Gunnar Nordberg

El magnesio (Mg) es el metal estructural más ligero que se conoce. Es un 40% más ligero que el aluminio. El magnesio metálico se puede laminar y estirar cuando se calienta entre 300 y 475 ºC, pero es quebradizo por debajo de esta temperatura y puede quemarse si se calienta mucho más. Es soluble y forma compuestos con varios ácidos, pero no se ve afectado por los ácidos fluorhídrico o crómico. A diferencia del aluminio, es resistente a la corrosión alcalina.

Ocurrencia y usos

El magnesio no existe en estado puro en la naturaleza, pero generalmente se encuentra en una de las siguientes formas: dolomita (CaCO₃MgCO₃), magnesita (MgCO₃), brucita (Mg(OH)₂), periclasa (MgO), carnalita (KClMgCl₂· 6H₂O) o kieserita (MgSO₄· H₂O). Además, se encuentra como silicato en asbesto y talco. El magnesio está tan ampliamente distribuido sobre la tierra que las instalaciones para procesar y transportar el mineral son a menudo los factores determinantes en la selección de un sitio para la minería.

El magnesio se utiliza, principalmente en forma de aleación, para componentes de aviones, barcos, automóviles, maquinaria y herramientas manuales para los que se requiere tanto ligereza como resistencia. Se utiliza en la fabricación de instrumentos de precisión y espejos ópticos, y en la recuperación de titanio. El magnesio también se usa ampliamente en equipos militares. Debido a que arde con una luz tan intensa, el magnesio se usa ampliamente en pirotecnia, bengalas de señales, balas incendiarias y trazadoras, y en bombillas de destellos.

Óxido de magnesio tiene un alto punto de fusión (2,500 ºC) y se incorpora a menudo en los revestimientos de refractarios. También es un componente de alimentos para animales, fertilizantes, aislamiento, paneles de yeso, aditivos de petróleo y varillas de calefacción eléctrica. El óxido de magnesio es útil en la industria de la pulpa y el papel. Además, sirve como acelerador en la industria del caucho y como reflector en instrumentos ópticos.

Otros compuestos importantes incluyen cloruro de magnesio, hidróxido de magnesio, nitrato de magnesio y sulfato de magnesio. El cloruro de magnesio es un componente de los extintores y de la cerámica. También es agente en la ignifugación de la madera y en la fabricación textil y papelera. El cloruro de magnesio es un intermediario químico para oxicloruro de magnesio, que se utiliza para el cemento. Una mezcla de óxido de magnesio y cloruro de magnesio forma una pasta que es útil para pisos. Hidróxido de magnesio es útil para la neutralización de ácidos en la industria química. También se utiliza en el procesamiento de uranio y en la refinación de azúcar. El hidróxido de magnesio sirve como un aditivo de aceite combustible residual y un ingrediente en la pasta de dientes y el polvo estomacal antiácido. Nitrato de magnesio se utiliza en pirotecnia y como catalizador en la fabricación de productos petroquímicos. Sulfato de magnesio tiene numerosas funciones en la industria textil, incluido el pesaje de algodón y seda, telas ignífugas y teñido e impresión de percal. También encuentra uso en fertilizantes, explosivos, fósforos, agua mineral, cerámica y lociones cosméticas, y en la fabricación de papeles de nácar y esmerilados. El sulfato de magnesio aumenta la acción blanqueadora de la cal clorada y actúa como corrector de agua en la industria cervecera y catártico y analgésico en medicina.

aleaciones. Cuando el magnesio se alea con otros metales, como el manganeso, el aluminio y el zinc, mejora su tenacidad y resistencia a la deformación. En combinación con litio, cerio, torio y circonio, se producen aleaciones que tienen una mejor relación resistencia-peso, junto con considerables propiedades de resistencia al calor. Esto los hace invaluables en las industrias aeronáutica y aeroespacial para la construcción de motores a reacción, lanzacohetes y vehículos espaciales. Un gran número de aleaciones, todas con un contenido superior al 85% de magnesio, se conocen con el nombre general de Dow metal.

Peligros

Papeles biológicos. Como ingrediente esencial de la clorofila, los requerimientos de magnesio del cuerpo humano son suplidos en gran medida por el consumo de vegetales verdes. El cuerpo humano promedio contiene alrededor de 25 g de magnesio. Es el cuarto catión más abundante en el organismo, después del calcio, el sodio y el potasio. La oxidación de los alimentos libera energía, que se almacena en los enlaces de fosfato de alta energía. Se cree que este proceso de fosforilación oxidativa se lleva a cabo en las mitocondrias de las células y que el magnesio es necesario para esta reacción.

La deficiencia de magnesio producida experimentalmente en ratas conduce a una dilatación de los vasos sanguíneos periféricos y más tarde a hiperexcitabilidad y convulsiones. Tetania similar a la asociada con hipocalcemia ocurrió en terneros alimentados solo con leche. Los animales mayores con deficiencia de magnesio desarrollaron “tambaleos de hierba”, una condición que parece estar asociada con la malabsorción más que con la falta de magnesio en el forraje.

Se han descrito en humanos casos de tetania magnésica similares a los causados ​​por deficiencia de calcio. En los casos notificados, sin embargo, ha estado presente un “factor condicionante”, como vómitos excesivos o pérdida de líquidos, además de una ingesta dietética inadecuada. Dado que esta tetania clínicamente se parece a la causada por la deficiencia de calcio, sólo se puede hacer un diagnóstico determinando los niveles sanguíneos de calcio y magnesio. Los niveles sanguíneos normales oscilan entre 1.8 y 3 mg por 100 cm³, y se ha encontrado que las personas tienden a entrar en coma cuando la concentración en sangre se acerca a 17 mg por ciento. Los “tumores aeroformados” debidos a la evolución del hidrógeno se han producido en animales al introducir magnesio finamente dividido en los tejidos.

Toxicidad. El magnesio y las aleaciones que contengan el 85% del metal pueden considerarse juntos en sus propiedades toxicológicas. En la industria, su toxicidad se considera baja. Los compuestos más utilizados, magnesita y dolomita, puede irritar el tracto respiratorio. Sin embargo, los humos de Óxido de magnesio, como los de ciertos otros metales, puede causar fiebre de humos metálicos. Algunos investigadores informaron una mayor incidencia de trastornos digestivos en trabajadores de plantas de magnesio y sugieren que puede existir una relación entre la absorción de magnesio y las úlceras gastroduodenales. En la fundición de magnesio o aleaciones con alto contenido de magnesio, se utilizan fundentes de fluoruro e inhibidores que contienen azufre para separar el metal fundido del aire con una capa de dióxido de azufre. Esto evita que se quemen durante las operaciones de fundición, pero los vapores de fluoruros o de dióxido de azufre podrían presentar un peligro mayor.

El mayor peligro en el manejo del magnesio es el del fuego. Pequeños fragmentos del metal, como los que resultarían del esmerilado, pulido o maquinado, pueden encenderse fácilmente por una chispa o llama fortuita, y como arden a una temperatura de 1,250 ºC, estos fragmentos pueden causar lesiones destructivas profundas en la piel. Se han producido accidentes de este tipo cuando se afilaba una herramienta en una muela que se utilizaba anteriormente para rectificar piezas fundidas de aleación de magnesio. Además, el magnesio reacciona con agua y ácidos, formando gas hidrógeno combustible.

Astillas de magnesio que penetran en la piel o entran en heridas profundas pueden causar “tumores aeroformados” del tipo ya mencionado. Esto sería bastante excepcional; sin embargo, las heridas contaminadas con magnesio tardan mucho en cicatrizar. El polvo fino del pulido de magnesio podría irritar los ojos y las vías respiratorias, pero no es específicamente tóxico.

Medidas de Seguridad y Salud

Al igual que con cualquier proceso industrial potencialmente peligroso, se necesita un cuidado constante al manipular y trabajar el magnesio. Quienes se dediquen a la fundición del metal deben usar delantales y protección para las manos de cuero o algún otro material adecuado para protegerse contra las “salpicaduras” de partículas pequeñas. También se deben usar protectores faciales transparentes como protección facial, especialmente para los ojos. Cuando los trabajadores estén expuestos al polvo de magnesio, no se deben usar lentes de contacto y se debe disponer inmediatamente de instalaciones para el lavado de ojos. Los trabajadores que maquinan o pulen el metal deben usar overoles a los cuales no se adhieran pequeños fragmentos del metal. También es esencial una ventilación de escape local suficiente en áreas donde se puedan desarrollar vapores de óxido de magnesio, además de una buena ventilación general. Las herramientas de corte deben estar afiladas, ya que las desafiladas pueden calentar el metal hasta el punto de ignición.

Los edificios en los que se funde o mecaniza magnesio deberían estar construidos, si es posible, con materiales no inflamables y sin salientes ni protuberancias en los que se pueda acumular polvo de magnesio. Debe evitarse la acumulación de virutas y “virutas”, preferentemente mediante barrido húmedo. Hasta su disposición final, los raspados deben recolectarse en pequeños contenedores y colocarse aparte a intervalos seguros. El método más seguro para eliminar los desechos de magnesio probablemente sea mojarlos y enterrarlos.

Dado que la ignición accidental de magnesio presenta un grave riesgo de incendio, la capacitación en incendios y las instalaciones adecuadas para combatir incendios son esenciales. Se debe capacitar a los trabajadores para que nunca usen agua para combatir un incendio de este tipo, porque esto simplemente dispersa los fragmentos ardientes y puede propagar el fuego. Entre los materiales que se han sugerido para el control de tales incendios se encuentran el carbón y la arena. También se encuentran disponibles polvos contra incendios preparados comercialmente, uno de los cuales consiste en polietileno en polvo y borato de sodio.

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Gunnar Nordberg

Adaptado de ATSDR 1995.

Ocurrencia y usos

Los minerales de plomo se encuentran en muchas partes del mundo. El mineral más rico es la galena (sulfuro de plomo) y esta es la principal fuente comercial de plomo. Otros minerales de plomo incluyen cerusita (carbonato), anglesita (sulfato), corcoita (cromato), wulfenita (molibdato), piromorfita (fosfato), mutlockita (cloruro) y vanadinita (vanadato). En muchos casos, los minerales de plomo también pueden contener otros metales tóxicos.

Los minerales de plomo se separan de la ganga y otros materiales del mineral mediante trituración en seco, molienda en húmedo (para producir una lechada), clasificación por gravedad y flotación. Los minerales de plomo liberados se funden mediante un proceso de tres etapas de preparación de carga (mezcla, acondicionamiento, etc.), sinterización por explosión y reducción en horno alto. El lingote de alto horno se refina luego mediante la eliminación de cobre, estaño, arsénico, antimonio, zinc, plata y bismuto.

El plomo metálico se utiliza en forma de láminas o tuberías donde se requiere flexibilidad y resistencia a la corrosión, como en plantas químicas y la industria de la construcción; se utiliza también para el revestimiento de cables, como ingrediente en soldaduras y como relleno en la industria del automóvil. Es un valioso material de protección contra las radiaciones ionizantes. Se utiliza para metalizar para proporcionar recubrimientos protectores, en la fabricación de acumuladores y como baño de tratamiento térmico en trefilado. El plomo está presente en una variedad de aleaciones y sus compuestos se preparan y utilizan en grandes cantidades en muchas industrias.

Alrededor del 40% del plomo se utiliza como metal, el 25% en aleaciones y el 35% en compuestos químicos. Los óxidos de plomo se utilizan en las placas de baterías y acumuladores eléctricos (PbO y Pb₃O₄), como agentes compuestos en la fabricación de caucho (PbO), como ingredientes de pintura (Pb₃O₄) y como constituyentes de vidriados, esmaltes y vidrios.

Las sales de plomo forman la base de muchas pinturas y pigmentos; el carbonato de plomo y el sulfato de plomo se utilizan como pigmentos blancos y los cromatos de plomo proporcionan amarillo cromo, naranja cromo, rojo cromo y verde cromo. El arseniato de plomo es un insecticida, el sulfato de plomo se usa en compuestos de caucho, el acetato de plomo tiene usos importantes en la industria química, el naftenato de plomo es un secador muy usado y el tetraetilo de plomo es un aditivo antidetonante para la gasolina, donde aún lo permite la ley.

Aleaciones de plomo. Se pueden agregar otros metales como antimonio, arsénico, estaño y bismuto al plomo para mejorar sus propiedades mecánicas o químicas, y el plomo mismo se puede agregar a aleaciones como el latón, el bronce y el acero para obtener ciertas características deseables.

Compuestos inorgánicos de plomo. No hay espacio disponible para describir la gran cantidad de compuestos de plomo orgánicos e inorgánicos que se encuentran en la industria. Sin embargo, los compuestos inorgánicos comunes incluyen monóxido de plomo (PbO), dióxido de plomo (PbO₂), tetróxido de plomo (Pb₃O₄), sesquióxido de plomo (Pb₂O₃), carbonato de plomo, sulfato de plomo, cromatos de plomo, arseniato de plomo, cloruro de plomo, silicato de plomo y azida de plomo.

La concentración máxima de la plomo orgánico (alquílico) compuestos en las gasolinas está sujeto a prescripciones legales en muchos países, y a limitación por parte de los fabricantes con la concurrencia gubernamental en otros. Muchas jurisdicciones simplemente han prohibido su uso.

Peligros

El peligro principal del plomo es su toxicidad. La intoxicación clínica por plomo siempre ha sido una de las enfermedades profesionales más importantes. La prevención médico-técnica se ha traducido en una disminución considerable de los casos notificados y también de manifestaciones clínicas menos graves. Sin embargo, ahora es evidente que los efectos adversos ocurren a niveles de exposición hasta ahora considerados aceptables.

El consumo industrial de plomo está aumentando y los consumidores tradicionales se están complementando con nuevos usuarios, como la industria del plástico. La exposición peligrosa al plomo, por lo tanto, ocurre en muchas ocupaciones.

En la extracción de plomo, una proporción considerable de la absorción de plomo se produce a través del tracto alimentario y, en consecuencia, la magnitud del peligro en esta industria depende, en cierta medida, de la solubilidad de los minerales que se trabajan. El sulfuro de plomo (PbS) de la galena es insoluble y la absorción pulmonar es limitada; sin embargo, en el estómago, parte del sulfuro de plomo puede convertirse en cloruro de plomo ligeramente soluble que luego puede absorberse en cantidades moderadas.

En la fundición de plomo, los principales peligros son el polvo de plomo que se produce durante las operaciones de trituración y molienda en seco, y los vapores de plomo y el óxido de plomo que se encuentran en la sinterización, la reducción en altos hornos y el refinado.

Las láminas y tuberías de plomo se utilizan principalmente para la construcción de equipos de almacenamiento y manejo de ácido sulfúrico. El uso de plomo para tuberías de agua y gas urbano es limitado en la actualidad. Los peligros de trabajar con plomo aumentan con la temperatura. Si el plomo se trabaja a temperaturas por debajo de los 500 °C, como en la soldadura blanda, el riesgo de exposición a los humos es mucho menor que en la soldadura con plomo, donde se utilizan temperaturas de llama más altas y el peligro es mayor. El recubrimiento por aspersión de metales con plomo fundido es peligroso ya que genera polvo y humos a altas temperaturas.

La demolición de estructuras de acero como puentes y barcos que han sido pintados con pinturas a base de plomo frecuentemente da lugar a casos de envenenamiento por plomo. Cuando el plomo metálico se calienta a 550 °C, se desprenderá vapor de plomo y se oxidará. Esta es una condición que puede estar presente en la refinación de metales, la fundición de bronce y latón, la pulverización de plomo metálico, la quema de plomo, la plomería de plantas químicas, el desguace de barcos y la quema, corte y soldadura de estructuras de acero recubiertas con pinturas que contienen tetróxido de plomo.

Las vías de entrada

La principal vía de entrada en la industria es el tracto respiratorio. Una cierta cantidad puede ser absorbida por las vías respiratorias, pero la mayor parte es absorbida por el torrente sanguíneo pulmonar. El grado de absorción depende de la proporción del polvo representado por partículas de menos de 5 micras de tamaño y del volumen respiratorio por minuto del trabajador expuesto. Por lo tanto, una mayor carga de trabajo da como resultado una mayor absorción de plomo. Aunque las vías respiratorias son la principal vía de entrada, la mala higiene laboral, el tabaquismo durante el trabajo (contaminación del tabaco, dedos contaminados al fumar) y la mala higiene personal pueden aumentar considerablemente la exposición total principalmente por vía oral. Esta es una de las razones por las que la correlación entre la concentración de plomo en el aire del lugar de trabajo y los niveles de plomo en la sangre a menudo es muy pobre, ciertamente de forma individual.

Otro factor importante es el nivel de gasto energético: el producto de la concentración en el aire y del volumen minuto respiratorio determina la captación de plomo. El efecto de trabajar horas extras es aumentar el tiempo de exposición y reducir el tiempo de recuperación. El tiempo total de exposición también es mucho más complicado de lo que indican los registros oficiales de personal. Solo el análisis del tiempo en el lugar de trabajo puede arrojar datos relevantes. El trabajador puede moverse por el departamento o la fábrica; un trabajo con cambios frecuentes de postura (p. ej., girar y agacharse) da como resultado la exposición a una gran variedad de concentraciones. Es casi imposible obtener una medida representativa de la ingesta de plomo sin el uso de un muestreador personal aplicado durante muchas horas y durante muchos días.

Tamaño de partícula. Dado que la ruta más importante de absorción de plomo es a través de los pulmones, el tamaño de las partículas del polvo de plomo industrial tiene una importancia considerable y depende de la naturaleza de la operación que origina el polvo. El polvo fino de tamaño de partícula respirable se produce mediante procesos como la pulverización y mezcla de colores con plomo, el trabajo abrasivo de rellenos a base de plomo en carrocerías de automóviles y el frotamiento en seco de pintura con plomo. Los gases de escape de los motores de gasolina producen partículas de cloruro de plomo y bromuro de plomo de 1 micra de diámetro. Sin embargo, las partículas más grandes pueden ingerirse y absorberse a través del estómago. Se podría dar una imagen más informativa del peligro asociado con una muestra de polvo de plomo al incluir una distribución de tamaño así como una determinación de plomo total. Pero esta información es probablemente más importante para el investigador que para el higienista de campo.

Destino biológico

En el cuerpo humano, el plomo inorgánico no se metaboliza sino que se absorbe, distribuye y excreta directamente. La velocidad a la que se absorbe el plomo depende de su forma química y física y de las características fisiológicas de la persona expuesta (p. ej., estado nutricional y edad). El plomo inhalado que se deposita en las vías respiratorias inferiores se absorbe por completo. La cantidad de plomo absorbida del tracto gastrointestinal de los adultos suele ser del 10 al 15% de la cantidad ingerida; para mujeres embarazadas y niños, la cantidad absorbida puede aumentar hasta en un 50%. La cantidad absorbida aumenta significativamente en condiciones de ayuno y con deficiencia de hierro o calcio.

Una vez en la sangre, el plomo se distribuye principalmente en tres compartimentos: sangre, tejidos blandos (riñón, médula ósea, hígado y cerebro) y tejido mineralizante (huesos y dientes). El tejido mineralizante contiene alrededor del 95% de la carga corporal total de plomo en adultos.

El plomo en los tejidos mineralizados se acumula en subcompartimentos que difieren en la velocidad a la que se reabsorbe el plomo. En el hueso hay un componente lábil, que intercambia fácilmente el plomo con la sangre, y una reserva inerte. El plomo en la piscina inerte presenta un riesgo especial porque es una fuente endógena potencial de plomo. Cuando el cuerpo está bajo estrés fisiológico, como el embarazo, la lactancia o una enfermedad crónica, este plomo normalmente inerte puede movilizarse, aumentando el nivel de plomo en la sangre. Debido a estos depósitos móviles de plomo, las caídas significativas en el nivel de plomo en la sangre de una persona pueden tardar varios meses o, a veces, años, incluso después de la eliminación completa de la fuente de exposición al plomo.

Del plomo en la sangre, el 99% está asociado a los eritrocitos; el 1% restante está en el plasma, donde está disponible para su transporte a los tejidos. El plomo de la sangre que no se retiene se excreta por los riñones oa través de la eliminación biliar hacia el tracto gastrointestinal. En estudios de exposición única con adultos, el plomo tiene una vida media, en sangre, de aproximadamente 25 días; en tejidos blandos, alrededor de 40 días; y en la porción no lábil del hueso, más de 25 años. En consecuencia, después de una sola exposición, el nivel de plomo en la sangre de una persona puede volver a la normalidad; la carga corporal total, sin embargo, aún puede ser elevada.

Para que se desarrolle el envenenamiento por plomo, no es necesario que ocurran exposiciones agudas importantes al plomo. El cuerpo acumula este metal durante toda la vida y lo libera lentamente, por lo que incluso pequeñas dosis, con el tiempo, pueden causar envenenamiento por plomo. Es la carga corporal total de plomo la que está relacionada con el riesgo de efectos adversos.

Efectos fisiológicos

Ya sea que el plomo ingrese al cuerpo por inhalación o ingestión, los efectos biológicos son los mismos; hay interferencia con la función celular normal y con una serie de procesos fisiológicos.

Efectos neurológicos. El objetivo más sensible del envenenamiento por plomo es el sistema nervioso. En los niños, se han documentado déficits neurológicos a niveles de exposición que alguna vez se pensó que no causaban efectos nocivos. Además de la falta de un umbral preciso, la toxicidad infantil por plomo puede tener efectos permanentes. Un estudio mostró que el daño al sistema nervioso central (SNC) que ocurrió como resultado de la exposición al plomo a los 2 años resultó en déficits continuos en el desarrollo neurológico, como puntajes de CI más bajos y déficits cognitivos, a los 5 años. En otro estudio que midió carga corporal total, los niños de escuela primaria con altos niveles de plomo en los dientes pero sin antecedentes conocidos de envenenamiento por plomo tenían mayores déficits en las puntuaciones de inteligencia psicométrica, el procesamiento del habla y el lenguaje, la atención y el rendimiento en el aula que los niños con niveles más bajos de plomo. Un informe de seguimiento de 1990 de niños con niveles elevados de plomo en los dientes notó un aumento de siete veces en las probabilidades de no graduarse de la escuela secundaria, posición de clase más baja, mayor ausentismo, más discapacidades de lectura y déficit en vocabulario, habilidades motoras finas, reacción tiempo y coordinación ojo-mano 11 años después. Es más probable que los efectos notificados se deban a la toxicidad duradera del plomo que a exposiciones excesivas recientes, ya que los niveles de plomo en la sangre encontrados en los adultos jóvenes eran bajos (menos de 10 microgramos por decilitro (μg/dL)).

Se ha encontrado que la agudeza auditiva, particularmente en frecuencias más altas, disminuye con el aumento de los niveles de plomo en la sangre. La pérdida de la audición puede contribuir a las aparentes discapacidades de aprendizaje o al mal comportamiento en el aula que presentan los niños intoxicados con plomo.

Los adultos también experimentan efectos en el SNC con niveles de plomo en sangre relativamente bajos, que se manifiestan en cambios sutiles de comportamiento, fatiga y problemas de concentración. El daño del sistema nervioso periférico, principalmente motor, se observa principalmente en adultos. Se ha informado neuropatía periférica con una leve disminución de la velocidad de conducción nerviosa en trabajadores de plomo asintomáticos. Se cree que la neuropatía del plomo es una neuropatía motora, enfermedad de las células del asta anterior con muerte periférica de los axones. La caída franca de la muñeca ocurre solo como un signo tardío de intoxicación por plomo.

Efectos hematológicos. El plomo inhibe la capacidad del cuerpo para producir hemoglobina al interferir con varios pasos enzimáticos en la ruta del hemo. La ferroquelatasa, que cataliza la inserción de hierro en la protoporfirina IX, es bastante sensible al plomo. Una disminución en la actividad de esta enzima da como resultado un aumento del sustrato, la protoporfirina eritrocitaria (EP), en los glóbulos rojos. Datos recientes indican que el nivel de EP, que se ha utilizado para detectar la toxicidad del plomo en el pasado, no es lo suficientemente sensible a niveles más bajos de plomo en la sangre y, por lo tanto, no es una prueba de detección tan útil como se pensaba anteriormente.

El plomo puede inducir dos tipos de anemia. El envenenamiento agudo por plomo de alto nivel se ha asociado con anemia hemolítica. En el envenenamiento crónico por plomo, el plomo induce anemia al interferir con la eritropoyesis y al disminuir la supervivencia de los glóbulos rojos. Sin embargo, se debe enfatizar que la anemia no es una manifestación temprana del envenenamiento por plomo y es evidente solo cuando el nivel de plomo en la sangre está significativamente elevado por períodos prolongados.

Efectos endocrinos. Existe una fuerte correlación inversa entre los niveles de plomo en la sangre y los niveles de vitamina D. Debido a que el sistema endocrino de vitamina D es responsable en gran parte del mantenimiento de la homeostasis del calcio intracelular y extracelular, es probable que el plomo perjudique el crecimiento y la maduración celular. y el desarrollo de dientes y huesos.

Efectos renales. Un efecto directo sobre el riñón de la exposición al plomo a largo plazo es la nefropatía. El deterioro de la función tubular proximal se manifiesta en aminoaciduria, glucosuria e hiperfosfaturia (un síndrome similar al de Fanconi). También hay evidencia de una asociación entre la exposición al plomo y la hipertensión, un efecto que puede estar mediado por mecanismos renales. La gota puede desarrollarse como resultado de la hiperuricemia inducida por plomo, con disminuciones selectivas en la excreción fraccional de ácido úrico antes de una disminución en la depuración de creatinina. La insuficiencia renal representa el 10% de las muertes en pacientes con gota.

Efectos reproductivos y de desarrollo. Las reservas maternas de plomo atraviesan fácilmente la placenta, poniendo en riesgo al feto. Ya a fines del siglo XIX se informó una mayor frecuencia de abortos espontáneos y muertes fetales entre las mujeres que trabajaban en los comercios de plomo. Aunque los datos sobre los niveles de exposición son incompletos, estos efectos probablemente fueron el resultado de exposiciones mucho mayores que las que se encuentran actualmente en las industrias del plomo. Todavía se carece de datos confiables de dosis-efecto para los efectos reproductivos en las mujeres.

Cada vez hay más pruebas que indican que el plomo no solo afecta a la viabilidad del feto, sino también al desarrollo. Las consecuencias para el desarrollo de la exposición prenatal a niveles bajos de plomo incluyen peso reducido al nacer y parto prematuro. El plomo es un teratógeno animal; sin embargo, la mayoría de los estudios en humanos no han podido mostrar una relación entre los niveles de plomo y las malformaciones congénitas.

Los efectos del plomo en el sistema reproductivo masculino en humanos no han sido bien caracterizados. Los datos disponibles respaldan una conclusión provisional de que los efectos testiculares, incluida la reducción del recuento y la motilidad de los espermatozoides, pueden resultar de la exposición crónica al plomo.

Efectos cancerígenos. El plomo inorgánico y los compuestos de plomo inorgánico han sido clasificados en el Grupo 2B, posibles carcinógenos humanos, por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC). Los informes de casos han implicado al plomo como un carcinógeno renal potencial en humanos, pero la asociación sigue siendo incierta. Se ha informado que las sales solubles, como el acetato de plomo y el fosfato de plomo, causan tumores renales en ratas.

Continuo de signos y síntomas asociados con la toxicidad por plomo

La toxicidad leve asociada con la exposición al plomo incluye lo siguiente:

• mialgia o parestesia

• fatiga leve

• irritabilidad

• letargo

• molestias abdominales ocasionales.

Los signos y síntomas asociados con la toxicidad moderada incluyen:

• artralgia

• fatiga general

• dificultad para concentrarse

• agotamiento muscular

• temblor

• dolor de cabeza

• dolor abdominal difuso

• vómitos

• la pérdida de peso

• estreñimiento.

Los signos y síntomas de toxicidad grave incluyen:

• paresia o parálisis

• encefalopatía, que puede provocar de repente convulsiones, cambios en la conciencia, coma y muerte

• línea de plomo (azul-negro) en el tejido gingival

• cólicos (calambres abdominales intensos e intermitentes).

Algunos de los signos hematológicos del envenenamiento por plomo se asemejan a otras enfermedades o condiciones. En el diagnóstico diferencial de la anemia microcítica, el envenenamiento por plomo generalmente se puede descartar obteniendo una concentración de plomo en sangre venosa; si el nivel de plomo en sangre es inferior a 25 μg/dl, la anemia suele reflejar deficiencia de hierro o hemoglobinopatía. Dos enfermedades raras, la porfiria aguda intermitente y la coproporfiria, también provocan anomalías del hemo similares a las del envenenamiento por plomo.

Otros efectos del envenenamiento por plomo pueden ser engañosos. Los pacientes que presentan signos neurológicos debido a la intoxicación por plomo han sido tratados solo por neuropatía periférica o síndrome del túnel carpiano, lo que retrasa el tratamiento de la intoxicación por plomo. La falta de diagnóstico correcto del malestar gastrointestinal inducido por plomo ha llevado a una cirugía abdominal inapropiada.

Evaluación de laboratorio

Si se sospecha pica o ingestión accidental de objetos que contienen plomo (como pesos de cortinas o plomadas de pesca), se debe tomar una radiografía abdominal. El análisis del cabello no suele ser un ensayo apropiado para determinar la toxicidad del plomo porque no se ha encontrado una correlación entre la cantidad de plomo en el cabello y el nivel de exposición.

La probabilidad de contaminación ambiental con plomo de una muestra de laboratorio y la preparación inconsistente de la muestra hacen que los resultados del análisis del cabello sean difíciles de interpretar. Las pruebas de laboratorio sugeridas para evaluar la intoxicación por plomo incluyen las siguientes:

• CBC con frotis periférico

• nivel de plomo en la sangre

• nivel de protoporfirina en eritrocitos

• Nivel de BUN y creatinina

• análisis de orina.

CBC con frotis periférico. En un paciente envenenado con plomo, los valores de hematocrito y hemoglobina pueden ser de leve a moderadamente bajos. El recuento de blancos diferencial y total puede parecer normal. El frotis periférico puede ser normocrómico y normocítico o hipocrómico y microcítico. El punteado basófilo generalmente se observa solo en pacientes que han estado significativamente intoxicados durante un período prolongado. La eosinofilia puede aparecer en pacientes con toxicidad por plomo, pero no muestra un claro efecto dosis-respuesta.

Es importante tener en cuenta que el punteado basófilo no siempre se observa en pacientes envenenados con plomo.

Nivel de plomo en la sangre. Un nivel de plomo en la sangre es la prueba de detección y diagnóstico más útil para la exposición al plomo. Un nivel de plomo en la sangre refleja el equilibrio dinámico del plomo entre la absorción, la excreción y el depósito en los compartimentos de los tejidos blandos y duros. Para exposiciones crónicas, los niveles de plomo en la sangre a menudo subrepresentan la carga corporal total; sin embargo, es la medida de exposición al plomo más ampliamente aceptada y utilizada. Los niveles de plomo en la sangre responden con relativa rapidez a los cambios abruptos o intermitentes en la ingesta de plomo (p. ej., la ingestión de pedacitos de pintura con plomo por parte de los niños) y, dentro de un rango limitado, guardan una relación lineal con esos niveles de ingesta.

Hoy en día, el nivel promedio de plomo en la sangre en la población de EE. UU., por ejemplo, está por debajo de 10 μg/dL, por debajo del promedio de 16 μg/dL (en la década de 1970), el nivel antes de que se legislara la eliminación del plomo de la gasolina. Un nivel de plomo en la sangre de 10 μg/dL es aproximadamente tres veces más alto que el nivel promedio que se encuentra en algunas poblaciones remotas.

Los niveles que definen el envenenamiento por plomo han ido disminuyendo progresivamente. En conjunto, los efectos ocurren en una amplia gama de concentraciones de plomo en la sangre, sin indicación de un umbral. Aún no se ha encontrado un nivel seguro para los niños. Incluso en adultos, se están descubriendo efectos en niveles cada vez más bajos a medida que se desarrollan análisis y medidas más sensibles.

Nivel de protoporhirina en eritrocitos. Hasta hace poco, la prueba de elección para la detección de poblaciones asintomáticas en riesgo era la protoporfirina eritrocitaria (EP), comúnmente analizada como protoporfirina de zinc (ZPP). Un nivel elevado de protoporfirina en la sangre es el resultado de una acumulación secundaria a una disfunción enzimática en los eritrocitos. Alcanza un estado estacionario en la sangre solo después de que la población total de eritrocitos circulantes se haya restituido, alrededor de 120 días. En consecuencia, va a la zaga de los niveles de plomo en la sangre y es una medida indirecta de la exposición al plomo a largo plazo.

La principal desventaja de usar la prueba EP (ZPP) como método para la detección de plomo es que no es sensible a los niveles más bajos de envenenamiento por plomo. Los datos de la segunda Encuesta Nacional de Examen de Salud y Nutrición de EE. UU. (NHANES II) indican que el 58 % de 118 niños con niveles de plomo en sangre superiores a 30 μg/dL tenían niveles de PE dentro de los límites normales. Este hallazgo muestra que se pasaría por alto un número significativo de niños con toxicidad por plomo si se confiara únicamente en las pruebas de EP (ZPP) como herramienta de detección. Un nivel de EP (ZPP) sigue siendo útil en la detección de pacientes con anemia por deficiencia de hierro.

Los valores normales de ZPP suelen estar por debajo de 35 μg/dL. La hiperbilirrubinemia (ictericia) provocará lecturas falsamente elevadas cuando se utilice el hematofluorómetro. La PE está elevada en la anemia ferropénica y en la anemia drepanocítica y otras anemias hemolíticas. En la protoporfiria eritropoyética, una enfermedad extremadamente rara, la PE está muy elevada (generalmente por encima de 300 μg/dl).

BUN, creatinina y análisis de orina. Estos parámetros pueden revelar sólo efectos tardíos significativos del plomo sobre la función renal. La función renal en adultos también se puede evaluar midiendo la excreción fraccional de ácido úrico (rango normal de 5 a 10 %; menos del 5 % en la gota saturnina; más del 10 % en el síndrome de Fanconi).

intoxicacion por plomo organico

La absorción de una cantidad suficiente de tetraetilo de plomo, ya sea brevemente a un ritmo alto o durante períodos prolongados a un ritmo más bajo, induce una intoxicación aguda del SNC. Las manifestaciones más leves son las de insomnio, cansancio y excitación nerviosa que se manifiesta en sueños espeluznantes y estados oníricos de ansiedad, en asociación con temblor, hiperreflexia, contracciones musculares espasmódicas, bradicardia, hipotensión vascular e hipotermia. Las respuestas más graves incluyen episodios recurrentes (a veces casi continuos) de desorientación completa con alucinaciones, contorsiones faciales y actividad muscular somática general intensa con resistencia a la restricción física. Dichos episodios pueden convertirse abruptamente en ataques convulsivos maníacos o violentos que pueden terminar en coma y muerte.

La enfermedad puede persistir durante días o semanas, con intervalos de quietud que se desencadenan fácilmente en hiperactividad por cualquier tipo de perturbación. En estos casos menos agudos, son comunes la caída de la presión arterial y la pérdida de peso corporal. Cuando el inicio de tal sintomatología se produce inmediatamente (en unas pocas horas) después de una exposición breve y grave al tetraetilo de plomo, y cuando la sintomatología se desarrolla rápidamente, es de temer un desenlace fatal temprano. Sin embargo, cuando el intervalo entre la finalización de la exposición breve o prolongada y el inicio de los síntomas se retrasa (hasta 8 días), el pronóstico es cautelosamente esperanzador, aunque la desorientación parcial o recurrente y la función circulatoria deprimida pueden persistir durante semanas.

El diagnóstico inicial se sugiere por una historia válida de exposición significativa al tetraetilo de plomo, o por el patrón clínico de la enfermedad que se presenta. Puede estar respaldado por el desarrollo posterior de la enfermedad y confirmado por la evidencia de un grado significativo de absorción de tetraetilo de plomo, proporcionado por análisis de orina y sangre que revelan hallazgos típicos (es decir, una elevación sorprendente de la tasa de excreción de plomo en la orina) y, al mismo tiempo, una elevación insignificante o leve de la concentración de plomo en la sangre.

Control de plomo en el entorno laboral

El envenenamiento clínico por plomo ha sido históricamente una de las enfermedades ocupacionales más importantes y sigue siendo un riesgo importante en la actualidad. El considerable cuerpo de conocimientos científicos sobre los efectos tóxicos del plomo se ha enriquecido desde la década de 1980 con importantes nuevos conocimientos sobre los efectos subclínicos más sutiles. De manera similar, en varios países se consideró necesario volver a redactar o modernizar las medidas de protección laboral promulgadas durante el último medio siglo y más.

Por lo tanto, en noviembre de 1979, en los EE. UU., la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) emitió la Norma final sobre exposición ocupacional al plomo y en noviembre de 1980 se emitió un Código de práctica completo aprobado en el Reino Unido con respecto al control de plomo en el trabajo.

Las principales características de la legislación, los reglamentos y los códigos de práctica que surgieron en la década de 1970 en relación con la protección de la salud de los trabajadores en el trabajo implicaron el establecimiento de sistemas integrales que cubrieran todas las circunstancias de trabajo en las que está presente el plomo y otorgando igual importancia a las medidas de higiene, el control ambiental y la salud. vigilancia (incluido el seguimiento biológico).

La mayoría de los códigos de práctica incluyen los siguientes aspectos:

• evaluación del trabajo que expone a las personas al plomo

• información, instrucción y formación

• medidas de control de materiales, plantas y procesos

• uso y mantenimiento de medidas de control

• equipo de protección respiratoria y ropa de protección

• lavado y vestuarios y limpieza

• áreas separadas para comer, beber y fumar

• deber de evitar la propagación de la contaminación por plomo

• monitoreo del aire

• vigilancia médica y pruebas biológicas

• mantenimiento de registros.

Algunas reglamentaciones, como la norma sobre plomo de la OSHA, especifican el límite de exposición permisible (PEL, por sus siglas en inglés) de plomo en el lugar de trabajo, la frecuencia y el alcance de la supervisión médica y otras responsabilidades del empleador. Al momento de redactar este documento, si el análisis de sangre revela un nivel de plomo en sangre superior a 40 μg/dL, se debe notificar al trabajador por escrito y someterse a un examen médico. Si el nivel de plomo en la sangre de un trabajador alcanza los 60 μg/dL (o promedia 50 μg/dL o más), el empleador está obligado a sacar al empleado de la exposición excesiva, manteniendo la antigüedad y el pago, hasta que el nivel de plomo en la sangre del empleado caiga por debajo de 40 μg/dL (29 CFR 91 O.1025) (beneficios de protección de remoción médica).

Medidas de Seguridad y Salud

El objeto de las precauciones es, en primer lugar, evitar la inhalación de plomo y, en segundo lugar, evitar su ingestión. Estos objetivos se logran más eficazmente mediante la sustitución del compuesto principal por una sustancia menos tóxica. El uso de polisilicatos de plomo en las alfarerías es un ejemplo. Evitar las pinturas de carbonato de plomo para pintar los interiores de los edificios ha demostrado ser muy eficaz para reducir los cólicos de los pintores; Los sustitutos efectivos del plomo para este propósito están tan fácilmente disponibles que se ha considerado razonable en algunos países prohibir el uso de pintura con plomo para el interior de los edificios.

Incluso si no es posible evitar el uso del plomo en sí, sí es posible evitar el polvo. Se pueden usar rociadores de agua en grandes cantidades para evitar la formación de polvo y evitar que se propague por el aire. En la fundición de plomo, el mineral y la chatarra se pueden tratar de esta manera y los pisos sobre los que ha estado se pueden mantener húmedos. Desafortunadamente, siempre existe una fuente potencial de polvo en estas circunstancias si el material tratado o los pisos se secan alguna vez. En algunos casos, se hacen arreglos para asegurar que el polvo sea grueso en lugar de fino. Otras precauciones de ingeniería específicas se discuten en otra parte de este Enciclopedia.

A los trabajadores que estén expuestos al plomo en cualquiera de sus formas se les debe proporcionar equipo de protección personal (EPP), que se debe lavar o renovar periódicamente. La ropa protectora hecha de ciertas fibras sintéticas retiene mucho menos polvo que los overoles de algodón y debe usarse cuando las condiciones de trabajo lo permitan; Se deben evitar dobladillos, pliegues y bolsillos en los que se pueda acumular polvo de plomo.

Se debe proporcionar un guardarropa para este EPP, con un espacio separado para la ropa que se quita durante las horas de trabajo. Deben proporcionarse y utilizarse instalaciones para lavarse, incluidas instalaciones para bañarse con agua tibia. Se debe dejar tiempo para lavarse antes de comer. Se deben hacer arreglos para prohibir comer y fumar en las proximidades de los procesos de plomo y se deben proporcionar instalaciones adecuadas para comer.

Es fundamental que las salas y la planta asociada a los procesos de plomo se mantengan limpias mediante limpieza continua ya sea por vía húmeda o por aspiradoras. Cuando, a pesar de estas precauciones, los trabajadores aún puedan estar expuestos al plomo, se debe proporcionar y mantener adecuadamente el equipo de protección respiratoria. La supervisión debe garantizar que este equipo se mantenga en condiciones limpias y eficientes y que se utilice cuando sea necesario.

Plomo orgánico

Tanto las propiedades tóxicas de los compuestos orgánicos de plomo, como su facilidad de absorción, exigen que se evite escrupulosamente el contacto de la piel de los trabajadores con estos compuestos, solos o en mezclas concentradas en formulaciones comerciales o en gasolinas u otros disolventes orgánicos. Tanto el control tecnológico como el de gestión son esenciales, y se requiere una formación adecuada de los trabajadores en prácticas de trabajo seguras y en el uso de EPI. Es esencial que las concentraciones atmosféricas de compuestos de alquilo de plomo en el aire del lugar de trabajo se mantengan en niveles extremadamente bajos. No se debe permitir que el personal coma, fume o guarde alimentos o bebidas sin sellar en el lugar de trabajo. Se deben proporcionar buenas instalaciones sanitarias, incluidas duchas, y se debe alentar a los trabajadores a practicar una buena higiene personal, especialmente duchándose o lavándose después del turno de trabajo. Se deben proporcionar casilleros separados para la ropa de trabajo y privada.

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Gunnar Nordberg

El iridio (Ir) pertenece a la familia del platino. Su nombre deriva de los colores de su sal, que recuerdan a un arcoíris (iris). Aunque es muy duro y el metal más resistente a la corrosión que se conoce, es atacado por algunas sales.

Ocurrencia y usos

El iridio se encuentra en la naturaleza en estado metálico, generalmente aleado con osmio (osmiridium), platino u oro, y se produce a partir de estos minerales. El metal se utiliza para fabricar crisoles para laboratorios químicos y para endurecer el platino. Reciente in vitro estudios indican los posibles efectos del iridio en Leishmania donovani y la actividad tripanocida del iridio contra Trypanosoma brucei. Ir se utiliza en radiología industrial y es un emisor gamma (0.31 MeV al 82.7%) y emisor beta (0.67 MeV al 47.2%). ¹⁹²Ir es un radioisótopo que también se ha utilizado para el tratamiento clínico, en particular la terapia del cáncer. Es uno de los isótopos más utilizados en la irradiación cerebral intersticial.

Peligros

Se sabe muy poco sobre la toxicidad del iridio y sus compuestos. Ha habido poca oportunidad de notar efectos adversos en humanos ya que se usa solo en pequeñas cantidades. Todos los radioisótopos son potencialmente dañinos y deben tratarse con las medidas de seguridad necesarias para el manejo de fuentes radiactivas. Compuestos solubles de iridio tales como tribromuro de iridio y tetrabromuro y tricloruro de iridio podría presentar efectos tóxicos tanto del iridio como del halógeno, pero no se dispone de datos sobre su toxicidad crónica. Se ha informado que el tricloruro de iridio es un irritante leve para la piel y es positivo en la prueba de irritación ocular. El aerosol inhalado de iridio metálico se deposita en las vías respiratorias superiores de las ratas; Luego, el metal se elimina rápidamente a través del tracto gastrointestinal y aproximadamente el 95% se puede encontrar en las heces. En humanos, los únicos informes son aquellos relacionados con las lesiones por radiación debido a la exposición accidental a ¹⁹²Ir.

Medidas de Seguridad y Salud

Debe existir un programa de seguridad radiológica y vigilancia médica para las personas responsables de la atención de enfermería durante la braquiterapia intersticial. Los principios de seguridad radiológica incluyen la reducción de la exposición por tiempo, distancia y protección. Las enfermeras que atienden a pacientes de braquiterapia deben usar dispositivos de monitoreo de radiación para registrar la cantidad de exposición. Para evitar accidentes de radiografía industrial, solo se debe permitir que los radiógrafos industriales capacitados manejen radionúclidos.

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Gunnar Nordberg

Ocurrencia y usos

En la naturaleza, el indio (In) se encuentra ampliamente distribuido y ocurre con mayor frecuencia junto con minerales de zinc (esfalerita, marmatita, cristofita), su principal fuente comercial. También se encuentra en los minerales de estaño, manganeso, tungsteno, cobre, hierro, plomo, cobalto y bismuto, pero generalmente en cantidades inferiores al 0.1%.

El indio se usa generalmente en la industria para la protección de superficies o en aleaciones. Una fina capa de indio aumenta la resistencia de los metales a la corrosión y al desgaste. Prolonga la vida útil de las piezas móviles de los rodamientos y encuentra un amplio uso en las industrias aeronáutica y automovilística. Se utiliza en aleaciones dentales y su "humectabilidad" lo hace ideal para el recubrimiento de vidrio. Debido a su resistencia a la corrosión, el indio se utiliza mucho en la fabricación de pantallas cinematográficas, osciloscopios de rayos catódicos y espejos. Cuando se une con antimonio y germanio en una combinación extremadamente pura, se usa ampliamente en la fabricación de transistores y otros componentes electrónicos sensibles. Radioisótopos de indio en compuestos tales como tricloruro de indio y hidróxido de indio coloidal se utilizan en la exploración orgánica y en el tratamiento de tumores.

Además del metal, los compuestos industriales de indio más comunes son el tricloruro, utilizado en galvanoplastia; el sesquióxido, utilizado en la fabricación de vidrio; el sulfato; y el antimoniuro y el arseniuro utilizados como material semiconductor.

Peligros

No se han informado casos de efectos sistémicos en humanos expuestos al indio. Probablemente, el mayor peligro potencial actual proviene del uso de indio junto con arsénico, antimonio y germanio en la industria electrónica. Esto se debe principalmente a los humos que se desprenden durante los procesos de soldadura blanda y blanda en la fabricación de componentes electrónicos. Cualquier peligro que surja de la purificación del indio probablemente se deba a la presencia de otros metales, como el plomo, o productos químicos, como el cianuro, utilizados en el proceso de galvanoplastia. La exposición de la piel al indio no parece presentar un peligro grave. La distribución tisular del indio en diversas formas químicas se ha estudiado mediante la administración a animales de laboratorio.

Los sitios de mayor concentración fueron riñón, bazo, hígado y glándulas salivales. Después de la inhalación, se observaron cambios pulmonares generalizados, como neumonitis intersticial y descamativa con la consiguiente insuficiencia respiratoria.

Los resultados de los estudios en animales mostraron que las sales de indio más solubles eran muy tóxicas, con letalidad después de la administración de menos de 5 mg/kg por vía de inyección parenteral. Sin embargo, después de la sonda, el indio se absorbió pobremente y esencialmente no era tóxico. Los estudios histopatológicos indicaron que la muerte se debió principalmente a lesiones degenerativas en el hígado y el riñón. También se han observado cambios menores en la sangre. En la intoxicación crónica por cloruro de indio el principal cambio es una nefritis intersticial crónica con proteinuria. La toxicidad de la forma más insoluble, el sesquióxido de indio, fue solo de moderada a leve, requiriendo hasta varios cientos de mg/kg para el efecto letal. Después de la administración de arseniuro de indio a los hámsters, la absorción en varios órganos difería de la distribución de los compuestos iónicos de indio o arsénico.

Medidas de Seguridad y Salud

Prevenir la inhalación de vapores de indio mediante el uso de una ventilación correcta parece ser la medida de seguridad más práctica. Al manipular arseniuro de indio, se deben observar precauciones de seguridad como las que se aplican para el arsénico. En el campo de la medicina nuclear, se deben seguir las medidas correctas de seguridad radiológica cuando se manipulan isótopos radiactivos de indio. La intoxicación en ratas por necrosis hepática inducida por indio se ha reducido considerablemente mediante la administración de dextrano férrico, cuya acción aparentemente es muy específica. El uso de dextrano férrico como tratamiento profiláctico en humanos no ha sido posible debido a la falta de casos graves de exposición industrial al indio.

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Gunnar Nordberg

Ocurrencia y usos

El germanio (Ge) siempre se encuentra en combinación con otros elementos y nunca en estado libre. Entre los minerales que contienen germanio más comunes se encuentran la argirodita (Ag₈GeS₆), que contiene un 5.7 % de germanio y germanita (CuS·FeS·GeS₂), que contiene hasta un 10% de Ge. Los depósitos extensos de minerales de germanio son raros, pero el elemento está ampliamente distribuido dentro de la estructura de otros minerales, especialmente en sulfuros (más comúnmente en sulfuro de zinc y en silicatos). También se encuentran pequeñas cantidades en diferentes tipos de carbón.

El mayor uso final del germanio es la producción de sistemas de detección e identificación por infrarrojos. Ha aumentado su uso en sistemas de fibra óptica, mientras que el consumo de semiconductores ha seguido disminuyendo debido a los avances en la tecnología de semiconductores de silicio. El germanio también se utiliza en la galvanoplastia y en la producción de aleaciones, una de las cuales, el germanio-bronce, se caracteriza por una alta resistencia a la corrosión. tetracloruro de germanio (GeCl₄) es un intermedio en la preparación de dióxido de germanio y compuestos de organogermanio. Dióxido de germanio (Geo₂) se utiliza en la fabricación de vidrio óptico y en cátodos.

Peligros

Pueden surgir problemas de salud ocupacional por la dispersión de polvo durante la carga de concentrado de germanio, la fragmentación y carga del dióxido para reducirlo a germanio metálico y la carga de germanio en polvo para fundir en lingotes. En el proceso de producción de metal, durante la cloración del concentrado, la destilación, la rectificación y la hidrólisis del tetracloruro de germanio, los vapores del tetracloruro de germanio, el cloro y los productos de pirólisis del cloruro de germanio también pueden representar un peligro para la salud. Otras fuentes de riesgos para la salud son la producción de calor radiante de hornos tubulares para GeO₂ reducción y durante la fusión de polvo de germanio en lingotes, y la formación de monóxido de carbono durante GeO₂ reducción con carbono.

La producción de monocristales de germanio para la fabricación de semiconductores provoca altas temperaturas del aire (hasta 45 ºC), radiación electromagnética con intensidades de campo superiores a 100 V/m y radiación magnética superior a 25 A/m, y contaminación de el aire del lugar de trabajo con hidruros metálicos. Cuando se alea germanio con arsénico, se puede formar arsina en el aire (1 a 3 mg/m³), y al alearlo con antimonio, puede estar presente estibina o hidruro antimonoso (1.5 a 3.5 mg/m³). hidruro de germanio, que se utiliza para la producción de germanio de alta pureza, también puede ser un contaminante del aire del lugar de trabajo. La limpieza necesaria con frecuencia de los hornos verticales provoca la formación de polvo, que contiene, además de germanio, dióxido de silicio, antimonio y otras sustancias.

El mecanizado y la molienda de cristales de germanio también generan polvo. Concentraciones de hasta 5 mg/m³ se han medido durante el mecanizado en seco.

El germanio absorbido se excreta rápidamente, principalmente en la orina. Hay poca información sobre la toxicidad de los compuestos inorgánicos de germanio para los humanos. tetracloruro de germanio puede producir irritación de la piel. En ensayos clínicos y otras exposiciones orales a largo plazo a dosis acumuladas superiores a 16 g de espirogermanio, se ha demostrado que un agente antitumoral de organogermanio u otros compuestos de germanio son neurotóxicos y nefrotóxicos. Tales dosis generalmente no se absorben en el entorno laboral. Los experimentos con animales sobre los efectos del germanio y sus compuestos han demostrado que el polvo de germanio metálico y dióxido de germanio causa deterioro general de la salud (inhibición del aumento de peso corporal) cuando se inhala en altas concentraciones. Los pulmones de los animales presentaron cambios morfológicos del tipo de reacciones proliferativas, como engrosamiento de los tabiques alveolares e hiperplasia de los vasos linfáticos alrededor de los bronquios y vasos sanguíneos. El dióxido de germanio no irrita la piel, pero si entra en contacto con la conjuntiva húmeda forma ácido germánico, que actúa como irritante ocular. La administración intraabdominal prolongada en dosis de 10 mg/kg provoca cambios en la sangre periférica.

Los efectos del polvo de concentrado de germanio no se deben al germanio, sino a otros componentes del polvo, en particular a la sílice (SiO₂). El polvo concentrado ejerce un efecto fibrogénico pronunciado que da como resultado el desarrollo de tejido conectivo y la formación de nódulos en los pulmones similares a los observados en la silicosis.

Los compuestos de germanio más dañinos son hidruro de germanio (GeH₄) y cloruro de germanio. El hidruro puede provocar una intoxicación aguda. Los exámenes morfológicos de órganos de animales que murieron durante la fase aguda revelaron trastornos circulatorios y cambios celulares degenerativos en los órganos parenquimatosos. Por lo tanto, el hidruro parece ser un veneno multisistémico que puede afectar las funciones nerviosas y la sangre periférica.

El tetracloruro de germanio es un fuerte irritante del sistema respiratorio, la piel y los ojos. Su umbral de irritación es de 13 mg/m³. En esta concentración deprime la reacción de las células pulmonares en animales de experimentación. En concentraciones más fuertes provoca irritación de las vías respiratorias superiores y conjuntivitis, así como cambios en la frecuencia y el ritmo respiratorios. Los animales que sobreviven al envenenamiento agudo desarrollan bronquitis catarral-descamativa y neumonía intersticial unos días después. El cloruro de germanio también ejerce efectos tóxicos generales. Se han observado cambios morfológicos en el hígado, riñones y otros órganos de los animales.

Medidas de Seguridad y Salud

Las medidas básicas durante la fabricación y el uso del germanio deben tener como objetivo evitar la contaminación del aire por polvo o humos. En la producción de metal es aconsejable la continuidad del proceso y el cerramiento del aparato. Debe proporcionarse una ventilación de escape adecuada en las áreas donde se dispersa el polvo de germanio metálico, el dióxido o el concentrado. Debe proporcionarse ventilación de extracción local cerca de los hornos de fusión durante la fabricación de semiconductores, por ejemplo, en hornos de refinado por zonas, y durante la limpieza de los hornos. El proceso de fabricación y aleación de monocristales de germanio debe realizarse en vacío, seguido de la evacuación de los compuestos formados a presión reducida. La ventilación de extracción local es esencial en operaciones como el corte en seco y la molienda de cristales de germanio. La ventilación por extracción también es importante en locales para la cloración, rectificación e hidrólisis de tetracloruro de germanio. Los aparatos, conexiones y accesorios de estos locales deben ser de material resistente a la corrosión. Los trabajadores deben usar ropa y calzado a prueba de ácidos. Se deben usar respiradores durante la limpieza de los electrodomésticos.

Los trabajadores expuestos al polvo, ácido clorhídrico concentrado, hidruro de germanio y cloruro de germanio y sus productos de hidrólisis deben someterse a exámenes médicos periódicos.

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Gunnar Nordberg

Químicamente, el galio (Ga) es similar al aluminio. No es atacado por el aire y no reacciona con el agua. Cuando está frío, el galio reacciona con el cloro y el bromo, y cuando se calienta, con el yodo, el oxígeno y el azufre. Hay 12 isótopos radiactivos artificiales conocidos, con pesos atómicos entre 64 y 74 y vidas medias entre 2.6 minutos y 77.9 horas. Cuando el galio se disuelve en ácidos inorgánicos, se forman sales que se transforman en hidróxido insoluble Ga(OH)₃ con propiedades anfóteras (es decir, tanto ácidas como básicas) cuando el pH es superior a 3. Los tres óxidos de galio son GaO, Ga₂O y Ga₂O₃.

Ocurrencia y usos

La fuente más rica de galio es el mineral germanita, un mineral de sulfuro de cobre que puede contener de 0.5 a 0.7 % de galio y se encuentra en el suroeste de África. También se distribuye ampliamente en pequeñas cantidades junto con mezclas de zinc, en arcillas de aluminio, feldespatos, carbón y en minerales de hierro, manganeso y cromo. En una escala relativamente pequeña, el metal, las aleaciones, los óxidos y las sales se utilizan en industrias como la construcción de maquinaria (revestimientos, lubricantes), la fabricación de instrumentos (soldaduras, arandelas, rellenos), la producción de equipos electrónicos y eléctricos (diodos, transistores, láseres, revestimientos de conductores) y en tecnología de vacío.

En las industrias químicas, el galio y sus compuestos se utilizan como catalizadores. Arseniuro de galio ha sido ampliamente utilizado para aplicaciones de semiconductores, incluidos transistores, células solares, láseres y generación de microondas. El arseniuro de galio se utiliza en la producción de dispositivos optoelectrónicos y circuitos integrados. Otras aplicaciones incluyen el uso de ⁷²Ga para el estudio de las interacciones del galio en el organismo y ⁶⁷Ga como agente de exploración de tumores. Debido a la gran afinidad de los macrófagos de los tejidos linforeticulares por ⁶⁷Ga, se puede utilizar en el diagnóstico de la enfermedad de Hodgkin, sarcoide de Boeck y tuberculosis linfática. La gammagrafía con galio es una técnica de imagen pulmonar que se puede utilizar junto con una radiografía de tórax inicial para evaluar a los trabajadores en riesgo de desarrollar una enfermedad pulmonar ocupacional.

Peligros

Los trabajadores de la industria electrónica que utilizan arseniuro de galio pueden estar expuestos a sustancias peligrosas como el arsénico y la arsina. Las exposiciones por inhalación de polvos son posibles durante la producción de óxidos y sales en polvo (Ga₂(SO₄)₃, Georgia₃Cl) y en la producción y procesamiento de monocristales de compuestos semiconductores. Las salpicaduras o derrames de las soluciones del metal y sus sales pueden actuar sobre la piel o las mucosas de los trabajadores. La molienda de fosfuro de galio en agua da lugar a cantidades considerables de fosfina, lo que requiere medidas preventivas. Los compuestos de galio pueden ingerirse a través de las manos sucias y al comer, beber y fumar en los lugares de trabajo.

No se han descrito enfermedades ocupacionales por galio, excepto por un informe de caso de una erupción petequial seguida de una neuritis radial después de una breve exposición a una pequeña cantidad de vapores que contenían fluoruro de galio. La acción biológica del metal y sus compuestos ha sido estudiada experimentalmente. La toxicidad del galio y sus compuestos depende del modo de entrada en el cuerpo. Cuando se administró por vía oral en conejos durante un largo período de tiempo (4 a 5 meses), su acción fue insignificante e incluyó alteraciones en las reacciones proteicas y actividad enzimática reducida. La baja toxicidad en este caso se explica por la absorción relativamente inactiva de galio en el tracto digestivo. En el estómago y los intestinos se forman compuestos que son insolubles o difíciles de absorber, como galatos e hidróxidos metálicos. El polvo de óxido, nitruro y arseniuro de galio era generalmente tóxico cuando se introducía en el sistema respiratorio (inyecciones intratraqueales en ratas blancas), provocando distrofia hepática y renal. En los pulmones provocaba cambios inflamatorios y escleróticos. Un estudio concluye que la exposición de ratas a partículas de óxido de galio en concentraciones cercanas al valor límite umbral induce un daño pulmonar progresivo similar al inducido por el cuarzo. El nitrato de galio tiene un poderoso efecto cáustico sobre las conjuntivas, la córnea y la piel. La alta toxicidad del acetato, citrato y cloruro de galio se demostró por inyección intraperitoneal, lo que provocó la muerte de los animales por parálisis del centro respiratorio.

Medidas de Seguridad y Salud

Con el fin de evitar la contaminación de la atmósfera de los lugares de trabajo por los polvos de dióxido de galio, nitruro y compuestos semiconductores, las medidas de precaución deben incluir el aislamiento de los equipos que producen polvo y una ventilación de extracción local (LEV) efectiva. Las medidas de protección personal durante la producción de galio deben evitar la ingestión y el contacto de los compuestos de galio con la piel. En consecuencia, es importante una buena higiene personal y el uso de equipo de protección personal (EPP). El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU. (NIOSH) recomienda el control de la exposición de los trabajadores al arseniuro de galio observando el límite de exposición recomendado para el arsénico inorgánico y aconseja que la concentración de arseniuro de galio en el aire se calcule determinando el arsénico. Se debe educar a los trabajadores sobre los posibles peligros y se deben instalar controles de ingeniería adecuados durante la producción de dispositivos microelectrónicos donde es probable la exposición al arseniuro de galio. En vista de la toxicidad del galio y sus compuestos, como lo demuestran los experimentos, todas las personas involucradas en el trabajo con estas sustancias deben someterse a exámenes médicos periódicos, durante los cuales se debe prestar especial atención al estado del hígado, los riñones, los órganos respiratorios y la piel. .

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Gunnar Nordberg

Ocurrencia y usos

El hierro es el segundo en abundancia entre los metales y el cuarto entre los elementos, solo superado por el oxígeno, el silicio y el aluminio. Los minerales de hierro más comunes son: hematita o mineral de hierro rojo (Fe₂O₃), que es 70% hierro; limonita o mineral de hierro marrón (FeO(OH)·nH₂O), que contiene 42% de hierro; magnetita o mineral de hierro magnético (Fe₃O₄), que tiene un alto contenido en hierro; siderita o mineral de hierro espático (FeCO₃); pirita (FeS₂), el mineral sulfurado más común; y pirrotita o pirita magnética (FeS). El hierro se utiliza en la fabricación de fundiciones de hierro y acero, y se alea con otros metales para formar aceros. El hierro también se utiliza para aumentar la densidad de los fluidos de perforación de pozos de petróleo.

Aleaciones y Compuestos

El hierro en sí no es particularmente fuerte, pero su resistencia aumenta considerablemente cuando se alea con carbono y se enfría rápidamente para producir acero. Su presencia en el acero explica su importancia como metal industrial. Ciertas características del acero, es decir, si es blando, templado, medio o duro, están determinadas en gran medida por el contenido de carbono, que puede variar de 0.10 a 1.15 %. Alrededor de otros 20 elementos se utilizan en combinaciones y proporciones variadas en la producción de aleaciones de acero con muchas cualidades diferentes: dureza, ductilidad, resistencia a la corrosión, etc. Los más importantes son el manganeso (ferromanganeso y spiegeleisen), el silicio (ferrosilicio) y el cromo, que se analizan a continuación.

Los compuestos industriales de hierro más importantes son los óxidos y el carbonato, que constituyen las principales menas de las que se obtiene el metal. De menor importancia industrial son los cianuros, nitruros, nitratos, fosfuros, fosfatos y carbonilo de hierro.

Peligros

Los peligros industriales están presentes durante la extracción, el transporte y la preparación de los minerales, durante la producción y el uso del metal y las aleaciones en la siderurgia y en las fundiciones, y durante la fabricación y el uso de ciertos compuestos. La inhalación de polvo o vapores de hierro ocurre en la extracción de mineral de hierro; soldadura por arco; esmerilado, pulido y trabajo de metales; y en incrustaciones de calderas. Si se inhala, el hierro es un irritante local para los pulmones y el tracto gastrointestinal. Los informes indican que la exposición a largo plazo a una mezcla de hierro y otros polvos metálicos puede afectar la función pulmonar.

Es probable que ocurran accidentes durante la extracción, el transporte y la preparación de los minerales debido a la pesada maquinaria de corte, transporte, trituración y tamizado que se utiliza para este propósito. También pueden surgir lesiones por el manejo de explosivos utilizados en las operaciones mineras.

La inhalación de polvo que contiene sílice u óxido de hierro puede provocar neumoconiosis, pero no hay conclusiones definitivas sobre el papel de las partículas de óxido de hierro en el desarrollo del cáncer de pulmón en humanos. Sobre la base de experimentos con animales, se sospecha que el polvo de óxido de hierro puede actuar como una sustancia “co-cancerígena”, lo que aumenta el desarrollo del cáncer cuando se combina simultáneamente con la exposición a sustancias cancerígenas.

Los estudios de mortalidad de los mineros de hematites han mostrado un mayor riesgo de cáncer de pulmón, generalmente entre los fumadores, en varias áreas mineras como Cumberland, Lorraine, Kiruna y Krivoi Rog. Los estudios epidemiológicos de los trabajadores de fundición de hierro y acero generalmente han observado riesgos de cáncer de pulmón elevados de 1.5 a 2.5 veces. La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) clasifica la fundición de hierro y acero como un proceso cancerígeno para los humanos. No se han identificado los agentes químicos específicos implicados (p. ej., hidrocarburos aromáticos polinucleares, sílice, vapores metálicos). También se ha informado una mayor incidencia de cáncer de pulmón, pero de manera menos significativa, entre los pulidores de metales. Las conclusiones sobre el cáncer de pulmón entre los soldadores son controvertidas.

En estudios experimentales, no se ha encontrado que el óxido férrico sea cancerígeno; sin embargo, los experimentos no se llevaron a cabo con hematites. Se ha sugerido que la presencia de radón en la atmósfera de las minas de hematites es un importante factor cancerígeno.

Pueden ocurrir accidentes graves en el procesamiento del hierro. Pueden ocurrir quemaduras en el curso del trabajo con metal fundido, como se describe en otra parte de este Enciclopedia. El polvo de hierro recién reducido finamente dividido es pirofórico y se enciende al exponerse al aire a temperaturas normales. Se han producido incendios y explosiones de polvo en conductos y separadores de plantas de extracción de polvo, asociados con muelas abrasivas y pulidoras y bandas de acabado, cuando las chispas de la operación de pulido han encendido el polvo fino de acero en la planta de extracción.

Las propiedades peligrosas de los compuestos de hierro restantes generalmente se deben al radical con el que se asocia el hierro. Por lo tanto arseniato férrico (FeAsO₄) y arsenito férrico (FeAsO₃·Fe₂O₃) poseen las propiedades venenosas de los compuestos arsenicales. Carbonilo de hierro (FeCO₅) es uno de los carbonilos metálicos más peligrosos, ya que tiene propiedades tóxicas e inflamables. Los carbonilos se analizan con más detalle en otra parte de este capítulo.

sulfuro ferroso (FeS), además de su presencia natural como pirita, ocasionalmente se forma de manera no intencional cuando los materiales que contienen azufre se tratan en recipientes de hierro y acero, como en las refinerías de petróleo. Si se abre la planta y se expone al aire el depósito de sulfuro ferroso, su oxidación exotérmica puede elevar la temperatura del depósito hasta la temperatura de ignición de los gases y vapores de la vecindad. Se debe rociar agua finamente sobre dichos depósitos hasta que los vapores inflamables hayan sido eliminados por purga. Problemas similares pueden ocurrir en las minas de pirita, donde la temperatura del aire aumenta por una oxidación lenta y continua del mineral.

Medidas de seguridad y salud

Las precauciones para la prevención de accidentes mecánicos incluyen el cercado y el control remoto de la maquinaria, el diseño de la planta (que, en la siderurgia moderna, incluye el control computarizado) y la capacitación en seguridad de los trabajadores.

El peligro que surge de los gases, vapores y polvos tóxicos e inflamables se contrarresta con la extracción local y la ventilación general junto con las diversas formas de control remoto. Debería proporcionarse ropa protectora y protección ocular para proteger al trabajador de los efectos de las sustancias calientes y corrosivas y del calor.

Es especialmente importante que los conductos de las máquinas de esmerilado y pulido y de las bandas de acabado se mantengan a intervalos regulares para mantener la eficiencia de la ventilación de extracción y reducir el riesgo de explosión.

Ferroaleaciones

Una ferroaleación es una aleación de hierro con un elemento distinto del carbono. Estas mezclas metálicas se utilizan como vehículo para introducir elementos específicos en la fabricación del acero para producir aceros con propiedades específicas. El elemento puede alear con el acero por solución o puede neutralizar las impurezas dañinas.

Las aleaciones tienen propiedades únicas que dependen de la concentración de sus elementos. Estas propiedades varían directamente en relación con la concentración de los componentes individuales y dependen, en parte, de la presencia de trazas de otros elementos. Aunque el efecto biológico de cada elemento de la aleación se puede utilizar como guía, existe suficiente evidencia de la modificación de la acción de la mezcla de elementos para garantizar una precaución extrema al tomar decisiones críticas basadas en la extrapolación del efecto de un solo elemento.

Las ferroaleaciones constituyen una lista amplia y diversa de aleaciones con muchas mezclas diferentes dentro de cada clase de aleación. El comercio generalmente limita la cantidad de tipos de ferroaleaciones disponibles en cualquier clase, pero los desarrollos metalúrgicos pueden resultar en adiciones o cambios frecuentes. Algunas de las ferroaleaciones más comunes son las siguientes:

• ferroboro: 16.2 % de boro

• ferrocromo: 60 a 70 % de cromo, que también puede contener silicio y manganeso

• ferromanganeso: 78 a 90 % de manganeso; 1.25 a 7% de silicio

• ferromolibdeno—55 a 75% de molibdeno; 1.5% de silicio

• ferrofósforo: 18 a 25 % de fósforo

• ferrosilicio: 5 a 90 % de sílice

• ferrotitanio: 14 a 45% de titanio; 4 a 13% de silicio

• ferrotungsteno: 70 a 80 % de tungsteno

• ferrovanadio—30 a 40% de vanadio; 13% de silicio; 1.5% de aluminio.

Peligros

Aunque ciertas ferroaleaciones tienen usos no metalúrgicos, las principales fuentes de exposición peligrosa se encuentran en la fabricación de estas aleaciones y en su uso durante la producción de acero. Algunas ferroaleaciones se producen y utilizan en forma de partículas finas; El polvo en el aire constituye un peligro potencial de toxicidad, así como un peligro de incendio y explosión. Además, la exposición ocupacional a los humos de ciertas aleaciones se ha asociado con serios problemas de salud.

Ferroboro. El polvo que se produce en el aire durante la limpieza de esta aleación puede causar irritación de la nariz y la garganta, lo que posiblemente se deba a la presencia de una película de óxido de boro en la superficie de la aleación. Algunos estudios en animales (perros expuestos a concentraciones atmosféricas de ferroboro de 57 mg/m³ durante 23 semanas) no encontró efectos adversos.

Ferrocromo. Un estudio realizado en Noruega sobre la mortalidad general y la incidencia de cáncer en trabajadores que producen ferrocromo ha demostrado una mayor incidencia de cáncer de pulmón en relación causal con la exposición al cromo hexavalente alrededor de los hornos. También se encontró perforación del tabique nasal en algunos trabajadores. Otro estudio concluye que el exceso de mortalidad por cáncer de pulmón en trabajadores de la fabricación de acero está asociado con la exposición a hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) durante la producción de ferrocromo. Otro estudio que investigó la asociación entre la exposición ocupacional a los humos y el cáncer de pulmón encontró que los trabajadores de ferrocromo demostraron un exceso de casos de cáncer de pulmón y de próstata.

Ferromanganeso se puede producir reduciendo minerales de manganeso en un horno eléctrico con coque y agregando dolomita y piedra caliza como fundente. El transporte, almacenamiento, clasificación y trituración de los minerales producen polvo de manganeso en concentraciones que pueden ser peligrosas. Los efectos patológicos resultantes de la exposición al polvo, tanto del mineral como de la aleación, son prácticamente indistinguibles de los descritos en el artículo “Manganeso” en este capítulo. Se han observado intoxicaciones tanto agudas como crónicas. Las aleaciones de ferromanganeso que contienen proporciones muy altas de manganeso reaccionarán con la humedad para producir carburo de manganeso, que, cuando se combina con la humedad, libera hidrógeno, creando un riesgo de incendio y explosión.

Ferrosilicio la producción puede dar lugar tanto a aerosoles como a polvos de ferrosilicio. Los estudios en animales indican que el polvo de ferrosilicio puede causar el engrosamiento de las paredes alveolares con la desaparición ocasional de la estructura alveolar. Las materias primas utilizadas en la producción de aleaciones también pueden contener sílice libre, aunque en concentraciones relativamente bajas. Existe cierto desacuerdo sobre si la silicosis clásica puede ser un peligro potencial en la producción de ferrosilicio. Sin embargo, no hay duda de que la enfermedad pulmonar crónica, cualquiera que sea su clasificación, puede resultar de una exposición excesiva al polvo o aerosoles que se encuentran en las plantas de ferrosilicio.

ferrovanadio. La contaminación atmosférica con polvo y humos también es un peligro en la producción de ferrovanadio. En condiciones normales, los aerosoles no producirán una intoxicación aguda, pero pueden causar bronquitis y un proceso proliferativo intersticial pulmonar. Se ha informado que el vanadio en la aleación de ferrovanadio es apreciablemente más tóxico que el vanadio libre como resultado de su mayor solubilidad en fluidos biológicos.

Acero con plomo se utiliza para chapas de acero para automóviles con el fin de aumentar la maleabilidad. Contiene aproximadamente un 0.35% de plomo. Siempre que el acero con plomo se somete a altas temperaturas, como en la soldadura, siempre existe el peligro de generar vapores de plomo.

Medidas de seguridad y salud

El control de humos, polvo y aerosoles durante la fabricación y uso de ferroaleaciones es esencial. Se requiere un buen control del polvo en el transporte y manejo de los minerales y aleaciones. Las pilas de mineral deben humedecerse para reducir la formación de polvo. Además de estas medidas básicas de control de polvo, se necesitan precauciones especiales en el manejo de ferroaleaciones específicas.

El ferrosilicio reacciona con la humedad para producir fosfina y arsina; en consecuencia, este material no debe cargarse en tiempo húmedo y deben tomarse precauciones especiales para garantizar que permanezca seco durante el almacenamiento y el transporte. Siempre que se envíe o manipule ferrosilicio en cantidades importantes, se deben colocar avisos advirtiendo a los trabajadores sobre el peligro, y se deben implementar procedimientos de detección y análisis a intervalos frecuentes para verificar la presencia de fosfina y arsina en el aire. Se requiere un buen control de polvo y aerosoles para la protección respiratoria. El equipo de protección respiratoria adecuado debe estar disponible para emergencias.

Los trabajadores que participen en la producción y el uso de ferroaleaciones deberían recibir una cuidadosa supervisión médica. Su ambiente de trabajo debe ser monitoreado continua o periódicamente, dependiendo del grado de riesgo. Los efectos tóxicos de las diversas ferroaleaciones difieren lo suficiente de los de los metales puros como para justificar un nivel más intenso de supervisión médica hasta que se obtengan más datos. Cuando las ferroaleaciones den lugar a polvo, humos y aerosoles, los trabajadores deben someterse a exámenes periódicos de rayos X del tórax para la detección temprana de cambios respiratorios. También se pueden requerir pruebas de función pulmonar y monitoreo de concentraciones de metales en la sangre y/u orina de los trabajadores expuestos.

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Gunnar Nordberg

El cobre (Cu) es maleable y dúctil, conduce muy bien el calor y la electricidad y se altera muy poco en su capacidad funcional por la exposición al aire seco. En una atmósfera húmeda que contiene dióxido de carbono, se recubre con un carbonato verde. El cobre es un elemento esencial en el metabolismo humano.

Ocurrencia y usos

El cobre se presenta principalmente como compuestos minerales en los que ⁶³Cu constituye el 69.1% y ⁶⁵Cu, 30.9% del elemento. El cobre está ampliamente distribuido en todos los continentes y está presente en la mayoría de los organismos vivos. Aunque se han encontrado algunos depósitos naturales de cobre metálico, generalmente se extrae como minerales de sulfuro, incluida la covelita (CuS), la calcocita (Cu₂S), calcopirita (CuFeS₂) y bornita (Cu₃FES₃); o como óxidos, incluida la malaquita (Cu₂CO₃(OH)₂); crisocola
(CuSiO₃· 2H₂O) y calcantita (CuSO₄· 5H₂O).

Por sus propiedades eléctricas, más del 75% de la producción de cobre se utiliza en las industrias eléctricas. Otras aplicaciones del cobre incluyen tuberías de agua, material para techos, utensilios de cocina, equipos químicos y farmacéuticos y la producción de aleaciones de cobre. El cobre metálico también se utiliza como pigmento y como precipitante del selenio.

Aleaciones y Compuestos

Las aleaciones de cobre no ferroso más utilizadas son las de cobre y zinc (latón), estaño (bronce), níquel (metal monel), aluminio, oro, plomo, cadmio, cromo, berilio, silicio o fósforo.

Sulfato de cobre se utiliza como algicida y molusquicida en agua; con cal, como fungicida vegetal; como mordiente; en galvanoplastia; como agente de flotación de espuma para la separación de mineral de sulfuro de zinc; y como agente para el curtido de cueros y la conservación de pieles. El sulfato de cobre neutralizado con cal hidratada, conocido como caldo bordelés, se utiliza para la prevención del mildiú en los viñedos.

Óxido cúprico se ha utilizado como componente de pintura para fondos de barcos y como pigmento en vidrio, cerámica, esmaltes, esmaltes de porcelana y gemas artificiales. También se utiliza en la fabricación de rayón y otros compuestos de cobre, y como agente de pulido de vidrio óptico y disolvente para minerales de hierro crómico. El óxido cúprico es un componente del fundente en la metalurgia del cobre, composiciones pirotécnicas, fundentes de soldadura para bronce y productos agrícolas como insecticidas y fungicidas. El óxido cúprico negro se usa para corregir suelos con deficiencia de cobre y como complemento alimenticio.

cromatos de cobre son pigmentos, catalizadores para la hidrogenación en fase líquida y fungicidas para patatas. Una solución de hidróxido cúprico en exceso de amoníaco es un solvente para la celulosa que se usa en la fabricación de rayón (viscosa). El hidróxido cúprico se utiliza en la fabricación de electrodos de batería y para el tratamiento y tinción del papel. También es un pigmento, un aditivo para piensos, un mordiente en el teñido y un ingrediente en fungicidas e insecticidas.

Peligros

Los complejos de amina de clorato cúprico, ditionato cúprico, azida cúprica y acetiluro cuproso son explosivos pero no tienen importancia industrial o para la salud pública. Se descubrió que el acetiluro de cobre es la causa de las explosiones en las plantas de acetileno y ha provocado el abandono del uso del cobre en la construcción de dichas plantas. Los fragmentos de cobre metálico o aleaciones de cobre que se alojan en el ojo, una condición conocida como calcosis, pueden provocar uveítis, absceso y pérdida del ojo. Los trabajadores que rocían viñedos con caldo bordelés pueden sufrir lesiones pulmonares (a veces llamados “pulmones del rociador de viñedos”) y granulomas hepáticos cargados de cobre.

La ingestión accidental de sales solubles de cobre es generalmente inocua, ya que el vómito inducido libera al paciente de gran parte del cobre. La posibilidad de toxicidad inducida por cobre puede ocurrir en las siguientes situaciones:

• La administración oral de sales de cobre se emplea ocasionalmente con fines terapéuticos, particularmente en la India.

• Se ha demostrado que el cobre disuelto del alambre utilizado en ciertos dispositivos anticonceptivos intrauterinos se absorbe sistémicamente.

• El paciente puede retener una fracción apreciable del cobre disuelto de los tubos comúnmente utilizados en los equipos de hemodiálisis y puede producir aumentos significativos en el cobre hepático.

• El cobre, que se agrega con frecuencia a la alimentación del ganado y las aves de corral, se concentra en el hígado de estos animales y puede aumentar en gran medida la ingesta del elemento cuando se comen estos hígados. El cobre también se agrega, en grandes cantidades en relación con la ingesta dietética humana normal, a una serie de alimentos para mascotas que las personas consumen ocasionalmente. El estiércol de animales con dietas suplementadas con cobre puede dar como resultado una cantidad excesiva de cobre en vegetales y granos forrajeros cultivados en suelos tratados con este estiércol.

Toxicidad aguda

Aunque algunos trabajos químicos de referencia contienen declaraciones en el sentido de que las sales solubles de cobre son venenosas, en términos prácticos esto es cierto solo si tales soluciones se usan con intención equivocada o suicida, o como tratamiento tópico de áreas quemadas extensamente. Cuando el sulfato de cobre, conocido como piedra azul o vitriolo azul, se ingiere en cantidades de gramos, provoca náuseas, vómitos, diarrea, sudoración, hemólisis intravascular y posible insuficiencia renal; en raras ocasiones, pueden producirse convulsiones, coma y muerte. Beber agua carbonatada o jugos de frutas cítricas que hayan estado en contacto con recipientes, tuberías, tubos o válvulas de cobre puede causar irritación gastrointestinal, que rara vez es grave. Tales bebidas son lo suficientemente ácidas como para disolver niveles irritantes de cobre. Hay un informe de úlceras corneales e irritación de la piel, pero poca otra toxicidad, en un trabajador de una mina de cobre que cayó en un baño electrolítico, pero la acidez, en lugar del cobre, puede haber sido la causa. En algunos casos en los que se han utilizado sales de cobre en el tratamiento de quemaduras, se han producido altas concentraciones de cobre sérico y manifestaciones tóxicas.

La inhalación de polvos, humos y neblinas de sales de cobre puede causar congestión de las membranas nasales y mucosas y ulceración con perforación del tabique nasal. Los vapores del calentamiento del cobre metálico pueden causar fiebre por vapores metálicos, náuseas, dolor gástrico y diarrea.

Toxicidad crónica

Los efectos tóxicos crónicos en seres humanos atribuibles al cobre parecen encontrarse sólo en individuos que han heredado un par particular de genes autosómicos recesivos anormales y en quienes, como consecuencia, se desarrolla degeneración hepatolenticular (enfermedad de Wilson). Esta es una ocurrencia rara. La mayoría de las dietas humanas diarias contienen de 2 a 5 mg de cobre, casi nada de lo cual se retiene. El contenido de cobre del cuerpo humano adulto es bastante constante, entre 100 y 150 mg. En individuos normales (sin enfermedad de Wilson), casi todo el cobre está presente como un resto integral y funcional de una de quizás una docena de proteínas y sistemas enzimáticos que incluyen, por ejemplo, citocromo oxidasa, dopa-oxidasa y ceruloplasmina sérica.

Pueden ocurrir aumentos de diez veces, o más, en la ingesta diaria de cobre en personas que comen grandes cantidades de ostras (y otros mariscos), hígado, champiñones, nueces y chocolate, todos ricos en cobre; o en mineros que pueden trabajar y comer, durante 20 años o más, en una atmósfera cargada con 1 a 2% de polvo de minerales de cobre. Sin embargo, nunca se ha encontrado evidencia de toxicidad primaria crónica por cobre (bien definida a partir de observaciones de pacientes con toxicosis crónica hereditaria por cobre, enfermedad de Wilson, como disfunción y daño estructural en el hígado, el sistema nervioso central, los riñones, los huesos y los ojos) en ningún individuo. excepto aquellos con enfermedad de Wilson. Sin embargo, los depósitos excesivos de cobre que se encuentran en el hígado de pacientes con cirrosis biliar primaria, colestasis y cirrosis infantil india pueden ser un factor que contribuye a la gravedad de la enfermedad hepática característica de estas afecciones.

Medidas de Seguridad y Salud

Los trabajadores expuestos a polvos o neblinas de cobre deberían estar provistos de ropa protectora adecuada para evitar el contacto repetido o prolongado con la piel. Cuando las condiciones de polvo no puedan controlarse lo suficiente, se necesitan respiradores y protección para los ojos apropiados. La limpieza y la provisión de instalaciones sanitarias adecuadas son esenciales, ya que se debe prohibir comer, beber y fumar en el lugar de trabajo. En las minas donde hay minerales solubles en agua como la calcantita, los trabajadores deben tener especial cuidado de lavarse las manos con agua antes de comer.

La prevención de la fiebre de los humos metálicos consiste en mantener la exposición por debajo del nivel de concentración actualmente aceptado como satisfactorio para trabajar con cobre en la industria. El empleo de ventilación por extracción local (LEV) es una medida necesaria para recolectar los humos de cobre en la fuente.

Las personas con la enfermedad de Wilson deben evitar el empleo en las industrias del cobre. La concentración sérica de ceruloplasmina es una pantalla para esta condición, ya que los individuos no afectados tienen niveles que oscilan entre 20 y 50 mg/100 cm³ de esta proteína de cobre mientras que el 97% de los pacientes con enfermedad de Wilson tienen menos de 20 mg/100 cm³. Este es un procedimiento relativamente costoso para los programas de detección de amplia base.

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Gunnar Nordberg

Ocurrencia y usos

El cromo elemental (Cr) no se encuentra libre en la naturaleza, y el único mineral de importancia es el mineral de espinela, la cromita o la piedra de hierro cromado, que es la cromita ferrosa (FeOCr₂O₃), ampliamente distribuida sobre la superficie terrestre. Además del ácido crómico, este mineral contiene cantidades variables de otras sustancias. Solo minerales o concentrados que contengan más del 40% de óxido crómico (Cr₂O₃) se utilizan comercialmente, y los países que tienen los depósitos más adecuados son la Federación de Rusia, Sudáfrica, Zimbabue, Turquía, Filipinas e India. Los principales consumidores de cromitas son los Estados Unidos, la Federación Rusa, Alemania, Japón, Francia y el Reino Unido.

La cromita se puede obtener tanto de minas subterráneas como a cielo abierto. El mineral se encostra y, si es necesario, se concentra.

El uso más importante del cromo puro es para la galvanoplastia de una amplia gama de equipos, como piezas de automóviles y equipos eléctricos. El cromo se usa ampliamente para aleaciones con hierro y níquel para formar acero inoxidable, y con níquel, titanio, niobio, cobalto, cobre y otros metales para formar aleaciones especiales.

Compuestos de cromo

El cromo forma una serie de compuestos en varios estados de oxidación. Los de los estados II (cromo), III (crómico) y VI (cromato) son los más importantes; el estado II es básico, el estado III es anfótero y el estado VI es ácido. Las aplicaciones comerciales se refieren principalmente a compuestos en estado VI, con cierto interés en compuestos de cromo en estado III.

El estado cromoso (Cr^II) es inestable y se oxida fácilmente al estado crómico (Cr^III). Esta inestabilidad limita el uso de compuestos cromosos. Los compuestos crómicos son muy estables y forman muchos compuestos que tienen uso comercial, los principales de los cuales son el óxido de cromo y el sulfato de cromo básico.

Cromo en el estado de oxidación +6 (Cr^VI) tiene su mayor aplicación industrial como consecuencia de sus propiedades ácidas y oxidantes, así como de su capacidad para formar sales fuertemente coloreadas e insolubles. Los compuestos más importantes que contienen cromo en el Cr^VI estado son dicromato de sodio, dicromato de potasio y trióxido de cromo. La mayoría de los demás compuestos de cromato se producen industrialmente utilizando dicromato como fuente de Cr.^VI.

Producción

El mono y dicromato de sodio son los materiales de partida a partir de los cuales se fabrican la mayoría de los compuestos de cromo. El cromato y el dicromato de sodio se preparan directamente a partir del mineral de cromo. El mineral de cromo se tritura, se seca y se muele; se añade carbonato de sodio y también se puede añadir cal o calcina lixiviada. Después de mezclar bien, la mezcla se tuesta en un horno rotatorio a una temperatura óptima de aproximadamente 1,100°C; una atmósfera oxidante es esencial para convertir el cromo en Cr^VI Expresar. La masa fundida del horno se enfría y se lixivia y el cromato o dicromato de sodio se aísla de la solución mediante procesos convencionales.

Cromo^III compuestos

Técnicamente, óxido de cromo (cr₂O₃o oxido crómico), se hace reduciendo el bicromato de sodio con carbón o con azufre. La reducción con azufre se emplea normalmente cuando el óxido de cromo se va a utilizar como pigmento. Para fines metalúrgicos, normalmente se emplea la reducción de carbono.

El material comercial es normalmente sulfato crómico básico [Cr(OH)(H₂O)₅]ASI QUE₄, que se prepara a partir de dicromato de sodio por reducción con carbohidrato en presencia de ácido sulfúrico; la reacción es vigorosamente exotérmica. Alternativamente, la reducción con dióxido de azufre de una solución de dicromato de sodio producirá sulfuro crómico básico. Se utiliza en el curtido del cuero, y el material se vende a base de Cr₂O₃ contenido, que va del 20.5 al 25%.

Cromo^VI compuestos

Dicromato de sodio se puede convertir en la sal anhidra. Es el punto de partida para la preparación de compuestos de cromo.

Trióxido de cromo or anhídrido de cromo (a veces denominado "ácido crómico", aunque el verdadero ácido crómico no se puede aislar de la solución) se forma al tratar una solución concentrada de un dicromato con un fuerte exceso de ácido sulfúrico. Es un agente oxidante violento, y la solución es el componente principal del cromado.

Cromatos insolubles

Los cromatos de bases débiles tienen una solubilidad limitada y un color más intenso que los óxidos; de ahí su uso como pigmentos. Estos no siempre son compuestos distintos y pueden contener mezclas de otros materiales para proporcionar el color de pigmento adecuado. Se preparan añadiendo dicromato de sodio o de potasio a una solución de la sal apropiada.

Cromato de plomo es trimórfico; la forma monoclínica estable es de color amarillo anaranjado, “amarillo cromo”, y la forma ortómbica inestable es de color amarillo, isomorfa con el sulfato de plomo y estabilizada por éste. Una forma tetragonal de color rojo anaranjado es similar e isomorfa con molibdato de plomo (VI) PbMoO₄ y estabilizado por ella. De estas propiedades depende la versatilidad del cromato de plomo como pigmento para producir una variedad de pigmentos amarillo-naranja.

Usos

Compuestos que contienen Cr^VI se utilizan en muchas operaciones industriales. La fabricación de importantes pigmentos inorgánicos como los cromos de plomo (que a su vez se utilizan para preparar verdes de cromo), naranjas de molibdato, cromato de zinc y verde de óxido de cromo; conservación de la madera; inhibición de la corrosión; y vidrios y esmaltes de colores. Los sulfatos crómicos básicos son ampliamente utilizados para el bronceado.

El teñido de textiles, la preparación de muchos catalizadores importantes que contienen óxido de cromo y la producción de coloides dicromados sensibles a la luz para su uso en litografía también son usos industriales bien conocidos de los productos químicos que contienen cromo.

El ácido crómico se utiliza no solo para el cromado "decorativo", sino también para el cromado "duro", donde se deposita en capas mucho más gruesas para dar una superficie extremadamente dura con un bajo coeficiente de fricción.

Debido a la fuerte acción oxidante de los cromatos en solución ácida, existen muchas aplicaciones industriales que involucran particularmente materiales orgánicos, como la oxidación de trinitrotolueno (TNT) para dar floroglucinol y la oxidación de picolina para dar nicotina ácida.

El óxido de cromo también se utiliza para la producción de cromo metálico puro que es adecuado para su incorporación en aleaciones de alta temperatura resistentes a la fluencia y como óxido refractario. Puede incluirse en varias composiciones refractarias con ventaja, por ejemplo, en magnetita y mezclas de magnetita-cromato.

Peligros

Compuestos con Cr^III Los estados de oxidación son considerablemente menos peligrosos que el Cr.^VI compuestos. Compuestos de Cr^III se absorben pobremente en el sistema digestivo. Estos Cr^III los compuestos también pueden combinarse con proteínas en las capas superficiales de la piel para formar complejos estables. Compuestos de Cr^III no causan ulceraciones cromadas y generalmente no inician dermatitis alérgica sin sensibilización previa por Cr^VI compuestos.

en el cr^VI estado de oxidación, los compuestos de cromo se absorben fácilmente después de la ingestión y durante la inhalación. La captación a través de la piel intacta está menos dilucidada. Los efectos irritantes y corrosivos causados ​​por Cr^VI ocurren fácilmente después de la absorción a través de las membranas mucosas, donde se absorben fácilmente. Exposición relacionada con el trabajo a Cr^VI Los compuestos pueden inducir irritación o corrosión de la piel y las membranas mucosas, reacciones alérgicas de la piel o ulceraciones de la piel.

Los efectos adversos de los compuestos de cromo generalmente ocurren entre los trabajadores en lugares de trabajo donde Cr^VI se encuentra, en particular durante la fabricación o el uso. Los efectos frecuentemente involucran la piel o el sistema respiratorio. Los peligros industriales típicos son la inhalación de polvo o humos que surgen durante la fabricación de dicromato a partir de cromita y la fabricación de cromatos de plomo y zinc, la inhalación de nieblas de ácido crómico durante la galvanoplastia o el tratamiento superficial de metales, y el contacto de la piel con cromo.^VI compuestos en la fabricación o el uso. Exposición a Cr^VILos humos que contienen también pueden ocurrir durante la soldadura de aceros inoxidables.

Ulceraciones de cromo. Tales lesiones solían ser comunes después de la exposición relacionada con el trabajo a Cr^VI compuestos. Las úlceras son el resultado de la acción corrosiva de Cr^VI, que penetra en la piel a través de cortes o abrasiones. La lesión generalmente comienza como una pápula indolora, comúnmente en las manos, los antebrazos o los pies, lo que resulta en ulceraciones. La úlcera puede penetrar profundamente en el tejido blando y alcanzar el hueso subyacente. La curación es lenta a menos que la úlcera se trate en una etapa temprana y queden cicatrices atróficas. No hay informes sobre el cáncer de piel después de tales úlceras.

Dermatitis La CR^VI Los compuestos pueden causar tanto irritación primaria de la piel como sensibilización. En las industrias productoras de cromatos, algunos trabajadores pueden desarrollar irritación de la piel, particularmente en el cuello o la muñeca, poco después de comenzar a trabajar con cromatos. En la mayoría de los casos, esto desaparece rápidamente y no se repite. Sin embargo, en ocasiones puede ser necesario recomendar un cambio de trabajo.

Numerosas fuentes de exposición a Cr^VI se han enumerado (por ejemplo, contacto con cemento, yeso, cuero, trabajo gráfico, trabajo en fábricas de fósforos, trabajo en curtiembres y diversas fuentes de trabajo del metal). Los trabajadores empleados en el lijado en húmedo de carrocerías de automóviles también han sido reportados con alergia. Los sujetos afectados reaccionan positivamente a la prueba del parche con dicromato al 0.5 %. Algunos sujetos afectados tenían sólo eritema o pápulas dispersas, y en otros las lesiones se asemejaban a pompholyx dishidrótico; El eczema numular puede conducir a un diagnóstico erróneo de casos genuinos de dermatitis ocupacional.

Se ha demostrado que Cr^VI penetra en la piel a través de las glándulas sudoríparas y se reduce a Cr^III en el corio. Se muestra que el Cr^III luego reacciona con la proteína para formar el complejo antígeno-anticuerpo. Esto explica la localización de las lesiones alrededor de las glándulas sudoríparas y por qué cantidades muy pequeñas de dicromato pueden causar sensibilización. El carácter crónico de la dermatitis puede deberse a que el complejo antígeno-anticuerpo se elimina más lentamente que si la reacción se produjera en la epidermis.

Efectos respiratorios agudos. Inhalación de polvo o niebla que contiene Cr^VI es irritante para las mucosas. A altas concentraciones de dicho polvo, los efectos documentados son estornudos, rinorrea, lesiones del tabique nasal y enrojecimiento de la garganta. También se ha informado sensibilización, lo que resulta en ataques asmáticos típicos, que pueden reaparecer en exposiciones posteriores. En exposición durante varios días a neblina de ácido crómico en concentraciones de alrededor de 20 a 30 mg/m³También se han notificado tos, dolor de cabeza, disnea y dolor retroesternal después de la exposición. La aparición de broncoespasmo en una persona que trabaja con cromatos debe sugerir una irritación química de los pulmones. El tratamiento es sólo sintomático.

Ulceraciones del tabique nasal. En años anteriores, cuando los niveles de exposición a Cr^VI los compuestos pueden ser altos, las ulceraciones del tabique nasal se observaron con frecuencia entre los trabajadores expuestos. Este efecto adverso resulta de la deposición de Cr^VI-que contienen partículas o gotitas de niebla en el tabique nasal, lo que resulta en ulceración de la porción cartilaginosa seguida, en muchos casos, por perforación en el sitio de la ulceración. El hurgarse la nariz con frecuencia puede aumentar la formación de perforaciones. La mucosa que cubre la parte anterior inferior del tabique, conocida como área de Kiesselbach y Little, es relativamente avascular y está muy adherida al cartílago subyacente. Se siguen formando costras que contienen restos necróticos del cartílago del tabique y, en una o dos semanas, el tabique se perfora. La periferia de la ulceración permanece activa durante varios meses, tiempo durante el cual la perforación puede aumentar de tamaño. Cura por la formación de tejido cicatricial vascular. El sentido del olfato casi nunca se ve afectado. Durante la fase activa, la rinorrea y la hemorragia nasal pueden ser síntomas molestos. Cuando está completamente curado, los síntomas son raros y muchas personas no saben que el tabique está perforado.

Efectos en otros órganos. Se ha informado necrosis de los riñones, comenzando con necrosis tubular, dejando los glomérulos intactos. También se ha informado necrosis difusa del hígado y posterior pérdida de arquitectura. Poco después del cambio de siglo hubo una serie de informes sobre la ingestión humana de Cr^VI compuestos que provocan hemorragias gastrointestinales graves por ulceraciones de la mucosa intestinal. A veces, tales hemorragias resultaron en un shock cardiovascular como posible complicación. Si el paciente sobrevive, podría ocurrir necrosis tubular de los riñones o necrosis hepática.

Efectos cancerígenos. Mayor incidencia de cáncer de pulmón entre los trabajadores en la fabricación y uso de Cr^VI compuestos se ha informado en un gran número de estudios de Francia, Alemania, Italia, Japón, Noruega, los Estados Unidos y el Reino Unido. Los cromatos de zinc y calcio parecen estar entre los cromatos cancerígenos más potentes, así como entre los carcinógenos humanos más potentes. También se ha informado una incidencia elevada de cáncer de pulmón entre sujetos expuestos a cromatos de plomo y vapores de trióxidos de cromo. Fuertes exposiciones a Cr^VI Los compuestos han resultado en una incidencia muy alta de cáncer de pulmón en trabajadores expuestos 15 o más años después de la primera exposición, como se informó tanto en estudios de cohortes como en informes de casos.

Por lo tanto, está bien establecido que un aumento en la incidencia de cáncer de pulmón de los trabajadores empleados en la fabricación de cromato de zinc y la fabricación de monocromatos y dicromatos a partir del mineral de cromita es un efecto a largo plazo de la exposición intensa al Cr relacionada con el trabajo.^VI compuestos. Algunos de los estudios de cohortes han informado mediciones de los niveles de exposición entre las cohortes expuestas. Además, una pequeña cantidad de estudios han indicado que la exposición a los humos generados por la soldadura en acero aleado con cromo puede resultar en una incidencia elevada de cáncer de pulmón entre estos soldadores.

No existe un nivel de exposición “seguro” firmemente establecido. Sin embargo, la mayoría de los informes sobre la asociación entre Cr^VI exposición y cáncer de los órganos respiratorios y niveles de exposición informe sobre niveles en el aire superiores a 50 mg Cr^VI/m³ aire.

Los síntomas, signos, curso, aspecto radiográfico, método de diagnóstico y pronóstico de los cánceres de pulmón resultantes de la exposición a los cromatos no difieren en nada de los del cáncer de pulmón debido a otras causas. Se ha encontrado que los tumores a menudo se originan en la periferia del árbol bronquial. Los tumores pueden ser de todos los tipos histológicos, pero la mayoría de los tumores parecen ser tumores anaplásicos de células de avena. El cromo soluble en agua, soluble en ácido e insoluble en agua se encuentra en los tejidos pulmonares de los trabajadores del cromato en cantidades variables.

Aunque no se ha establecido firmemente, algunos estudios han indicado que la exposición a los cromatos puede resultar en un mayor riesgo de cáncer en los senos nasales y el tracto alimentario. Los estudios que indican un exceso de cáncer del tracto alimentario son informes de casos de la década de 1930 o estudios de cohortes que reflejan la exposición a niveles más altos que los que se encuentran generalmente en la actualidad.

Medidas de Seguridad y Salud

Desde el punto de vista técnico, evitar la exposición al cromo depende del diseño apropiado de los procesos, incluida la ventilación de escape adecuada y la supresión del polvo o la niebla que contiene cromo en estado hexavalente. También son necesarias medidas de control incorporadas, que requieran la menor acción posible por parte de los operadores del proceso o del personal de mantenimiento.

Siempre que sea posible, se deben utilizar métodos húmedos de limpieza; en otros sitios, la única alternativa aceptable es la limpieza con aspiradora. Los derrames de líquidos o sólidos deben eliminarse para evitar la dispersión como polvo en el aire. La concentración en el ambiente de trabajo de polvo y humos que contienen cromo debe medirse preferiblemente a intervalos regulares mediante muestreo individual y de área. Cuando se encuentren niveles de concentración inaceptables por cualquiera de los dos métodos, las fuentes de polvo o humo deben identificarse y controlarse. Se deben usar máscaras contra el polvo, preferiblemente con una eficiencia de más del 99 % para retener partículas de 0.5 µm de tamaño, en situaciones por encima de los niveles no peligrosos, y puede ser necesario proporcionar equipo de protección respiratoria con suministro de aire para trabajos considerados peligrosos. . La gerencia debe asegurarse de que los depósitos de polvo y otros contaminantes de la superficie se eliminen mediante lavado o succión antes de que comience el trabajo de este tipo. Proporcionar monos de lavado diarios puede ayudar a evitar la contaminación de la piel. En general, se recomienda protección para las manos y los ojos, así como la reparación y el reemplazo de todo el equipo de protección personal (EPP).

La vigilancia médica de los trabajadores en procesos en los que Cr^VI los compuestos que se pueden encontrar deben incluir educación sobre las propiedades tóxicas y cancerígenas de ambos Cr^VI y Cr^III compuestos, así como sobre las diferencias entre los dos grupos de compuestos. La naturaleza de los peligros de la exposición y los riesgos subsiguientes de varias enfermedades (p. ej., cáncer de pulmón) deben informarse al ingresar al trabajo, así como a intervalos regulares durante el empleo. Se debe enfatizar la necesidad de observar un alto nivel de higiene personal.

Se pueden evitar todos los efectos adversos de la exposición al cromo. Las úlceras por cromo de la piel se pueden prevenir eliminando las fuentes de contacto y evitando lesiones en la piel. Los cortes y abrasiones en la piel, por leves que sean, deben limpiarse inmediatamente y tratarse con una pomada de EDTA sódico al 10 %. Junto con el uso de un vendaje impermeable renovado con frecuencia, esto mejorará la curación rápida de cualquier úlcera que pueda desarrollarse. Aunque EDTA no quela Cr^VI compuestos a temperatura ambiente, reduce el Cr^VI a Cr^III rápidamente, y el exceso de EDTA quela Cr^III. Tanto la acción irritante directa como la corrosiva del Cr^VI compuestos y la formación de proteína/Cr^III así se previenen los complejos. Después de la ingestión accidental de Cr^VI compuestos, la ingestión inmediata de ácido ascórbico también puede reducir rápidamente el Cr^VI.

El lavado cuidadoso de la piel después del contacto y el cuidado para evitar la fricción y la sudoración son importantes en la prevención y el control de la irritación primaria debida a los cromatos. En años anteriores, se aplicaba regularmente en el tabique nasal una pomada que contenía EDTA sódico al 10% antes de la exposición. Este tratamiento preventivo podría ayudar a mantener intacto el tabique. El dolor de nariz y la ulceración temprana también se trataron mediante la aplicación regular de este ungüento, y se pudo lograr la curación sin perforación.

Los resultados de la investigación indican que los trabajadores expuestos a altas concentraciones de Cr en el aire^VI podría controlarse con éxito controlando la excreción de cromo en la orina. Tales resultados, sin embargo, no guardan relación con el riesgo de alergia en la piel. A día de hoy, con el muy largo período de latencia de Cr^VIrelacionado con el cáncer de pulmón, apenas se puede decir nada sobre el riesgo de cáncer sobre la base de los niveles urinarios de Cr.

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Gunnar Nordberg

Ocurrencia y usos

El cadmio (Cd) tiene muchas similitudes químicas y físicas con el zinc y ocurre junto con el zinc en la naturaleza. En minerales y menas, el cadmio y el zinc generalmente tienen una proporción de 1:100 a 1:1,000.

El cadmio es altamente resistente a la corrosión y ha sido ampliamente utilizado para la galvanoplastia de otros metales, principalmente acero y hierro. Los tornillos, las tuercas, las cerraduras y diversas piezas para aeronaves y vehículos de motor se tratan con frecuencia con cadmio para resistir la corrosión. Hoy en día, sin embargo, solo el 8% de todo el cadmio refinado se usa para revestimientos y revestimientos. Los compuestos de cadmio (30% del uso en países desarrollados) se usan como pigmentos y estabilizadores en plásticos, y el cadmio también se usa en ciertas aleaciones (3%). Las baterías portátiles pequeñas recargables que contienen cadmio, utilizadas, por ejemplo, en teléfonos móviles, comprenden un uso de cadmio en rápido aumento (el 55% de todo el cadmio en los países industrializados en 1994 se utilizó en baterías).

El cadmio se encuentra en varias sales inorgánicas. Lo más importante es estearato de cadmio, que se utiliza como estabilizador térmico en plásticos de cloruro de polivinilo (PVC). Sulfuro de cadmio y sulfoseleniuro de cadmio se utilizan como pigmentos amarillos y rojos en plásticos y colores. El sulfuro de cadmio también se utiliza en fotocélulas y células solares. Cloruro de cadmio actúa como fungicida, ingrediente en baños de galvanoplastia, colorante para pirotecnia, aditivo para soluciones de estañado y mordiente en tintura y estampación de textiles. También se utiliza en la producción de ciertas películas fotográficas y en la fabricación de espejos y revestimientos especiales para tubos de vacío electrónicos. Óxido de cadmio es un agente de galvanoplastia, un material de partida para estabilizadores térmicos de PVC y un componente de aleaciones de plata, fósforos, semiconductores y esmaltes de vidrio y cerámica.

El cadmio puede representar un peligro ambiental, y muchos países han introducido acciones legislativas destinadas a disminuir el uso y la posterior propagación ambiental del cadmio.

Metabolismo y acumulación

La absorción gastrointestinal del cadmio ingerido es del 2 al 6% en condiciones normales. Las personas con bajas reservas de hierro en el cuerpo, reflejadas en bajas concentraciones de ferritina sérica, pueden tener una absorción de cadmio considerablemente mayor, hasta el 20 % de una dosis dada de cadmio. También se pueden absorber cantidades significativas de cadmio a través de los pulmones a partir de la inhalación de humo de tabaco o de la exposición ocupacional al polvo de cadmio atmosférico. La absorción pulmonar del polvo de cadmio respirable inhalado se estima en 20 a 50%. Después de la absorción a través del tracto gastrointestinal o los pulmones, el cadmio se transporta al hígado, donde se inicia la producción de una proteína de bajo peso molecular que se une al cadmio, la metalotioneína.

Se considera que alrededor del 80 al 90% de la cantidad total de cadmio en el cuerpo está unido a la metalotioneína. Esto evita que los iones de cadmio libres ejerzan sus efectos tóxicos. Es probable que pequeñas cantidades de cadmio unido a metalotioneína abandonen constantemente el hígado y se transporten al riñón a través de la sangre. La metalotioneína con el cadmio unido a ella se filtra a través de los glomérulos hacia la orina primaria. Al igual que otras proteínas y aminoácidos de bajo peso molecular, el complejo metalotioneína-cadmio se reabsorbe posteriormente desde la orina primaria hacia las células tubulares proximales, donde las enzimas digestivas degradan las proteínas absorbidas en péptidos y aminoácidos más pequeños. Los iones de cadmio libres en las células resultan de la degradación de la metalotioneína e inician una nueva síntesis de metalotioneína, uniendo el cadmio y protegiendo así a la célula de los iones de cadmio libres altamente tóxicos. Se considera que la disfunción renal ocurre cuando se excede la capacidad de producción de metalotioneína de las células tubulares.

El riñón y el hígado tienen las concentraciones más altas de cadmio, y juntos contienen alrededor del 50 % de la carga corporal de cadmio. La concentración de cadmio en la corteza renal, antes de que ocurra el daño renal inducido por cadmio, es generalmente unas 15 veces la concentración en el hígado. La eliminación del cadmio es muy lenta. Como resultado de esto, el cadmio se acumula en el cuerpo y las concentraciones aumentan con la edad y la duración de la exposición. Con base en la concentración de órganos a diferentes edades, la vida media biológica del cadmio en humanos se ha estimado en el rango de 7 a 30 años.

Toxicidad aguda

Inhalación de compuestos de cadmio en concentraciones superiores a 1 mg Cd/m³ en el aire durante 8 horas, o en concentraciones más altas durante períodos más cortos, puede provocar neumonitis química y, en casos graves, edema pulmonar. Los síntomas generalmente ocurren dentro de 1 a 8 horas después de la exposición. Son similares a los de la gripe y similares a los de la fiebre de los humos metálicos. Los síntomas más graves de neumonitis química y edema pulmonar pueden tener un período de latencia de hasta 24 horas. La muerte puede ocurrir después de 4 a 7 días. Exposición a cadmio en el aire en concentraciones superiores a 5 mg Cd/m³ es más probable que ocurra cuando las aleaciones de cadmio se funden, sueldan o sueldan. La ingestión de bebidas contaminadas con cadmio en concentraciones superiores a 15 mg Cd/l provoca síntomas de intoxicación alimentaria. Los síntomas son náuseas, vómitos, dolores abdominales ya veces diarrea. Las fuentes de contaminación de alimentos pueden ser ollas y sartenes con glaseado que contenga cadmio y soldaduras de cadmio utilizadas en máquinas expendedoras de bebidas frías y calientes. En animales, la administración parenteral de cadmio en dosis superiores a 2 mg Cd/kg de peso corporal provoca necrosis de los testículos. No se ha informado tal efecto en humanos.

Toxicidad crónica

Se ha informado intoxicación crónica por cadmio después de una exposición ocupacional prolongada a vapores de óxido de cadmio, polvo de óxido de cadmio y estearatos de cadmio. Los cambios asociados con el envenenamiento crónico por cadmio pueden ser locales, en cuyo caso involucran el tracto respiratorio, o pueden ser sistémicos, como resultado de la absorción de cadmio. Los cambios sistémicos incluyen daño renal con proteinuria y anemia. La enfermedad pulmonar en forma de enfisema es el síntoma principal de una fuerte exposición al cadmio en el aire, mientras que la disfunción y el daño renal son los hallazgos más destacados después de una exposición a largo plazo a niveles más bajos de cadmio en el aire del lugar de trabajo o a través de alimentos contaminados con cadmio. La anemia hipocrómica leve se encuentra con frecuencia entre los trabajadores expuestos a altos niveles de cadmio. Esto puede deberse tanto al aumento de la destrucción de glóbulos rojos como a la deficiencia de hierro. La decoloración amarilla de los cuellos de los dientes y la pérdida del sentido del olfato (anosmia) también se pueden observar en casos de exposición a concentraciones muy altas de cadmio.

El enfisema pulmonar se considera un posible efecto de la exposición prolongada al cadmio en el aire en concentraciones superiores a 0.1 mg Cd/m³. Se ha informado que la exposición a concentraciones de alrededor de 0.02 mg Cd/m³ por más de 20 años puede causar ciertos efectos pulmonares. El enfisema pulmonar inducido por cadmio puede reducir la capacidad de trabajo y puede ser la causa de invalidez y acortamiento de la vida. Con la exposición prolongada a cadmio de bajo nivel, el riñón es el órgano crítico (es decir, el órgano afectado primero). El cadmio se acumula en la corteza renal. Se ha estimado previamente que las concentraciones que superan los 200 µg de Cd/g de peso húmedo causan disfunción tubular con disminución de la reabsorción de proteínas de la orina. Esto causa proteinuria tubular con aumento de la excreción de proteínas de bajo peso molecular como
α,α-1-microglobulina (proteína HC), β-2-microglobulina y proteína fijadora de retinol (RTB). Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que el daño tubular puede ocurrir a niveles más bajos de cadmio en la corteza renal. A medida que avanza la disfunción renal, los aminoácidos, la glucosa y los minerales, como el calcio y el fósforo, también se pierden en la orina. El aumento de la excreción de calcio y fósforo puede alterar el metabolismo óseo, y los trabajadores del cadmio informan con frecuencia de cálculos renales. Después de una exposición prolongada a niveles medios a altos de cadmio, los glomérulos del riñón también pueden verse afectados, lo que lleva a una disminución de la tasa de filtración glomerular. En casos severos puede desarrollarse uremia. Estudios recientes han demostrado que la disfunción glomerular es irreversible y dependiente de la dosis. Se ha informado osteomalacia en casos de intoxicación crónica grave por cadmio.

Para prevenir la disfunción renal, manifestada por β-2-microglobulinuria, particularmente si la exposición ocupacional a vapores y polvo de cadmio es probable que dure 25 años (a 8 horas de trabajo por día y 225 días de trabajo por año), se recomienda que la la concentración promedio de cadmio respirable en el lugar de trabajo debe mantenerse por debajo de 0.01 mg/m³.

Se ha producido una exposición excesiva al cadmio en la población general a través de la ingestión de arroz y otros alimentos contaminados, y posiblemente del agua potable. La enfermedad itai-itai, un tipo doloroso de osteomalacia, con múltiples fracturas que aparecen junto con disfunción renal, ha ocurrido en Japón en áreas con alta exposición a cadmio. Aunque la patogenia de la enfermedad de itai-itai todavía está en discusión, en general se acepta que el cadmio es un factor etiológico necesario. Cabe destacar que el daño renal inducido por cadmio es irreversible y puede empeorar incluso después de que haya cesado la exposición.

Cadmio y cáncer

Hay pruebas sólidas de las relaciones dosis-respuesta y un aumento de la mortalidad por cáncer de pulmón en varios estudios epidemiológicos en trabajadores expuestos a cadmio. La interpretación se complica por las exposiciones simultáneas a otros metales que se sabe o se sospecha que son cancerígenos. Sin embargo, las observaciones continuas de trabajadores expuestos a cadmio no han arrojado evidencia de una mayor mortalidad por cáncer de próstata, como se sospechó inicialmente. La IARC en 1993 evaluó el riesgo de cáncer por la exposición al cadmio y concluyó que debería considerarse carcinógeno humano. Desde entonces, ha surgido evidencia epidemiológica adicional con resultados un tanto contradictorios y, por lo tanto, la posible carcinogenicidad del cadmio sigue sin estar clara. Sin embargo, está claro que el cadmio posee fuertes propiedades cancerígenas en experimentos con animales.

Medidas de Seguridad y Salud

La corteza renal es el órgano crítico con la exposición a cadmio a largo plazo a través del aire o los alimentos. La concentración crítica se estima en alrededor de 200 µg Cd/g de peso húmedo, pero puede ser menor, como se indicó anteriormente. Para mantener la concentración de la corteza renal por debajo de este nivel incluso después de una exposición de por vida, la concentración promedio de cadmio en el aire del lugar de trabajo (8 horas por día) no debe exceder los 0.01 mg Cd/m³.

Los procesos de trabajo y las operaciones que puedan liberar vapores o polvo de cadmio a la atmósfera deberían estar diseñados para mantener los niveles de concentración al mínimo y, si es factible, estar cerrados y provistos de ventilación por extracción. Cuando es imposible mantener una ventilación adecuada (p. ej., durante la soldadura y el corte), se deben llevar respiradores y se deben tomar muestras del aire para determinar la concentración de cadmio. En áreas con peligros de partículas voladoras, salpicaduras de productos químicos, calor radiante, etc. (p. ej., cerca de tanques y hornos de galvanoplastia), los trabajadores deben usar equipo de seguridad adecuado, como protección para los ojos, la cara, las manos y los brazos y ropa impermeable. Se deben proporcionar instalaciones sanitarias adecuadas y se debe alentar a los trabajadores a que se laven antes de las comidas y se laven bien y se cambien de ropa antes de salir del trabajo. Se debe prohibir fumar, comer y beber en las áreas de trabajo. El tabaco contaminado con polvo de cadmio de los lugares de trabajo puede ser una vía de exposición importante. Los cigarrillos y el tabaco de pipa no deben llevarse en la sala de trabajo. El aire de escape contaminado debe filtrarse, y las personas a cargo de los colectores de polvo y los filtros deben usar respiradores mientras trabajan en el equipo.

Para asegurarse de que no se produzca una acumulación excesiva de cadmio en el riñón, los niveles de cadmio en la sangre y en la orina deben controlarse periódicamente. Los niveles de cadmio en la sangre son principalmente una indicación de la exposición de los últimos meses, pero se pueden utilizar para evaluar la carga corporal unos años después de que haya cesado la exposición. Un valor de 100 nmol Cd/l de sangre entera es un nivel crítico aproximado si la exposición es regular durante períodos prolongados. Los valores de cadmio en la orina se pueden usar para estimar la carga corporal de cadmio, siempre que no haya ocurrido daño renal. La OMS ha estimado que 10 nmol/mmol de creatinina es la concentración por debajo de la cual no debería producirse una disfunción renal. Sin embargo, investigaciones recientes han demostrado que la disfunción renal ya puede ocurrir con alrededor de 5 nmol/mmol de creatinina.

Dado que los niveles en sangre y orina mencionados son niveles en los que se ha observado la acción del cadmio en el riñón, se recomienda aplicar medidas de control siempre que las concentraciones individuales de cadmio en orina y/o en sangre superen los 50 nmol/l en sangre entera o
3 nmol/mmol de creatinina respectivamente. Se deben realizar exámenes médicos previos al empleo a los trabajadores que estarán expuestos a polvo o vapores de cadmio. Las personas con trastornos respiratorios o renales deben evitar este tipo de trabajo. El examen médico de los trabajadores expuestos a cadmio debe realizarse al menos una vez al año. En los trabajadores expuestos al cadmio durante períodos prolongados, se deben realizar regularmente mediciones cuantitativas de ß-2-microglobulina u otras proteínas relevantes de bajo peso molecular en la orina. Las concentraciones de ß-2-microglobulina en la orina normalmente no deben exceder los 34 µg/mmol de creatinina.

Tratamiento del envenenamiento por cadmio

A las personas que hayan ingerido sales de cadmio se les debe hacer vomitar o lavarles el estómago; las personas expuestas a la inhalación aguda deben retirarse de la exposición y recibir oxigenoterapia si es necesario. No existe un tratamiento específico para el envenenamiento crónico por cadmio y se debe confiar en el tratamiento sintomático. Por regla general está contraindicada la administración de agentes quelantes como BAL y EDTA ya que son nefrotóxicos en combinación con el cadmio.

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