studio pubblicato nell’agosto 2013 nel Journal of Alzheimer’s Disease, i ricercatori hanno scoperto che la quantità di ferro nell’ippocampo – un’area del cervello associata alla formazione dei ricordi – era aumentata e associata a danni ai tessuti nell’area dell’ippocampo nelle persone con malattia di Alzheimer, ma non nelle persone anziane sane.

“L’accumulo di ferro nel cervello può essere influenzato da fattori ambientali modificanti, come la quantità di carne rossa e integratori alimentari di ferro che consumiamo e, nelle donne, avendo isterectomie prima della menopausa”, autore dello studio il dott. George Bartzokis, professore di psichiatria presso il Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior alla UCLA, ha detto in una dichiarazione.

Le carenze di ferro sono state anche collegate alla depressione, secondo uno studio del 2017 pubblicato sul Journal of Psychiatric Research da un gruppo di ricercatori australiani che stavano cercando di trovare un legame tra genetica, livelli di ferro e depressione, soprattutto con gli adolescenti. I ricercatori hanno scoperto che anche se c’è un legame tra i livelli di ferro nel sangue e la misura della depressione, non ci sono prove di una relazione genetica tra i due. I ricercatori hanno utilizzato i dati disponibili da studi sui gemelli e hanno esaminato una varietà di fattori, confrontando i gemelli adolescenti con i gemelli adulti. Il legame tra i livelli di ferro e la depressione è più probabile che sia osservato durante i periodi di tempo in cui il corpo richiede maggiori quantità di ferro, come durante gli scatti di crescita.

Un articolo del 2017 pubblicato sull’European Journal of Nutrition da un gruppo di ricerca dell’Iran ha descritto uno studio in cui sono stati dati integratori di ferro alle nuove madri non anemiche con depressione post-partum (PPD). Un gruppo di 70 donne ha iniziato lo studio in doppio cieco una settimana dopo il parto e i sintomi PPD sono stati confrontati sei settimane dopo. Il gruppo che ha preso il supplemento di ferro ha sperimentato un miglioramento significativamente maggiore dei sintomi PPD rispetto al gruppo che ha preso il placebo.

Segnalazione supplementare da Rachel Ross, Live Science Contributor