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close this bookGuía de Protección Ambiental Tomo III: Catálogo de Estándares Ambientales (GTZ/BMZ, 1996, 663 pages)
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Níquel

DENOMINACIONES

N°CAS: 7440-02-0
Nombre registrado:  Níquel
Nombre químico: Níquel
Sinónimos, nombres comerciales:
Nombre químico (alemán): Nickel
Nombre químico (francés): Nickel
Nombre químico (inglés): Nickel

Aspecto general: Metal pesado, de un brillante color blanco plateado, dúctil y maleable, con una densa red cristalina cúbica (beta-níquel) o con una configuración hexagonal menos estable (alfa-níquel). El níquel es levemente ferromagnético.

DATOS FÍSICO-QUÍMICOS BÁSICOS

Símbolo químico: Ni
Masa atómica relativa: 58,71 g
Densidad: 8,9 g/cm3 a 25° C
Punto de ebullición: 2 730°C
Punto de fusión: 1 455°C
Presión de vapor: 0 Pa a 20°C
Temperatura de ignición: Autoignición ("Raney nickel" en estado seco)
Solvólisis: En agua: insoluble;
  se disuelve en ácido hidroclórico y sulfúrico así como en ácido nítrico diluido.


DATOS BÁSICOS DE COMPUESTOS SELECCIONADOS

N° CAS: 13463-39-3 7718-54-9
Nombre químico: Tetracarbonilo de níquel Cloruro de níquel (hexahidratado)
Sinónimos, nombres comerciales: (T-4) Carbonilo níquel Cloruro niqueloso
Nombre químico (alemán): Nickeltetracarbonyl Nickel(II) chlorid
Nombre químico (francés): Nickel tétracarbonyle Chlorure de nickel(II)
Nombre químico (inglés): Nickel tetracarbonyl Nickel(II) chloride (hexahydrate)
Aspecto general: Líquido incoloro Cristales de color amarillo pálido
Fórmula empírica: Ni (CO)4 NiCl2 (× 6H2O)
Masa molecular relativa: 170,75 g 129,6 g (237,7) g
Densidad: 1,31 g/cm3 3,55 g/cm3 (anhidro)
Densidad relativa del gas: » 6  
Punto de ebullición: 42,2° C (térmicam. inestable)  
Punto de fusión: -19,3° C (s.ULLMANN) 987° C
  -25,0° C (s.HOMMEL)  
Presión de vapor: 44 kPa a 20° C  
  65 kPa a 30° C  
Punto de inflamación: -25° C  
Temperatura de ignición: 60° C  
Límites de explosividad: 3-34 %V  
Umbral de olor: 0,5 ppm  
Solvólisis: En agua: virtualmente insoluble; En agua: 1.170 g/l (hexahidratado).
  se disuelve en la mayoría delos  
  solventes orgánicos.  


PROCEDENCIA Y APLICACIONES

Aplicaciones:
Se aplica fundamentalmente en aleaciones duras, maleables y resistentes a la corrosión (81%), para niquelados y plateados (11%), para monedas, catalizadores, instrumental químico y equipos de laboratorio, en pilas termoeléctricas, acumuladores de niquel-cadmio y sustancias magnéticas.

Los compuestos más importantes son:
El tetracarbonilo de níquel (Ni(CO)4): líquido incoloro, sumamente venenoso; forma mezclas explosivas con el aire; sustancia base para la fabricación del níquel de máxima pureza.

El óxido de níquel (NiO): polvo gris-verdoso insoluble en agua; se utiliza para dar tonalidad gris al vidrio y para fabricar catalizadores de níquel para procesos de hidrogenación.

El cloruro de níquel (NiCl2): se utiliza como colorante de la cerámica, para la fabricación de catalizadores de níquel y para el niquelado galvánico.

Procedencia / fabricación:
El níquel es el 28º elemento más común. Constituye el 0.008%P de la corteza terrestre. Se supone que el núcleo de la Tierra contiene grandes cantidades de este elemento. El níquel no se encuentra en la naturaleza como mineral puro excepto en los meteoritos.

Los minerales de níquel están ampliamente difundidos en pequeñas concentraciones; los yacimientos explotables deberían enriquecerse mediante procesos geoquímicos hasta un mínimo de 0,5% de contenido de Ni. Los nódulos de manganeso que se extraen de las profundidades marinas contienen grandes cantidades de níquel. Los minerales de Ni más importantes son: la pirrotina o pirita magnética, la garnierita, la nicolita o niquelina, el níquel aresenical, y el níquel antimónico.

Se obtiene mediante procesos muy diversos, según la naturaleza de la mena y los futuros usos. En algunos casos, las aleaciones niquel-hierro que se obtienen como producto intermedio, se incorporan directamente a la fabricación de aceros. Cuando se parte de minerales sulfurosos, se los transforma primero en mata que luego se machaca y tritura; a partir de allí, mediante el proceso carbonílico, se obtiene primero el níquel tetracarbonilo y luego el níquel en polvo de alta pureza. Cuando se parte de óxidos, el metal se obtiene a través de procesos electrolíticos.

Cantidades producidas:
Los yacimientos más grandes se encuentran en Canadá, la antigua Unión Soviética, Nueva Caledonia, Australia y Cuba.

Reservas mundiales (estimadas) aprox. 50.000.000 t
Producción mundial por año aprox. 800.000 t (ULLMANN,1991).

Emisiones:
Emisiones naturales (en t/a s.BENNETT, 1981): depósitos eólicos: 4.800; incendios forestales: 200; volcanes: 2.500; polvos de meteoritos: 200; vegetación: 800; salpicaduras marinas: 9

Emisiones antrópicas (en t/a s.BENNETT,1981):  quemadores de petróleo: 27.000; procesamiento industrial: 1.200; industria del níquel: 7.200;  vehículos a motor: 900; incineración de residuos: 5.100; quema de carbón: 700;

Producción de hierro 1.200; usinas a carbón RFA (s.RÖMPP, 1988); 84 (aprox.).

TOXICIDAD

Mamíferos:    
Ratas DLmín 12 mg/kg, intraperitoneal s.ULLMANN, 1981
Ratones DLmín 50 mg/kg, intravenoso s.ULLMANN, 1981
Conejillos de Indias DLmín 5 mg/kg, oral s.ULLMANN, 1981
Perros DLmín 10 mg/kg, intravenoso s.ULLMANN, 1981
Organismos acuáticos:    
Peces CL100 5-50 mg/l (24-96 h) s.ATRI, 1987
Larvas de peces, alevinos CL50 0,1-5 mg/l s.ATRI, 1987
Pulgas acuáticas 0,1-5 mg/l 1) s.ATRI, 1987
Plantas:    
Diversas especies 20-30 mg/kg, reducción del rendimiento s.BAFEF, 1987
Cebada joven 11-13 mg/kg, reducción del rendimiento s.BAFEF, 1987

Nota: 1) Cuanto menor sea la dureza por carbonatación del agua, tanto menores serán los valores de la toxicidad.

Efectos característicos

Seres humanos/mamíferos: El níquel es un elemento traza. El metal y sus compuestos inorgánicos se consideran comparativamente inocuos, si bien el contacto permanente con la piel puede desencadenar la "sarna del níquel". En cambio ciertos compuestos orgánicos del níquel son extremadamente tóxicos (p. ej., el tetracarbonilo de níquel) y poseen un alto potencial alergénico y mutágeno. Es probable que el vapor y el polvo de níquel sean carcinógenos, lo mismo que algunos otros de sus compuestos.

Plantas: El níquel es un elemento traza importante para el crecimiento vegetal.

Sinergia / antagonismo: "Experimentos de laboratorio han demostrado que el efecto tóxico del níquel se modifican en presencia de otros elementos. Así parece que el cobre, el cinc y el níquel ejercen un efecto aditivo sobre el nivel de toxicidad aguda en las truchas arcoiris. Se atribuyen efectos sinergéticos a las combinaciones de níquel/cinc o de níquel/ cobre. Otros resultados de laboratorio también presentan evidencias de cambios de efecto cuando se mezclan sales de diferentes metales pesados...." (ATRI, 1987)

COMPORTAMIENTO EN EL MEDIO AMBIENTE

Agua:
En los sistemas acuáticos, el níquel habitualmente se encuentra en su forma NI2+. La forma en que se encuentra dentro del agua depende, entre otros factores, del pH. Los compuestos de níquel en los cuerpos de agua superficiales o subterráneos se registran por regla general como "níquel total" y los resultados se presentan de la misma manera, si bien el espectro de los compuestos que se introducen en los cuerpos de agua por acción antrópica abarca desde sales solubles y óxidos insolubles hasta polvo de níquel metálico. Hasta ahora no se tiene conocimiento de compuestos de níquel que se encuentren exclusivamente en el agua.

Aire:
El níquel se encuentra en el aire en forma de aerosol. Su forma metálica es estable. La determinación de compuestos de níquel que sólo se dan en el aire es extraordinariamente difícil; por un lado, existen relativamente pocos compuestos y, por otro lado, los métodos analíticos que se aplican producen modificaciones en la sustancia. Con respecto a los valores de emisiones, figuran en primer lugar los sulfatos de níquel, los óxidos de níquel y óxidos complejos de níquel y, en medida mucho menor, el polvo de níquel metálico que llega a la atmósfera.

Suelo:
También en los suelos puede encontrarse el níquel de maneras muy diversas: como mineral cristalino inorgánico (o como precipitado), en complejos quelados o como ion libre. El comportamiento de los compuestos de níquel en el suelo depende no sólo de las propiedades de cada compuesto sino también del tipo de suelo, razón por la cual es imposible generalizar. Con la disminución del pH, se incrementa la desorción y aumenta el contenido de níquel en la solución de suelo.

Degradación, productos de la descomposición, tiempo de vida media:
Información de este tipo solamente pueden proporcionarse para determinadas combinaciones de níquel; en cuanto al elemento mismo, sólo se pueden dar los tiempos de vida media de los 8 isótopos inestables cuyos valores oscilan entre 0,005 s (53Ni) y 7,5 x 104 (59Ni).

Cadena alimentaria:
Son numerosas las plantas que acumulan el Ni que toman del suelo, principalmente a través del sistema radicular (p. ej. los pinos, hasta 700 veces más). En condiciones naturales, los contenidos en las plantas son inferiores a 1 mg/kg, si bien en los suelos formados sobre serpentinitas se han registrado concentraciones de 100 mg/kg y niveles de hasta 1.150 mg/kg en suelos sobre los que se han distribuido lodos de clarificación (s. U.S.EPA, 1985).

ESTÁNDARES AMBIENTALES

Medio/ receptor Ámbito País/or- ganismo Status Valor Norma Observaciones Fuente
Agua:              
  Agua pot. RFA L 0,05 mg/l     TVO, 1986
  Agua pot. CE G 0,05 mg/l     s.LAU-BW3), 1989
  Agua pot. OMS G 0,1 mg/l     s.TEBBUTT, 1983
  Aguas superf. Suiza L 0,05 mg/l     s.LAU-BW. 1989
  Aguas superf. RFA G 0,03 mg/l   1) DVGW, 1975
  Aguas superf. RFA G 0,05 mg/l   2) DVGW, 1975
  Aguas superf. EEUU (L) 1 mg/l   estado de Illinois s.WAITE, 1984
  Agua marina EEUU G 0,1 mg/l   nivel de riesgo EPA, 1973
  Agua marina EEUU G 0,002 mg/l   riesgo mínimo EPA, 1973
  Aguas subterr. RFA(HH) G 0,02 mg/l   estudios adicionales s.LAU-BW, 1989
  Aguas subterr. RFA(HH) G 0,2 mg/l   estudios p/saneam. s.LAU-BW, 1989
  Aguas subterr. P. Bajos G 0,015 mg/l   recomendación s.TERRA TECH 6/94
  Aguas subterr. P. Bajos L 0,075 mg/l   intervención s.TERRA TECH 6/94
  Aguas subterr. EEUU (L) 1 mg/l   estado de Illinois s.WAITE, 1984
  Aguas serv. Suiza (L) 2 mg/l   4) s.LAU-BW, 1989
  Aguas serv. RFA(BW) (G) 3 mg/l     s.LAU-BW, 1989
  Agua p/riego EEUU   0,2 mg/l   12) EPA, 1973
  Agua p/riego EEUU   2 mg/l   13) EPA, 1973
Suelo:              
    Suiza (L) 50 mg/kg   global 5) s.LAU-BW, 1989
    Suiza (L) 0,2 mg/kg   soluble 6) s.LAU-BW, 1989
    RFA(HH) G 300 mg/kg MS     s.LAU-BW, 1989
    P. Bajos G 35 mg/kg SSA   recomendación s.TERRA TECH 6/94
    P. Bajos L 210 mg/kg SSA   intervención s.TERRA TECH 6/94
  Lodos de clarif. Suiza L 10 mg/kg MS   lodos de clarif.9) s.LAU-BW, 1989
  Lodos de clarif. RFA L 50 mg/kg SSA   suelo s.LAU-BW, 1989
  Lodos de clarif. RFA L 200 mg/kg MS   lodos de clarif. s.LAU-BW, 1989
  Lodos de clarif. CE G 30-75 mg/kg MS   suelo 7) s.LAU-BW, 1989
  Lodos de clarif. CE G 16-25 mg/kg MS   lodos de clarif.8) s.LAU-BW, 1989
  Compost Austria (G) 30-200 ppm MS   sello de calidad11) s.LAU-BW, 1989
  compost Suiza (L) 50 mg/kg MS   11) s.LAU-BW, 1989
  compost RFA G 50 mg/kg SSA   suelo s.LAU-BW, 1989
  compost RFA G 330 g/(/ha × a)   10) s.LAU-BW, 1989
Aire:              
  Emisión RFA L 5 mg/m3   flujo masivo ³ 25 g/h s. LT-Aire, 1986
  Emisión RFA L 1 mg/m3   flujo masivo ³ 5 g/h15) s. LT-Aire, 1986
  Lug. de trab. Bélgica (L) 0,1 mg/m3   media de 8 horas s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Bulgaria (L) 0,5 mg/m3   media de 8 horas s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. RFA L 0,5 mg/m3 TAK polvo inhalable DFG, 1989
  Lug. de trab. RFA L 0,05 mg/m3 TAK gotitas inhalables DFG, 1989
  Lug. de trab. P. Bajos (L) 0,1 mg/m3   media de 8h s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Italia (L) 1 mg/m3   media de 8h s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Japón (L) 1 mg/m3   media de 8h s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. Suecia (L) 0,01 mg/m3   media de 8h 14) s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. URSS (L) 0,5 mg/m3   media de 8h s.MERIAN, 1984
  Lug. de trab. URSS (L) 0,001 mg/m3   media de 24h s.STERN, 1986
  Lug. de trab. EEUU (L) 1,0 mg/m3 TWA metal y comp. insolubles s.ACGIH, 1984
  Lug. de trab. EEUU (L) 0,1 mg/m3 TWA comp. inorg. solubles s.ACGIH, 1986
Alimentos:              
    RFA   0,6 mg/(pers × d) ADI   s.OHNESORGE,1985

Notas:

1) Potabilización del agua aplicando métodos de purificación físicos simples.
2) Potabilización del agua aplicando métodos sencillos de purificación físico-química.
3) Ministerio de Protección Ambiental de Baden-Württemberg (Landesamt für Umweltschutz Baden- Württemberg).
4) Vertido directo e indirecto.
5) Contenido total.
6) Contenido disponible (para las plantas)
7) Contenido en suelo afectado; los valores deben reducirse hasta pH < 6; se permite excederse en 10%.
8) Está prohibida la aplicación de lodos de clarificación en campos de pastoreo y campos con forraje de cultivo durante su utilización así como en huertas durante el período de desarrollo de la fruta y verdura.
9) Los lodos de clarificación no debe aplicarse en suelos anegados o cubiertos de nieve; en tierras cenagosas, zarzales y lindes de bosques; en las orillas de ríos y arroyos, etc.; en superficies de disipación y en áreas de captación de aguas subterráneas; en 3 años no se permite aplicar más de 7,5 t de lodo de clarificación (peso seco).
10) Los intervalos de aplicación se rigen según la concentración de metales pesados y las cantidades aplicadas, teniendo en cuenta los últimos dos análisis del compost.
11) Sello de calidad para una mejor comercialización, con garantía de control estatal total o parcial.
12) En la boca de salida de instalaciones de bombeo y/o plantas de tratamiento y sus sistemas secundarios.
13) Después de una permanencia de 12 horas en la tubería y en la boca de expendio al usuario.
14) Incluidas en el grupo de sustancias que han demostrado ser cancerígenas para el ser humano; han resultado carcinógenas en ensayos con animales o se tienen sospechas fundadas de su potencial carcinógeno.
15) El polvo aerosol respirable de níquel y sus compuestos están designados bajo el símbolo Ni

VALORES COMPARATIVOS / DE REFERENCIA

Medio / procedencia País Valor Fuente
Agua:      
Agua pot. EEUU <10 mg/l (media) s.BENNETT,1981
Agua pot. (extracción de Ni) EEUU 200 mg/l (max.) s.BENNETT, 1981
Div. cuerpos de agua superf.(1962-73) EEUU 19 mg/l (media) s.BENNETT, 1981
Div. cuerpos de agua superf.(1962-73) EUROPA 15 mg/l (media) s.BENNETT, 1981
Agua de mar   0,1-0,5 mg/l s.BENNETT, 1981
Suelo:      
Contenido natural   5-500 ppm s.U.S.EPA, 1985
Contenido normal   50 ppm s.U.S.EPA, 1985
Contenido frecuente RFA 2-50 mg/kg s.LAU-BW1),1989
Tolerablemente contaminado RFA 50 mg/kg s.LAU-BW, 1989
Muy contaminado RFA <10 000 mg/kg s.LAU-BW, 1989
Aire:      
Inmisiones como polvo flotante:      
Zona Rin/Ruhr (1984) RFA 9-15 ng/m3 (oscilación media) s.SRU, 1988
Zona  Rin/Ruhr (1984) RFA 12 ng/m3 (media) s.SRU, 1988
Zonas rurales RFA 5 ng/m3 (media anual) s.SRU, 1988
Aglomeraciones urbanas RFA 20-70 ng/m3 (media anual) s.SRU, 1988
Tasas de deposición:      
Zonas rurales RFA 5-30 mg/(m2 × d) s.SRU, 1988
Aglomeraciones urbanas RFA 10-80 mg/( m2 × d) s.SRU, 1988
Zonas próximas a los emisores RFA 400-1200 mg/( m2 × d) s.SRU, 1988
Plantas:      
Div. especies (contenido normal)   0,1-3 mg/kg (peso seco) s.CES, 1985
Div. especies (contenido normal)   0,05-5 mg/kg (peso seco) s.BENNETT, 1981
Alimentos 2) :      
Cereales, verduras, frutas EEUU 0,02-2,7 mg/kg (sust. original) s.BENNETT, 1981
Carne EEUU 0,06-0,4 mg/kg (sust. original) s.BENNETT, 1981
Crustáceos/mariscos EEUU 0,02-20 mg/kg (sust. original) s.BENNETT, 1981
Ostras   1,5 mg/kg (sust. original) s.BENNETT, 1981
 Salmones   1,7 mg/kg, (sust. original) s.BENNETT, 1981

Notas:

1) Ministerio de Protección Ambiental de Baden-Wurtemberg (Landesamt für Umweltschutz Baden-Württemberg

2) La cantidad promedio de níquel asimilada por el ser humano, asciende a aproximadamente 0,1-0,3 mg por día; la contaminación de las sustancias alimenticias también puede ocurrir debido al uso de utensilios niquelados para la preparación de comidas en el hogar.

EVALUACIÓN Y OBSERVACIONES

El níquel es un elemento traza que se encuentra en grandes cantidades en la Naturaleza. Las menas naturales no involucran riesgo alguno, pero los productos obtenidos artificialmente son una considerable amenaza. Se acumula níquel en el medio ambiente a través de los lodos de clarificación y el compost. También el procesamiento industrial del níquel, durante el cual se originan productos intermedios y desechos altamente tóxicos, representa un riesgo. La gama de posibles efectos que el níquel ejerce sobre los diferentes ámbitos del medio ambiente se reconoce a través del espectro de estándares mencionados. Para poder evaluar las medidas aplicadas para la extracción, el procesamiento o el aprovechamiento industrial del níquel debe establecerse, en cada caso, cada uno de los compuestos químicos en cuestión. Sólo si se conocen las propiedades específicas de cada compuesto es posible hacer una evaluación detallada de los impactos ambientales que cada uno de ellos genera.