Berilio

El berilio es un elemento químico con el símbolo Be y el número atómico 4. Es un elemento relativamente raro en el universo, que suele ocurrir como producto de la espalación de núcleos atómicos más grandes que han colisionado con rayos cósmicos. Dentro de los núcleos de las estrellas, el berilio se agota al fusionarse en elementos más pesados. Es un elemento divalente que ocurre naturalmente sólo en combinación con otros elementos en los minerales. Entre las piedras preciosas que contienen berilio se encuentran el berilo (aguamarina, esmeralda) y el crisoberilo. Como elemento libre es un metal alcalino terrestre gris acero, fuerte, ligero y quebradizo.

En las aplicaciones estructurales, la combinación de una elevada rigidez a la flexión, estabilidad térmica, conductividad térmica y baja densidad (1,85 veces la del agua) hacen del berilio metal un material aeroespacial deseable para componentes de aeronaves, misiles, naves espaciales y satélites. Debido a su baja densidad y masa atómica, el berilio es relativamente transparente a los rayos X y otras formas de radiación ionizante; por lo tanto, es el material de ventana más común para los equipos de rayos X y los componentes de los detectores de partículas. Las altas conductividades térmicas del berilio y del óxido de berilio han llevado a su uso en aplicaciones de gestión térmica. Cuando se añade como elemento de aleación al aluminio, el cobre (en particular la aleación cobre-berilio), el hierro o el níquel-berilio mejora muchas propiedades físicas. Las herramientas fabricadas con aleaciones de cobre y berilio son fuertes y duras y no crean chispas cuando golpean una superficie de acero. El berilio no forma óxidos hasta que alcanza temperaturas muy altas.

El uso comercial del berilio requiere el uso de equipo apropiado de control de polvo y controles industriales en todo momento debido a la toxicidad de los polvos que contienen berilio y que pueden causar una enfermedad alérgica crónica que amenaza la vida en algunas personas llamada beriliosis.

Historia

El mineral berilo, que contiene berilio, se ha utilizado al menos desde la dinastía ptolemaica de Egipto. En el primer siglo de la era común, el naturalista romano Plinio el Viejo mencionó en su enciclopedia de Historia Natural que el berilo y la esmeralda (“smaragdus”) eran similares. El Papiro Graecus Holmiensis, escrito en el siglo III o IV d.C., contiene notas sobre cómo preparar la esmeralda y el berilo artificiales. Louis-Nicolas Vauquelin descubrió el berilio

Los primeros análisis de esmeraldas y berilos de Martin Heinrich Klaproth, Torbern Olof Bergman, Franz Karl Achard, y Johann Jakob Bindheim siempre arrojaron elementos similares, lo que llevó a la conclusión falaz de que ambas sustancias son silicatos de aluminio. El mineralogista René Just Haüy descubrió que ambos cristales son geométricamente idénticos, y pidió al químico Louis-Nicolas Vauquelin un análisis químico.

En un documento de 1798 leído ante el Instituto de Francia, Vauquelin informó que encontró una nueva “tierra” al disolver el hidróxido de aluminio de la esmeralda y el berilo en un álcali adicional. Los editores de la revista Annales de Chimie et de Physique denominaron a la nueva “tierra” “glucosa” por el sabor dulce de algunos de sus compuestos. Klaproth prefirió el nombre de “berilina” debido a que el itrio también formaba sales dulces. El nombre “berilio” fue usado por primera vez por Wöhler en 1828.

Friedrich Wöhler y Antoine Bussy aislaron independientemente el berilio en 1828 mediante la reacción química del potasio metálico con el cloruro de berilio, como sigue:

BeCl2 + 2 K → 2 KCl + Be

Usando una lámpara de alcohol, Wöhler calentó capas alternas de cloruro de berilio y de potasio en un crisol de platino de alambre. La reacción anterior tuvo lugar de inmediato y causó que el crisol se calentara. Al enfriar y lavar el polvo gris-negro resultante, vio que estaba hecho de partículas finas con un lustre metálico oscuro. El potasio altamente reactivo había sido producido por la electrólisis de sus compuestos, un proceso descubierto 21 años antes. El método químico que utilizaba el potasio producía sólo pequeños granos de berilio de los que no se podía fundir o martillar ningún lingote de metal.

La electrólisis directa de una mezcla fundida de fluoruro de berilio y fluoruro de sodio realizada por Paul Lebeau en 1898 dio como resultado las primeras muestras puras (99,5 a 99,8%) de berilio. Sin embargo, la producción industrial comenzó sólo después de la Primera Guerra Mundial. La participación industrial original incluía subsidiarias y científicos relacionados con la Union Carbide and Carbon Corporation en Cleveland OH y Siemens & Halske AG en Berlín. En los EE.UU., el proceso fue dirigido por Hugh S. Cooper, director de la Compañía de Laboratorios Kemet. En Alemania, el primer proceso comercialmente exitoso para producir berilio fue desarrollado en 1921 por Alfred Stock y Hans Goldschmidt.

Una muestra de berilio fue bombardeada con rayos alfa de la descomposición del radio en un experimento de 1932 de James Chadwick que descubrió la existencia del neutrón. Este mismo método se utiliza en una clase de fuentes de neutrones de laboratorio basadas en radioisótopos que producen 30 neutrones por cada millón de partículas α.

La producción de berilio experimentó un rápido aumento durante la Segunda Guerra Mundial, debido a la creciente demanda de aleaciones duras de berilio-cobre y fósforos para luces fluorescentes. La mayoría de las primeras lámparas fluorescentes usaban ortosilicato de zinc con contenido variable de berilio para emitir luz verdosa. Pequeñas adiciones de tungstate de magnesio mejoraron la parte azul del espectro para producir una luz blanca aceptable. Los fósforos a base de halofosfato sustituyeron a los fósforos a base de berilio después de que se determinó que el berilio era tóxico.

La electrólisis de una mezcla de fluoruro de berilio y fluoruro de sodio se usó para aislar el berilio durante el siglo XIX. El alto punto de fusión del metal hace que este proceso consuma más energía que los procesos correspondientes utilizados para los metales alcalinos. A principios del siglo XX, se investigó la producción de berilio por descomposición térmica de yoduro de berilio tras el éxito de un proceso similar para la producción de circonio, pero este proceso demostró ser antieconómico para la producción de volumen.

El berilio metal puro no se hizo fácilmente disponible hasta 1957, aunque se había utilizado como metal de aleación para endurecer y templar el cobre mucho antes. El berilio podía producirse reduciendo compuestos de berilio como el cloruro de berilio con potasio o sodio metálico. Actualmente, la mayor parte del berilio se produce reduciendo el fluoruro de berilio con magnesio. El precio en el mercado americano de lingotes de berilio fundidos al vacío era de unos 338 dólares por libra (745 dólares por kilogramo) en 2001.

Entre 1998 y 2008, la producción mundial de berilio había disminuido de 343 a unas 200 toneladas. Luego aumentó a 230 toneladas en 2018, de las cuales 170 toneladas provenían de los Estados Unidos.

Etimología

Los primeros precursores de la palabra berilio se pueden rastrear a muchos idiomas, entre ellos el latín beryllus; el francés béry; el griego antiguo βήρυλλος, bērullos, ‘berilo’; el prakrit वॆरुलिय (veruliya); Pāli वेलिय (veḷuriya), भेलिरु (veḷiru) o भिलर् (viḷar) - “palidecer”, en referencia a la pálida piedra preciosa berilo. La fuente original es probablemente la palabra sánscrita वैडूर्य (vaidurya), que es de origen del sur de la India y podría estar relacionada con el nombre de la moderna ciudad de Belur. Hasta alrededor de 1900, el berilio también se conocía como glucinio o glucosa (con el símbolo químico adjunto “Gl”, o “G”), nombre que proviene de la antigua palabra griega para dulce: γλυκύς, debido al sabor dulce de las sales de berilio.

Ocurrencia natural

El Sol tiene una concentración de 0,1 partes por billón (ppb) de berilio. El berilio tiene una concentración de 2 a 6 partes por millón (ppm) en la corteza terrestre. Está más concentrado en los suelos, 6 ppm. En la atmósfera de la Tierra se encuentran trazas de 9Be. La concentración de berilio en el agua de mar es de 0,2-0,6 partes por billón. En el agua de arroyo, sin embargo, el berilio es más abundante con una concentración de 0,1 ppm.

El berilio se encuentra en más de 100 minerales, pero la mayoría son poco comunes o raros. Los minerales que contienen berilio más comunes son: bertrandita (Be4Si2O7(OH)2), berilo (Al2Be3Si6O18), crisoberilo (Al2BeO4) y fenakita (Be2SiO4). Las formas preciosas de berilo son la aguamarina, el berilo rojo y la esmeralda. El color verde en las formas de calidad de gema del berilo proviene de cantidades variables de cromo (alrededor del 2% para la esmeralda).

Los dos principales minerales de berilio, el berilo y la bertrandita, se encuentran en la Argentina, el Brasil, la India, Madagascar, Rusia y los Estados Unidos. Las reservas mundiales totales de mineral de berilio son superiores a 400.000 toneladas.

Producción

La extracción de berilio de sus compuestos es un proceso difícil debido a su alta afinidad con el oxígeno a temperaturas elevadas y a su capacidad para reducir el agua cuando se elimina su película de óxido. Actualmente, los Estados Unidos, China y Kazajstán son los únicos tres países que participan en la extracción de berilio a escala industrial. Kazajstán produce Be a partir de un concentrado almacenado antes de la desintegración de la Unión Soviética alrededor de 1991. Este recurso se ha agotado casi por completo a mediados de la década de 2010.

La producción de berilio en Rusia se detuvo en 1997, y se planea reanudarla en la década de 2020.

El berilio se extrae más comúnmente del mineral berilo, que se sinteriza usando un agente de extracción o se funde en una mezcla soluble. El proceso de sinterización consiste en mezclar el berilo con el fluorosilicato de sodio y la sosa a 770 °C (1.420 °F) para formar fluoroberilato de sodio, óxido de aluminio y dióxido de silicio. El hidróxido de berilio se precipita a partir de una solución de fluoroberilato de sodio e hidróxido de sodio en agua. La extracción de berilio por el método de fusión implica moler el berilo en un polvo y calentarlo a 1.650 °C (3.000 °F). El fundido se enfría rápidamente con agua y luego se recalienta de 250 a 300 °C (482 a 572 °F) en ácido sulfúrico concentrado, que en su mayor parte produce sulfato de berilio y sulfato de aluminio. Luego se utiliza amoníaco acuoso para eliminar el aluminio y el azufre, dejando hidróxido de berilio.

El hidróxido de berilio creado por el método de sinterización o fusión se convierte entonces en fluoruro de berilio o cloruro de berilio. Para formar el fluoruro, se añade fluoruro de hidrógeno de amonio acuoso al hidróxido de berilio para obtener un precipitado de tetrafluoroberilato de amonio, que se calienta a 1.000 °C (1.830 °F) para formar fluoruro de berilio. Calentando el fluoruro a 900 °C (1.650 °F) con magnesio se forma berilio finamente dividido, y calentándolo adicionalmente a 1.300 °C (2.370 °F) se crea el metal compacto. Calentando el hidróxido de berilio se forma el óxido, que se convierte en cloruro de berilio cuando se combina con carbono y cloro. La electrólisis del cloruro de berilio fundido se usa entonces para obtener el metal.

Uso económico

Ventanas de radiación

Debido a su bajo número atómico y a su muy baja absorción para los rayos X, la más antigua y todavía más importante aplicación del berilio es en las ventanas de radiación para los tubos de rayos X. Se imponen exigencias extremas a la pureza y limpieza del berilio para evitar artefactos en las imágenes de rayos X. Láminas delgadas de berilio se usan como ventanas de radiación para detectores de rayos X, y la absorción extremadamente baja minimiza los efectos de calentamiento causados por los rayos X de alta intensidad y baja energía típicos de la radiación sincrotrón. Las ventanas herméticas al vacío y los tubos de rayos para los experimentos de radiación en los sincrotrones se fabrican exclusivamente con berilio. En los montajes científicos para diversos estudios de emisión de rayos X (por ejemplo, espectroscopia de rayos X de energía dispersiva) el portamuestras suele estar hecho de berilio porque sus rayos X emitidos tienen energías mucho más bajas (≈100 eV) que los rayos X de los materiales más estudiados.

El bajo número atómico también hace que el berilio sea relativamente transparente a las partículas energéticas. Por lo tanto, se utiliza para construir el tubo de rayos alrededor de la región de colisión en montajes de física de partículas, como los cuatro principales experimentos de detección en el Gran Colisionador de Hadrones (ALICE, ATLAS, CMS, LHCb), el Tevatron y el SLAC. La baja densidad del berilio permite que los productos de la colisión lleguen a los detectores circundantes sin una interacción significativa, su rigidez permite que se produzca un potente vacío dentro del tubo para reducir al mínimo la interacción con los gases, su estabilidad térmica permite que funcione correctamente a temperaturas de sólo unos pocos grados por encima del cero absoluto, y su naturaleza diamagnética impide que interfiera con los complejos sistemas de imanes multipolares utilizados para dirigir y enfocar los haces de partículas.

Aplicaciones mecánicas

Debido a su rigidez, peso ligero y estabilidad dimensional en un amplio rango de temperaturas, el berilio metal se utiliza para componentes estructurales ligeros en las industrias de defensa y aeroespacial en aviones de alta velocidad, misiles guiados, naves espaciales y satélites, incluyendo el telescopio James Webb. Varios cohetes de combustible líquido han usado boquillas de cohetes hechas de berilio puro. El berilio en polvo fue estudiado como combustible para cohetes, pero este uso nunca se ha materializado. Un pequeño número de marcos de bicicletas de alta gama se han construido con berilio. De 1998 a 2000, el equipo de Fórmula Uno de McLaren usó motores Mercedes-Benz con pistones de aleación de berilio y aluminio. El uso de componentes de motor de berilio fue prohibido tras una protesta de la Scuderia Ferrari.

Mezclando alrededor del 2,0% de berilio en el cobre se forma una aleación llamada cobre de berilio que es seis veces más fuerte que el cobre solo. Las aleaciones de berilio se utilizan en muchas aplicaciones debido a su combinación de elasticidad, alta conductividad eléctrica y conductividad térmica, alta fuerza y dureza, propiedades no magnéticas, así como buena resistencia a la corrosión y a la fatiga. Estas aplicaciones incluyen herramientas que no producen chispas y que se utilizan cerca de gases inflamables (berilio níquel), en resortes y membranas (berilio níquel y berilio hierro) utilizados en instrumentos quirúrgicos y dispositivos de alta temperatura. Tan sólo 50 partes por millón de berilio aleado con magnesio líquido conduce a un aumento significativo de la resistencia a la oxidación y a una disminución de la inflamabilidad.

La elevada rigidez elástica del berilio ha llevado a su amplio uso en la instrumentación de precisión, por ejemplo, en los sistemas de guía inercial y en los mecanismos de apoyo de los sistemas ópticos. También se aplicaron aleaciones de berilio-cobre como agente endurecedor en las “pistolas Jason”, que se utilizaban para quitar la pintura de los cascos de los barcos.

El berilio también se utilizaba para los voladizos de los cartuchos de los fonógrafos de alto rendimiento, en los que su extrema rigidez y baja densidad permitían reducir los pesos de seguimiento a 1 gramo, y aún así seguir los pasajes de alta frecuencia con una distorsión mínima.

Una aplicación importante anterior del berilio fue en los frenos de los aviones militares debido a su dureza, su alto punto de fusión y su excepcional capacidad para disipar el calor. Las consideraciones ambientales han llevado a la sustitución por otros materiales.

Para reducir los costos, el berilio puede ser aleado con cantidades significativas de aluminio, dando como resultado la aleación AlBeMet (un nombre comercial). Esta mezcla es más barata que el berilio puro, aunque conserva muchas propiedades deseables.

Espejos

Los espejos de berilio son de particular interés. Los espejos de gran superficie, frecuentemente con una estructura de soporte en forma de panal, se utilizan, por ejemplo, en los satélites meteorológicos en los que el bajo peso y la estabilidad dimensional a largo plazo son fundamentales. Los espejos de berilio más pequeños se utilizan en sistemas de guía óptica y en sistemas de control de incendios, por ejemplo, en los principales carros de combate Leopardo 1 y Leopardo 2 de fabricación alemana. En estos sistemas se requiere un movimiento muy rápido del espejo, lo que a su vez dicta una baja masa y una alta rigidez. Normalmente el espejo de berilio está revestido de un duro niquelado químico que puede ser pulido más fácilmente para obtener un acabado óptico más fino que el del berilio. En algunas aplicaciones, sin embargo, el blanco de berilio se pule sin ningún tipo de recubrimiento. Esto es particularmente aplicable a la operación criogénica, donde la falta de coincidencia de la expansión térmica puede causar que el revestimiento se doble.

El Telescopio Espacial James Webb tendrá 18 secciones de berilio hexagonal para sus espejos. Debido a que el JWST se enfrentará a una temperatura de 33 K, el espejo está hecho de berilio enchapado en oro, capaz de soportar el frío extremo mejor que el vidrio. El berilio se contrae y se deforma menos que el vidrio - y permanece más uniforme - en tales temperaturas. Por la misma razón, la óptica del Telescopio Espacial Spitzer está construida completamente de berilio metálico.

Aplicaciones magnéticas

El berilio no es magnético. Por lo tanto, las herramientas fabricadas con materiales a base de berilio son utilizadas por equipos navales o militares de eliminación de artefactos explosivos para trabajar en minas navales o cerca de ellas, ya que estas minas suelen tener espoletas magnéticas. También se encuentran en los materiales de mantenimiento y construcción cerca de las máquinas de imágenes por resonancia magnética (IRM) debido a los altos campos magnéticos que se generan. En los campos de las radiocomunicaciones y los potentes radares (generalmente militares), se utilizan herramientas manuales de berilio para sintonizar los klystrons, magnetrones, tubos de ondas viajeras, etc., altamente magnéticos, que se utilizan para generar altos niveles de potencia de microondas en los transmisores.

Aplicaciones nucleares

Las placas o láminas delgadas de berilio se utilizan a veces en los diseños de armas nucleares como la capa exterior de las fosas de plutonio en las etapas primarias de las bombas termonucleares, colocadas para rodear el material fisionable. Estas capas de berilio son buenos “empujadores” para la implosión del plutonio-239, y son buenos reflectores de neutrones, al igual que en los reactores nucleares moderados con berilio.

El berilio también se utiliza comúnmente en algunas fuentes de neutrones en dispositivos de laboratorio en los que se necesitan relativamente pocos neutrones (en lugar de tener que utilizar un reactor nuclear o un generador de neutrones alimentado por un acelerador de partículas). Con este fin, un objetivo de berilio-9 es bombardeado con partículas alfa energéticas de un radioisótopo como el polonio-210, el radio-226, el plutonio-238 o el americio-241. En la reacción nuclear que ocurre, un núcleo de berilio se transmuta en carbono-12, y se emite un neutrón libre, que viaja en la misma dirección que la partícula alfa. Tales fuentes de neutrones de berilio impulsados por la desintegración alfa, llamados iniciadores de neutrones “erizo”, se utilizaron en algunas de las primeras bombas atómicas. Las fuentes de neutrones en las que el berilio es bombardeado con rayos gamma de un radioisótopo de decadencia gamma, también se usan para producir neutrones de laboratorio.

El berilio también se usa en la fabricación de combustible para los reactores CANDU. Los elementos del combustible tienen pequeños apéndices que se sueldan por resistencia al revestimiento del combustible mediante un proceso de soldadura fuerte por inducción con Be como material de relleno de soldadura fuerte. Las almohadillas de los cojinetes se sueldan en su lugar para evitar el contacto del haz de combustible con el tubo de presión, y las almohadillas espaciadoras entre elementos se sueldan para evitar el contacto entre elementos.

El berilio también se utiliza en el laboratorio de investigación de fusión nuclear Joint European Torus, y se utilizará en el más avanzado ITER para acondicionar los componentes que se enfrentan al plasma. El berilio también ha sido propuesto como material de revestimiento para las barras de combustible nuclear, debido a su buena combinación de propiedades mecánicas, químicas y nucleares. El fluoruro de berilio es una de las sales constituyentes de la mezcla de sales eutécticas FLiBe, que se utiliza como disolvente, moderador y refrigerante en muchos diseños hipotéticos de reactores de sales fundidas, incluido el reactor de fluoruro líquido de torio (LFTR).

Acústica

El bajo peso y la alta rigidez del berilio lo hacen útil como material para los conductores de alta frecuencia. Debido a que el berilio es caro (muchas veces más que el titanio), difícil de moldear debido a su fragilidad, y tóxico si se maneja mal, los tweeters de berilio se limitan a aplicaciones de alta gama en el hogar, audio profesional y megafonía. Se ha afirmado fraudulentamente que algunos productos de alta fidelidad están hechos de ese material.

Algunos cartuchos fonográficos de alta gama utilizan volantes de berilio para mejorar el rastreo mediante la reducción de la masa.

Electrónica

El berilio es un dopante de tipo p en los semiconductores compuestos III-V. Se utiliza ampliamente en materiales como los GaAs, AlGaAs, InGaAs e InAlAs cultivados por epitaxia de haz molecular (MBE). La lámina de berilio laminado en cruz es un excelente soporte estructural para las placas de circuitos impresos en la tecnología de montaje en superficie. En aplicaciones electrónicas críticas, el berilio es tanto un soporte estructural como un disipador de calor. La aplicación también requiere un coeficiente de expansión térmica que se ajuste bien a los sustratos de alúmina y vidrio de poliimida. Los compuestos de óxido de berilio-berilio “E-Materiales” han sido especialmente diseñados para estas aplicaciones electrónicas y tienen la ventaja adicional de que el coeficiente de expansión térmica puede adaptarse a los diversos materiales de los sustratos.

El óxido de berilio es útil para muchas aplicaciones que requieren las propiedades combinadas de un aislante eléctrico y un excelente conductor de calor, con una alta resistencia y dureza, y un punto de fusión muy alto. El óxido de berilio se utiliza frecuentemente como placa base de aislante en transistores de alta potencia en transmisores de radiofrecuencia para telecomunicaciones. El óxido de berilio también se está estudiando para su uso en el aumento de la conductividad térmica de las pastillas de combustible nuclear de dióxido de uranio. Los compuestos de berilio se utilizaban en los tubos de iluminación fluorescente, pero este uso se suspendió debido a la enfermedad de la beriliosis que se desarrolló en los trabajadores que fabricaban los tubos.

Cuidado de la salud

El berilio es un componente de varias aleaciones dentales.

Seguridad

El berilio es un tema de salud y seguridad para los trabajadores. La exposición al berilio en el lugar de trabajo puede conducir a una respuesta inmune de sensibilización y puede con el tiempo desarrollar una enfermedad crónica de berilio (CBD). El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) de los Estados Unidos investiga estos efectos en colaboración con un importante fabricante de productos de berilio. El objetivo de esta investigación es prevenir la sensibilización y la CBD mediante el desarrollo de una mejor comprensión de los procesos de trabajo y las exposiciones que pueden presentar un riesgo potencial para los trabajadores, y desarrollar intervenciones eficaces que reduzcan el riesgo de efectos adversos para la salud. El NIOSH también lleva a cabo investigaciones genéticas sobre la sensibilización y el CDB, independientemente de esta colaboración. El Manual de Métodos Analíticos del NIOSH contiene métodos para medir las exposiciones ocupacionales al berilio.

Aproximadamente 35 microgramos de berilio se encuentran en el cuerpo humano promedio, una cantidad que no se considera dañina. El berilio es químicamente similar al magnesio y por lo tanto puede desplazarlo de las enzimas, lo que hace que éstas funcionen mal. Dado que el Be2+ es un ión muy cargado y pequeño, puede entrar fácilmente en muchos tejidos y células, donde se dirige específicamente a los núcleos celulares, inhibiendo muchas enzimas, incluidas las utilizadas para sintetizar el ADN. Su toxicidad se ve exacerbada por el hecho de que el cuerpo no tiene medios para controlar los niveles de berilio, y una vez dentro del cuerpo el berilio no puede ser eliminado. La beriliosis crónica es una enfermedad granulomatosa pulmonar y sistémica causada por la inhalación de polvo o gases contaminados con berilio; ya sea en grandes cantidades durante un corto tiempo o en pequeñas cantidades durante un largo tiempo puede conducir a esta dolencia. Los síntomas de la enfermedad pueden tardar hasta cinco años en desarrollarse; alrededor de un tercio de los pacientes que la padecen mueren y los supervivientes quedan discapacitados. La Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) lista al berilio y sus compuestos como cancerígenos de categoría 1. En los EE.UU., la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) ha designado un límite de exposición permisible (PEL) en el lugar de trabajo con un promedio ponderado en el tiempo (TWA) de 2 µg/m3 y un límite de exposición constante de 5 µg/m3 durante 30 minutos, con un límite máximo de pico de 25 µg/m3. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) ha establecido un límite de exposición recomendado (REL) de 500 ng/m3 constante. El valor de IDLH (inmediatamente peligroso para la vida y la salud) es de 4 mg/m3.

La toxicidad del berilio finamente dividido (polvo o pólvora, que se encuentra principalmente en entornos industriales donde se produce o mecaniza berilio) está muy bien documentada. El berilio metal sólido no conlleva los mismos peligros que el polvo inhalado en el aire, pero cualquier peligro asociado con el contacto físico está poco documentado. A los trabajadores que manejan piezas de berilio terminadas se les aconseja rutinariamente que las manipulen con guantes, tanto como precaución como porque muchas si no la mayoría de las aplicaciones de berilio no pueden tolerar residuos de contacto con la piel, como las huellas dactilares.

La enfermedad aguda de berilio en forma de neumonitis química fue reportada por primera vez en Europa en 1933 y en los Estados Unidos en 1943. Una encuesta encontró que alrededor del 5% de los trabajadores de las plantas que fabricaban lámparas fluorescentes en 1949 en los Estados Unidos tenían enfermedades pulmonares relacionadas con el berilio. La beriliosis crónica se asemeja a la sarcoidosis en muchos aspectos, y el diagnóstico diferencial es a menudo difícil. Mató a algunos de los primeros trabajadores en el diseño de armas nucleares, como Herbert L. Anderson.

El berilio puede encontrarse en la escoria del carbón. Cuando la escoria se formula en un agente abrasivo para chorrear pintura y óxido de superficies duras, el berilio puede llegar a ser aerotransportado y convertirse en una fuente de exposición.

Los primeros investigadores probaron el berilio y sus diversos compuestos en busca de dulzor para verificar su presencia. El equipo de diagnóstico moderno ya no necesita este procedimiento altamente arriesgado y no se debe intentar ingerir esta sustancia altamente tóxica. El berilio y sus compuestos deben manejarse con gran cuidado y deben tomarse precauciones especiales al realizar cualquier actividad que pueda resultar en la liberación de polvo de berilio (el cáncer de pulmón es un posible resultado de la exposición prolongada al polvo cargado de berilio). Aunque el uso de compuestos de berilio en tubos de iluminación fluorescente fue descontinuado en 1949, existe la posibilidad de exposición al berilio en las industrias nuclear y aeroespacial y en el refinado del metal de berilio y la fundición de aleaciones que contienen berilio, la fabricación de dispositivos electrónicos y la manipulación de otros materiales que contienen berilio.

Recientemente se ha desarrollado y publicado un exitoso ensayo de berilio en el aire y en superficies como una norma internacional de consenso voluntario ASTM D7202. El procedimiento utiliza bifluoruro de amonio diluido para la disolución y detección por fluorescencia con berilio ligado a hidroxibenzoquinolina sulfonada, lo que permite una detección hasta 100 veces más sensible que el límite recomendado para la concentración de berilio en el lugar de trabajo. La fluorescencia aumenta con el aumento de la concentración de berilio. El nuevo procedimiento ha sido probado con éxito en una variedad de superficies y es efectivo para la disolución y detección ultratrazada de óxido de berilio refractario y berilio silíceo (ASTM D7458).