F.William Sunderman, Jr.
Los compuestos de níquel (Ni) de interés incluyen óxido de níquel (NiO), hidróxido de níquel (Ni(OH))2), subsulfuro de níquel (ni3S2), sulfato de níquel (Ni SO4) y cloruro de níquel (NiCl2). carbonilo de níquel (Ni(CO)4) se considera en un artículo separado sobre carbonilos metálicos.
Ocurrencia y usos
El níquel (Ni) comprende del 5 al 50 % del peso de los meteoritos y se encuentra en minerales en combinación con azufre, oxígeno, antimonio, arsénico y/o sílice. Los yacimientos de minerales de importancia comercial son principalmente óxidos (p. ej., minerales de laterita que contienen óxidos mixtos de níquel/hierro) y sulfuros. Pentlandita ((NiFe)9S8), el principal mineral de sulfuro, se deposita comúnmente en asociación con pirrotita (Fe7S6), calcopirita (CuFeS2) y pequeñas cantidades de cobalto, selenio, telurio, plata, oro y platino. Se encuentran depósitos sustanciales de minerales de níquel en Canadá, Rusia, Australia, Nueva Caledonia, Indonesia y Cuba.
Dado que el níquel, el cobre y el hierro se encuentran como minerales distintos en los minerales de sulfuro, se aplican métodos mecánicos de concentración, como la flotación y la separación magnética, después de que el mineral ha sido triturado y molido. El concentrado de níquel se convierte en mata de sulfuro de níquel mediante tostado o sinterización. La mata se refina por electrodeposición o por el proceso Mond. En el proceso Mond, la mata se muele, se calcina y se trata con monóxido de carbono a 50 °C para formar carbonilo de níquel gaseoso (Ni(CO)4), que luego se descompone a una temperatura de 200 a 250 °C para depositar polvo de níquel puro. La producción mundial de níquel es de aproximadamente 70 millones de kg/año.
Se producen comercialmente más de 3,000 aleaciones y compuestos de níquel. El acero inoxidable y otras aleaciones de Ni-Cr-Fe se utilizan ampliamente para equipos resistentes a la corrosión, aplicaciones arquitectónicas y utensilios de cocina. El metal monel y otras aleaciones de Ni-Cu se utilizan en monedas, maquinaria de procesamiento de alimentos y equipos lácteos. Las aleaciones de Ni-Al se utilizan para la producción de imanes y catalizadores (p. ej., níquel Raney). Las aleaciones de Ni-Cr se utilizan para elementos de calefacción, turbinas de gas y motores a reacción. Las aleaciones de níquel con metales preciosos se utilizan en joyería. El níquel metálico, sus compuestos y sus aleaciones tienen muchos otros usos, como galvanoplastia, cintas magnéticas y componentes informáticos, varillas de soldadura por arco, prótesis dentales y quirúrgicas, baterías de níquel-cadmio, pigmentos para pinturas (p. ej., titanato de níquel amarillo), moldes para cerámica y recipientes de vidrio y catalizadores para reacciones de hidrogenación, síntesis orgánica y el paso final de metanización de la gasificación del carbón. Las exposiciones ocupacionales al níquel también ocurren en las operaciones de reciclaje, ya que los materiales que contienen níquel, especialmente de la industria del acero, se funden, refinan y usan comúnmente para preparar aleaciones de composición similar a las que ingresaron al proceso de reciclaje.
Peligros
Los peligros para la salud humana derivados de la exposición ocupacional a los compuestos de níquel generalmente se dividen en tres categorías principales:
- alergia
- rinitis, sinusitis y enfermedades respiratorias
- cánceres de las cavidades nasales, pulmones y otros órganos.
Los riesgos para la salud del carbonilo de níquel se consideran por separado en el artículo sobre carbonilos metálicos.
Alergia. El níquel y los compuestos de níquel se encuentran entre las causas más comunes de dermatitis alérgica de contacto. Este problema no se limita a personas con exposición ocupacional a compuestos de níquel; La sensibilización dérmica ocurre en la población general por la exposición a monedas, joyas, cajas de relojes y cierres de ropa que contienen níquel. En las personas expuestas al níquel, la dermatitis por níquel suele comenzar como un eritema papular en las manos. La piel se vuelve gradualmente eccematosa y, en la etapa crónica, frecuentemente se desarrolla liquenificación. La sensibilización al níquel a veces causa conjuntivitis, neumonitis eosinofílica y reacciones locales o sistémicas a los implantes que contienen níquel (p. ej., clavos intraóseos, incrustaciones dentales, prótesis de válvulas cardíacas y cables de marcapasos). La ingestión de agua del grifo contaminada con níquel o alimentos ricos en níquel puede exacerbar el eczema de manos en personas sensibles al níquel.
Rinitis, sinusitis y enfermedades respiratorias. Los trabajadores de las refinerías de níquel y los talleres de galvanoplastia de níquel, que están muy expuestos a la inhalación de polvos de níquel o aerosoles de compuestos de níquel soluble, pueden desarrollar enfermedades crónicas de las vías respiratorias superiores, como rinitis hipertrófica, sinusitis nasal, anosmia, poliposis nasal y perforación de las vías respiratorias. tabique nasal. También se han informado enfermedades crónicas del tracto respiratorio inferior (p. ej., bronquitis, fibrosis pulmonar), pero tales afecciones son poco frecuentes. Rendall et al. (1994) reportaron la exposición aguda fatal de un trabajador a la inhalación de partículas de níquel de un proceso de arco metálico; los autores enfatizaron la importancia de usar equipo de protección mientras se usan procesos de arco metálico con electrodos de alambre de níquel.
Cáncer. Los estudios epidemiológicos de los trabajadores de las refinerías de níquel en Canadá, Gales, Alemania, Noruega y Rusia han documentado un aumento de las tasas de mortalidad por cáncer de pulmón y cavidad nasal. También se ha informado que ciertos grupos de trabajadores de refinerías de níquel tienen una mayor incidencia de otros tumores malignos, incluidos carcinomas de laringe, riñón, próstata o estómago, y sarcomas de tejidos blandos, pero la importancia estadística de estas observaciones es cuestionable. Los mayores riesgos de cánceres de los pulmones y las cavidades nasales se han producido principalmente entre los trabajadores de las operaciones de refinería que implican una alta exposición al níquel, incluido el tostado, la fundición y la electrólisis. Aunque estos riesgos de cáncer generalmente se han asociado con exposiciones a compuestos de níquel insolubles, como el subsulfuro de níquel y el óxido de níquel, las exposiciones a compuestos de níquel solubles se han relacionado con los trabajadores de electrólisis.
Los estudios epidemiológicos de los riesgos de cáncer entre los trabajadores de las industrias que utilizan níquel en general han sido negativos, pero la evidencia reciente sugiere un riesgo ligeramente mayor de cáncer de pulmón entre los soldadores, rectificadores, electrochapadores y fabricantes de baterías. Dichos trabajadores a menudo están expuestos a polvos y humos que contienen mezclas de metales cancerígenos (p. ej., níquel y cromo, o níquel y cadmio). Con base en una evaluación de estudios epidemiológicos, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) concluyó en 1990: “Existe suficiente evidencia en humanos de la carcinogenicidad del sulfato de níquel y de las combinaciones de sulfuros y óxidos de níquel que se encuentran en la industria de refinación de níquel. . No hay evidencia adecuada en humanos sobre la carcinogenicidad del níquel y las aleaciones de níquel”. Los compuestos de níquel se han clasificado como cancerígenos para los humanos (Grupo 1) y el níquel metálico como posiblemente cancerígeno para los humanos (Grupo 2B).
Efectos renales. Los trabajadores con alta exposición a compuestos de níquel solubles pueden desarrollar disfunción tubular renal, evidenciada por una mayor excreción renal de β2-microglobulina (β2M) y N-acetil-glucosaminidasa (NAG).
Medidas de Seguridad y Salud
En 1994, la Asociación de Investigación Ambiental de Productores de Níquel (NiPERA) y el Instituto de Desarrollo del Níquel (NiDI) propusieron un protocolo general para la vigilancia de la salud de los trabajadores expuestos al níquel. Los elementos clave son los siguientes:
Evaluación previa a la colocación. Los objetivos de este examen son identificar condiciones médicas preexistentes que puedan influir en la contratación y colocación laboral, y proporcionar datos de referencia para cambios funcionales, fisiológicos o patológicos posteriores. La evaluación incluye (i) historial médico y ocupacional detallado, centrándose en problemas pulmonares, exposición a toxinas pulmonares, alergias pasadas o presentes (particularmente al níquel), asma y hábitos personales (p. ej., fumar, consumo de alcohol), (ii) examen físico completo examen, con atención a los problemas respiratorios y de la piel y (iii) determinación del equipo de protección respiratoria que se puede usar.
Se pueden incluir radiografías de tórax, pruebas de función pulmonar, pruebas audiométricas y pruebas de visión. Las pruebas de parches cutáneos para la sensibilidad al níquel no se realizan de forma rutinaria, ya que dichas pruebas posiblemente podrían sensibilizar al sujeto. Si la organización lleva a cabo un programa de monitoreo biológico para los trabajadores expuestos al níquel (ver a continuación), las concentraciones de referencia de níquel en la orina o el suero se obtienen durante la evaluación previa a la colocación.
Evaluación periódica. Los objetivos de los exámenes médicos periódicos, que generalmente se realizan anualmente, son monitorear la salud general del trabajador y abordar las preocupaciones relacionadas con el níquel. El examen incluye el historial de enfermedades recientes, revisión de síntomas, examen físico y reevaluación de la capacidad del trabajador para usar el equipo de protección respiratoria requerido para tareas particulares. Los síntomas pulmonares se evalúan mediante un cuestionario estándar para la bronquitis crónica. La radiografía de tórax puede ser requerida legalmente en algunos países; pruebas de función pulmonar (p. ej., capacidad vital forzada (FVC) y volumen espiratorio forzado en 1 segundo (FEV1) generalmente se dejan a discreción del médico. Los procedimientos periódicos de detección de cáncer (p. ej., rinoscopia, radiografías de los senos nasales, biopsia de la mucosa nasal, estudios citológicos exfoliativos) pueden estar indicados en trabajadores con exposiciones de alto riesgo en la refinación de níquel.
Monitoreo biológico. Los análisis de las concentraciones de níquel en las muestras de orina y suero pueden reflejar las exposiciones recientes de los trabajadores al níquel metálico y los compuestos de níquel soluble, pero estos análisis no proporcionan medidas fiables de la carga corporal total de níquel. Los usos y limitaciones del control biológico de los trabajadores expuestos al níquel han sido resumidos por Sunderman et al. (1986). En 1994, la Comisión de Toxicología de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) emitió un informe técnico sobre el análisis de níquel en fluidos corporales. El Comité Nacional de Concentración Máxima en el Lugar de Trabajo (NMWCC) de los Países Bajos propuso que la concentración de níquel en orina sea de 40 µg/g de creatinina o la concentración de níquel en suero de 5 µg/l (ambas medidas en muestras obtenidas al final de una semana laboral o de un turno de trabajo). consideró los límites de advertencia para una mayor investigación de los trabajadores expuestos al metal de níquel o compuestos de níquel solubles. Si se implementa un programa de monitoreo biológico, debe complementar un programa de monitoreo ambiental, de modo que los datos biológicos no se utilicen como sustitutos de las estimaciones de exposición. Un método estándar para el análisis de níquel en el aire del lugar de trabajo fue desarrollado en 1995 por el Ejecutivo de Salud y Seguridad del Reino Unido.
Tratamiento Cuando un grupo de trabajadores bebió accidentalmente agua muy contaminada con cloruro de níquel y sulfato de níquel, el tratamiento conservador con líquidos intravenosos para inducir la diuresis fue efectivo (Sunderman et al. 1988). La mejor terapia para la dermatitis por níquel es evitar la exposición, con especial atención a las prácticas de higiene en el trabajo. El tratamiento de la intoxicación aguda por carbonilo de níquel se analiza en el artículo sobre carbonilos metálicos.