Gunnar Nordberg

Ocorrência e Usos

O germânio (Ge) é sempre encontrado em combinação com outros elementos e nunca no estado livre. Entre os minerais contendo germânio mais comuns estão a argirodita (Ag₈GeS₆), contendo 5.7% de germânio e germanita (CuS·FeS·GeS₂), contendo até 10% de Ge. Depósitos extensos de minerais de germânio são raros, mas o elemento é amplamente distribuído dentro da estrutura de outros minerais, especialmente em sulfetos (mais comumente em sulfeto de zinco e em silicatos). Pequenas quantidades também são encontradas em diferentes tipos de carvão.

O maior uso final do germânio é a produção de sensores infravermelhos e sistemas de identificação. Seu uso em sistemas de fibra óptica aumentou, enquanto o consumo de semicondutores continuou diminuindo devido aos avanços na tecnologia de semicondutores de silício. O germânio também é usado em galvanoplastia e na produção de ligas, uma das quais, germânio-bronze, é caracterizada por alta resistência à corrosão. tetracloreto de germânio (GeCl₄) é um intermediário na preparação de dióxido de germânio e compostos de organogermânio. Dióxido de germânio (Geo₂) é usado na fabricação de vidro óptico e em cátodos.

Riscos

Problemas de saúde ocupacional podem surgir da dispersão de poeira durante o carregamento do concentrado de germânio, quebra e carregamento do dióxido para redução em germânio metálico e carregamento de germânio em pó para fusão em lingotes. No processo de produção de metal, durante a cloração do concentrado, destilação, retificação e hidrólise do tetracloreto de germânio, os vapores de produtos de pirólise de tetracloreto de germânio, cloro e cloreto de germânio também podem representar um perigo para a saúde. Outras fontes de riscos à saúde são a produção de calor radiante de fornos tubulares para GeO₂ redução e durante a fusão do pó de germânio em lingotes, e a formação de monóxido de carbono durante GeO₂ redução com carbono.

A produção de monocristais de germânio para a fabricação de semicondutores provoca altas temperaturas do ar (até 45 ºC), radiação eletromagnética com intensidade de campo superior a 100 V/m e radiação magnética superior a 25 A/m e poluição de o ar do local de trabalho com hidretos metálicos. Ao misturar germânio com arsênico, arsênio pode se formar no ar (1 a 3 mg/m³), e quando ligado com antimônio, pode estar presente estibina ou hidreto antimonoso (1.5 a 3.5 mg/m³). hidreto de germânio, que é usado para a produção de germânio de alta pureza, também pode ser um poluente do ar do local de trabalho. A limpeza frequentemente necessária dos fornos verticais provoca a formação de pó, que contém, além de germânio, dióxido de silício, antimônio e outras substâncias.

A usinagem e moagem de cristais de germânio também dão origem a poeira. Concentrações de até 5 mg/m³ foram medidos durante a usinagem a seco.

O germânio absorvido é rapidamente excretado, principalmente na urina. Há pouca informação sobre a toxicidade dos compostos inorgânicos de germânio para os seres humanos. tetracloreto de germânio pode produzir irritação na pele. Em ensaios clínicos e outras exposições orais de longo prazo a doses cumulativas superiores a 16 g de espirogermânio, um agente antitumoral de organogermânio ou outros compostos de germânio demonstraram ser neurotóxicos e nefrotóxicos. Essas doses geralmente não são absorvidas no ambiente ocupacional. Experimentos em animais sobre os efeitos do germânio e seus compostos mostraram que a poeira de germânio metálico e dióxido de germânio causa danos à saúde geral (inibição do aumento do peso corporal) quando inalado em altas concentrações. Os pulmões dos animais apresentaram alterações morfológicas do tipo reações proliferativas, como espessamento das partições alveolares e hiperplasia dos vasos linfáticos ao redor dos brônquios e vasos sanguíneos. O dióxido de germânio não irrita a pele, mas se entrar em contato com a conjuntiva úmida forma ácido germânico, que age como irritante ocular. A administração intra-abdominal prolongada em doses de 10 mg/kg leva a alterações no sangue periférico.

Os efeitos do pó de concentrado de germânio não são devidos ao germânio, mas a vários outros constituintes do pó, em particular a sílica (SiO₂). O pó concentrado exerce um efeito fibrogênico pronunciado resultando no desenvolvimento de tecido conjuntivo e formação de nódulos nos pulmões semelhantes aos observados na silicose.

Os compostos de germânio mais nocivos são hidreto de germânio (GeH₄) e cloreto de germânio. O hidreto pode provocar envenenamento agudo. Exames morfológicos de órgãos de animais que morreram na fase aguda revelaram distúrbios circulatórios e alterações celulares degenerativas nos órgãos parenquimatosos. Assim, o hidreto parece ser um veneno multissistêmico que pode afetar as funções nervosas e o sangue periférico.

O tetracloreto de germânio é um forte irritante do sistema respiratório, pele e olhos. Seu limiar de irritação é de 13 mg/m³. Nesta concentração, deprime a reação das células pulmonares em animais experimentais. Em concentrações mais fortes, causa irritação das vias aéreas superiores e conjuntivite, além de alterações na frequência e no ritmo respiratórios. Os animais que sobrevivem ao envenenamento agudo desenvolvem bronquite catarral-descamativa e pneumonia intersticial alguns dias depois. Cloreto de germânio também exerce efeitos tóxicos gerais. Alterações morfológicas foram observadas no fígado, rins e outros órgãos dos animais.

Medidas de Segurança e Saúde

As medidas básicas durante a fabricação e uso do germânio devem ser destinadas a prevenir a contaminação do ar por poeira ou fumaça. Na produção de metais, é aconselhável a continuidade do processo e o enclausuramento do aparelho. Ventilação de exaustão adequada deve ser fornecida em áreas onde o pó de germânio metálico, o dióxido ou o concentrado é disperso. Ventilação de exaustão local deve ser fornecida perto dos fornos de fusão durante a fabricação de semicondutores, por exemplo, em fornos de refino de zona e durante a limpeza dos fornos. O processo de fabricação e liga de monocristais de germânio deve ser realizado a vácuo, seguido da evacuação dos compostos formados sob pressão reduzida. A ventilação de exaustão local é essencial em operações como corte a seco e moagem de cristais de germânio. A ventilação de exaustão também é importante em instalações para a cloração, retificação e hidrólise do tetracloreto de germânio. Os aparelhos, conexões e acessórios nessas instalações devem ser feitos de material à prova de corrosão. Os trabalhadores devem usar roupas e calçados à prova de ácido. Respiradores devem ser usados ​​durante a limpeza dos aparelhos.

Trabalhadores expostos a poeira, ácido clorídrico concentrado, hidreto de germânio e cloreto de germânio e seus produtos de hidrólise devem ser submetidos a exames médicos regulares.

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