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CAPÍTULO

10 Metales para colado, soldaduras y aleaciones de metal para forjado

ESBOZO DEL CAPÍTULO

Brackets y bandasRetenedores linguales

n Postes de endodonciaFinalidadClasificaciónPostes a la medidaPostes preformados

n ResUMen

n PRegUntas de Revisión

n teMas de discUsión basados en casos

n bibLiogRaFÍa

OBJETIVOS DEL CAPÍTULO

Al terminar este capítulo, el estudiante será capaz de:1. Describir las diferencias entre los tipos de aleación de oro usados para restauraciones dentales.

2. Definir quilate y pureza.

3. Diferenciar entre las aleaciones de alta nobleza, nobles y de metal base.

4. Describir las características necesarias para las aleaciones a las que se une la porcelana.

5. Describir las características de los metales usados para fundir marcos de dentaduras parciales.

6. Explicar los problemas de biocompatibilidad de algunas aleaciones.

7. Explicar cómo se usan las soldaduras.

8. Enlistar los metales usados como soldadura.

9. Describir en qué difieren las aleaciones metálicas para forjado de las aleaciones para colado.

10. Describir los usos del alambre forjado.

11. Describir los metales usados para brackets de ortodoncia y cómo se unen a los dientes.

12. Explicar el uso de los distintos tipos de alambre metálico para el arco de alambre ortodóncico.

13. Explicar la finalidad de un poste.

14. Enlistar las distintas clasificaciones de los postes.

15. Describir los tipos de materiales usados para los postes preformados.

TÉRMINOS CLAVE definidos en el capítuloAleación: una mezcla de dos o más metales.Aleación de alta nobleza: aleación que contiene al menos 60% de metales nobles; 40% de lo cual debe ser oro.Aleación de metal base: aleación compuesta por metales no nobles. Se corroe con más facilidad.Aleación noble: aleación formada por metales que no se corroen con facilidad.Metal precioso: clasificación del metal con base en su costo elevado.

n aLeaciones PaRa coLadoRestauraciones totalmente metálicasAleaciones para unión con porcelanaAleaciones para sinterizadoAleaciones para colado prostético removibleBiocompatibilidad

n soLdadURasSoldaduras de oroSoldaduras de plata

n aLeaciones MetáLicas PaRa FoRjadoAlambreLimas y escariadores para endodoncia

n MetaLes Usados en oRtodonciaAlambres

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124 CAPÍTULO 10 Metales para colado, soldaduras y. . .

Aleaciones para unión de porcelana: aleaciones fundidas especiales fabricadas por su compatibilidad con la porcelana que se les une a alta temperatura.

Cofia: una cubierta delgada parecida a un dedal que sirve como subestructura para una corona de porcelana unida con metal.

Cocción: proceso de calentamiento de la porcelana a alta temperatura hasta que se funde.

Sinterización: proceso en el que las partículas se calientan hasta el punto en que se unen por sus bordes, pero no se fusionan en una masa sólida.

Límite elástico: magnitud de tensión con la que una sustancia se deforma.

Vidriado: cocción de la porcelana a temperatura alta para lograr una superficie lisa y brillante.

Soldadura: una aleación usada para unir dos metales o reparar restauraciones de metal colado.

Aleación para metal forjado: una aleación que se cambió de forma por medios mecánicos para mejorar sus propiedades.

Templar: modificar las propiedades físicas de un metal mediante calentamiento.

Nitinol: una aleación de níquel y titanio usada a menudo para alambres de ortodoncia.

Calibre: medida del grosor de un alambre, mientras menor sea el calibre, es más grueso el alambre (p. ej., el calibre 8 es más grueso que el calibre 16).

Poste: una espiga metálica o no metálica que se coloca dentro del conducto radicular para retener una estructura central.

Poste activo: poste que se sujeta a la superficie del conducto radicular como un tornillo.

Poste pasivo: poste que se asienta en el espacio preparado del conducto, pero no se sujeta en forma activa a la superficie radicular.

Poste a la medida: un poste fundido para ajustarse con pre-cisión en el espacio del conducto radicular; casi siempre tiene el centro ya unido.

Poste preformado: poste hecho en fábrica disponible en varios tamaños.

Desde siempre, el material más utilizado en la odontología restauradora y correctiva ha sido el metal. Conforme mejoran las propiedades físicas de los materiales no metá-

licos, sustituyen poco a poco a los metales en algunas aplicaciones. En general, los metales tienen mayor fuerza y por consiguiente las restauraciones dentales son más duraderas. Se funden a altas tem-peraturas, conducen la temperatura y la electricidad, pueden pulirse para obtener un brillo intenso (lustre) y tienen grados variables de ductilidad (capacidad para convertirse en un alambre). El oro es dúctil y los márgenes de las restauraciones de oro pueden pulirse para mejorar la adaptación a los márgenes de la preparación dental. Aunque un metal puro no tiene las propiedades físicas y mecánicas deseadas para una restauración, puede combinarse con uno o más metales distintos para formar una aleación con las propiedades deseadas.

El profesional de la salud dental está en contacto y participa en la manipulación de materiales dentales metálicos en distintas formas todos los días. Es indispensable que el asistente y el higienista den-tales comprendan las características de varios materiales metálicos para manipularlos y cuidarlos en forma correcta, además de ser capaz de responder las preguntas de los pacientes con respecto a un material particular que se usará en su tratamiento.

ALEACIONES PARA COLADO

Restauraciones totalmente metálicasA principios del siglo XX, Taggart desarrolló una técnica para hacer restauraciones dentales con metal fundido y colado en un molde con la técnica de cera perdida (capítulo 18). Pocas veces se usan metales puros en odontología, ya que carecen de las propiedades que los hacen útiles en la cavidad oral. Por lo tanto, casi siempre se combinan con otros metales en porciones que permiten obtener las propiedades físicas y mecánicas deseables. Esta combinación de dos o más metales se llama aleación. Las aleaciones usadas con la técnica de cera perdida se llaman aleaciones para colado dental. A diferencia de la amalgama, las restauraciones hechas con estas aleaciones no se colocan en forma directa en la preparación, sino que se fabrican fuera de la boca con una técnica indirecta, luego se cementan en su sitio (véase capítulos 6 y 13). Las restauraciones de metal colado pueden clasificarse como intracoronales (la preparación se hace dentro de la corona del diente) o extracoronales (la preparación se hace sobre todo fuera de la corona dental). Una incrustación inlay es una restauración intracoronal, mientras que una incrustación onlay tiene componentes dentro y fuera de la corona, ya que tiene una incrustación que además cubre parte de la superficie externa de una o más cúspides. Otras restauraciones coladas extracoronales incluyen cobertura parcial (coronas 3/4 y 7/8) y coronas de cobertura completa (figura 10-1). Las aleaciones de metal para colado también pueden usarse para hacer dentaduras fijas (puentes) y dentaduras parciales removibles para sustituir dientes faltantes.

FigurA 10-1. Restauraciones de oro colado con cobertura parcial y total. (Por cortesía del dr. david graham, University of California, San Francisco, ca.)

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Metales para colado, soldaduras y. . . CAPÍTULO 10 125

La American Dental Association clasifica las aleaciones para colado dental según su contenido de metal noble y las divide en tres categorías. La primera incluye a las aleaciones de alta nobleza, que deben contener al menos 60% del peso en aleaciones nobles, de las cuales el oro debe representar al menos 40% del peso. La segunda categoría es la de aleaciones nobles, que no requieren oro, pero en las que los metales nobles deben representar al menos 25% del peso. La tercera clase es la de aleaciones de metal base que no requieren oro y en las que menos de 25% del peso se debe a metales nobles. La International Standards Organizacion (ISO) también establece especificaciones para las aleaciones de colado que pueden encon-trarse en su sitio de internet (www.iso.org).

Aleaciones para colado dental de alta nobleza

Una aleación noble es la que no se corroe con mucha facilidad en el ambiente oral. El oro (símbolo químico Au) es el más resistente a la corrosión de los metales nobles y se ha usado en la odontología durante siglos. La aleación de oro se clasifica por su contenido de oro según los quilates, porcentaje o pureza (obtenida de multiplicar el porcentaje de oro por 10). El oro puro es de 24 quilates, 100% o de fineza 1 000; el oro medio es de 12 quilates, 50% o fineza 500. El oro puro tiene uso limitado en la odontología actual, aunque unos cuantos odontólogos lo usan en forma de lámina de oro para restau-raciones de colocación directa. El oro puro es demasiado suave para colado dental, pero las aleaciones de oro tienen excelentes propie-dades y características de manejo. Las aleaciones de oro para colado dental pueden clasificarse por su dureza (resistencia a la penetra-ción), maleabilidad (capacidad para darle forma mediante golpes) y ductilidad (capacidad para alargarse por estiramiento o tracción) (cuadro 10-1). Mientas más dúctil sea la aleación, más pueden pulirse los márgenes (empujar o jalar el metal en los márgenes para cerrar los espacios entre la restauración y el diente).

Otros metales nobles en aleaciones para colado

Otros metales nobles incluyen platino (Pt) y paladio (Pd). El platino no se usa mucho por su costo, alto punto de fusión y dificultad para mezclarlo con oro. El paladio se utiliza mucho porque tiene buena resistencia a la corrosión, aumenta la dureza de la aleación y es menos costoso que el oro. (El precio de las aleaciones de paladio ha subido mucho por la limitación en el suministro de este metal.) En ocasiones, estos metales nobles se denominan metales preciosos por su elevado valor monetario. Aunque la plata (Ag) se considera un metal precioso, no se considera noble porque se deslustra y corroe en la cavidad oral.

Las aleaciones nobles se dividen en nobles y de alta nobleza, según el porcentaje de elementos nobles que contengan. Para estar en la clase de alta nobleza, deben contener al menos 60% de elemen-tos nobles (Au, Pd o Pt), de los cuales 40% debe ser oro. Los metales

de base (casi siempre cobre, plata o galio) conforman 40% restante. Las aleaciones de clase noble contienen al menos 25% de elementos nobles, sin que sea necesario que contengan oro, y el 75% restante consiste en metales base. Debido al menor costo de los metales usados en la clase noble, también se denominan aleaciones semipreciosas.

Aleaciones para colado dental de metal baseEn la clase de metal base, las aleaciones para colado dental contienen menos de 25% de metales nobles. Los metales base principales usados en aleaciones para colado son cobre (Cu), níquel (Ni), plata (Ag), cinc (Zn), estaño (Sn) y titanio (Ti). El cobre y la plata a menudo se agregan a aleaciones de oro para aumentar su dureza. El cinc se agrega para reducir la oxidación cuando la aleación se cuela. Por su bajo costo, los metales base también se llaman metales no preciosos. Aunque no se consideran tan buenos como los metales nobles, los metales base son esenciales para muchas aplicaciones en odontología. La rigidez (módulo de elasticidad) de las aleaciones base es dos veces mayor que la de la aleaciones de oro. Esta propie-dad es muy importante para su empleo en los marcos de las denta-duras parciales, en las que la flexión del marco ejercería demasiada tensión sobre los dientes adyacentes. Las limitaciones de los metales base incluyen su temperatura de fusión más alta, que requiere equipo y materias primas distintos a las aleaciones con base de oro, y sus posibles problemas de biocompatibilidad. Son mucho más duros que los metales nobles, lo que los hace difíciles de cortar y terminar. Otros metales base usados para colado de prótesis removibles se describen más adelante en este capítulo (Aleaciones para colado de prótesis removibles).

Formación de cristales (grano)Después de fundir las aleaciones para colado y vaciarlas en el molde, se enfrían y forman cristales (también llamados granos). Los crista-les pequeños producen propiedades más convenientes en la aleación que los cristales grandes. Se agregan algunos elementos, como el iridio o rutenio, a las aleaciones de oro para impedir que los cristales crezcan demasiado. El recalentamiento de las aleaciones de oro (llamado temple) mejora algunas de las propiedades. Sin embargo, con las aleaciones de metal base el recalentamiento degrada sus propiedades físicas.

Aleaciones para unión con porcelanaLas aleaciones para unión con porcelana son similares a otras aleaciones para colado, con propiedades físicas semejantes. También se clasifican como aleaciones de alta nobleza, nobles y de metal base (figura 10-2). Sin embargo, tienen cambios menores en su composi-ción que las hace compatibles con los materiales cerámicos dentales. Los materiales cerámicos que se usan más a menudo con estos metales son porcelanas convencionales con base de feldespato. Los me- tales de las aleaciones para unión con porcelanas se eligen y mezclan para que tengan la capacidad de soportar las altas temperaturas a las

CUADRO 10-1. Clasificación de las aleaciones de oro

Característica Clase I Clase II Clase III Clase IV

Durez Blanda Media Dura Extra duraUso Incrustaciones

(sin función intensa)Incrustaciones, coronas

Incrustaciones, coronas, puentes

Marco de dentadura parcial, puentes

Límite elástico (cantidad de tensión con la que la aleación se deforma)

Bajo Medio Alto Alto

Resistencia al desgaste Baja Media Alta Alta

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que se cuece la porcelana sin distorsionarse ni fundirse. También tienen menor expansión térmica que las aleaciones de oro usadas en las coronas totalmente metálicas, para que no se expandan dema-siado y fracturen la frágil porcelana que los cubre. Además, se agregan pequeñas cantidades de metales como indio, hierro, estaño o galio para formar los óxidos en la superficie del metal a la que se unirá (o fusionará) la porcelana a alta temperatura. Las aleaciones que contienen plata o cobre pueden causar una coloración verde (llamado reverdecimiento) de la porcelana cuando se cuece a altas temperaturas, por lo que casi siempre se evita su empleo con mate-riales cerámicos. La mayoría de las aleaciones son de color plateado (blanco), pero las aleaciones de color dorado (amarillo) contienen sobre todo oro con platino, con adición de paladio para elevar la temperatura de fusión. El titanio y las aleaciones de titanio tienen temperaturas de fusión tan altas y son tan difíciles de manejar que tienen poco uso en las coronas de cerámica-metal.

Preparación del metal

Las coronas de porcelana unida a metal (también llamadas de por-celana fusionadas a metal o PFM) tienen una subestructura metálica (casi siempre de 0.3 a 0.5 mm de grueso) cubierta con capas de porcelana. La subestructura de metal (también llamada cofia) debe tener al menos 0.3 mm de grosor para prevenir la distorsión a altas temperaturas, y debe tener forma convexa, sin ángulos agudos. Para crear el espacio para una subestructura metálica delgada y capas de porcelana de al menos 1.5 mm de grueso en áreas funcionales, estas coronas requieren una mayor reducción del diente que las coronas metálicas. Para que la porcelana se una al metal, después de colar la subestructura de metal, se calienta a alta temperatura para formar óxidos en la superficie del metal, un proceso llamado desgasificación (oxidación sería un término más exacto).

Fusión de la porcelana al metal

La primera capa de porcelana aplicada al metal es una porcelana opaca que oculta el color del óxido a través de la porcelana y es el principal color usado para la corona (capítulo 8, figura 8-1). Los metales base a menudo forman óxidos más oscuros que son más difíciles de ocultar con la porcelana opaca. El metal oxidado y la porcelana se calientan a temperaturas que varían entre 870 °C y

1 370 °C, según la temperatura de fusión de la porcelana que se utilice, baja, media o alta. Los óxidos y la porcelana se fusionan y fijan en forma mecánica. Luego se acumulan capas adicionales de porcelana, llamadas porcelanas del cuerpo e incisal, para simular los colores y traslucidez de la dentina y el esmalte. Después de contor-near la corona, otra cocción que mantiene la temperatura al nivel de fusión por cierto tiempo produce un vidriado superficial (se crea una superficie lisa y brillante por el proceso de vidriado).

Modos de falla

El metal y la porcelana deben tener tasas compatibles de expansión térmica, de lo contrario la porcelana se agrietará conforme ésta y el metal se enfríen. Los fabricantes de porcelana indicarán el tipo de aleación necesaria para que sean compatibles. Los problemas que se ven en la clínica con las coronas de cerámica-aleación casi siempre se relacionan con la fractura dentro de la porcelana, en la que un fragmento de ésta se rompe o separa de la unión con el metal, lo que deja el metal expuesto (véase figura 8-1). La falla también puede ser resultado de la formación de una capa de óxido inadecuada en la superficie metálica o una capa de óxido demasiado gruesa. La espe-cificación # 38 de la American National Standards Institute/Ameri-can Dental Association (ANSI/ADA) establece el estándar para probar la unión entre porcelana y metal. En ocasiones, estas fallas de la porcelana pueden repararse con una técnica de unión con resina compuesta, pero las reparaciones tienden a fallar en la unión con la porcelana o el metal, si se someten a las fuerzas de masticación, A menudo, es necesario reponer la corona si la fractura causa un pro-blema estético o funcional. Además de los posibles problemas de fractura, las coronas PFM pueden causar desgaste acelerado del esmalte opositor en los puntos en que toca la porcelana. Ahora se usan con más frecuencia las porcelanas de fusión a temperatura baja porque producen menos desgaste del esmalte opositor que las por-celanas con fusión a temperaturas media o alta.

Diseño de la corona

Existen varios diseños para las coronas de cerámica y metal según las demandas estéticas del paciente y la necesidad de fortaleza máxima. En zonas muy estéticas, los pacientes casi nunca desean que se vea el metal, por lo que éste debe estar cubierto con porcelana. En partes de la boca en las que la estética es secundaria a la necesidad de máxima fuerza, la superficie oclusal puede mantenerse en metal y la superficie bucal se cubre con porcelana para que se vea como un diente cuando el paciente sonríe. Las personas con bruxismo tienen mayor riesgo de despostillar o fracturar la porcelana, por lo que son buenos candidatos para superficies oclusales metálicas, siempre que sea posible. Los márgenes de las coronas también pueden tener distintas configuraciones. El margen más estético es un margen facial de porcelana. Esto se logra al no extender la subes-tructura metálica hasta el margen y dejar espacio para colocar por-celana que complete el margen. La técnica para producir estos márgenes de porcelana es más difícil, por lo que los laboratorios cobran más por este servicio. Otra configuración del margen es el margen metálico que desaparece. En este margen, el metal se reduce a un borde delgado y afilado que se extiende hasta la orilla de la preparación. Se aplica porcelana sobre el metal (la mayor parte del metal ya no es visible), aunque puede verse una delgada línea oscura del metal. Por lo tanto, para ocultar esta línea de metal, la preparación del diente casi siempre se extiende por debajo de la cresta de la encía. Con el tiempo, es posible que la encía retroceda y exponga la línea oscura de metal. A los pacientes no les gusta la apariencia de esta línea oscura y podrían confundirla con caries. Es posible que la persona pregunte al asistente o al higienista dentales qué produce la línea oscura, por lo que es importante que sea capaz de brindar una

FigurA 10-2. variedad de aleaciones metálicas usadas para restaurar los dientes. se observan aleaciones de oro y metales no preciosos, y aleaciones usadas para coronas de PFM. (Por cortesía del dr. steve eakle, University of California, San Francisco, ca.)

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explicación exacta. Una tercera configuración del margen de la corona es un margen o collar metálico. El collar metálico se usa porque casi siempre permite el mejor ajuste marginal, aunque sólo se utiliza en zonas no estéticas.

Aleaciones compuestas sinterizadasLas aleaciones de esta clase difieren de las aleaciones para colado, ya que se forman a alta temperatura mediante un proceso llamado sinterización. En este proceso, el metal en polvo se calienta y pre-siona para obtener las formas requeridas con contenido uniforme. Las partículas de la aleación metálica, en este caso oro, paladio y platino, se distribuyen en cera para colado. La mezcla se coloca en un horno y la cera se quema. Las partículas de la aleación se calien-tan hasta el punto en que se fusionan o sinterizan en sus puntos de contacto, pero no se fusionan en una masa sólida. Esto deja una masa con muchos espacios entre las partículas, una malla. Este material se presiona en forma manual en un molde refractario (molde de un material de yeso especial que soporta altas temperaturas) para formar la primera capa de una cofia de metal (la subestructura metálica a la cual se agrega porcelana para una corona. A continuación se coloca una cera que contiene partículas de aleación de oro y plata sobre la primera masa de la aleación sinterizada y se calienta al punto que la aleación de oro y plata se funde, pero no la aleación de oro, paladio y platino (su punto de fusión es más alto). La segunda aleación se funde y fluye, por acción capilar llena los espacios de la primera malla. Esto genera un compuesto de dos aleaciones que sirve como cofia o subestructura para una corona de porcelana-metal o un puente. Para que la porcelana se una con la aleación, es necesario aplicar una aleación más a la aleación compuesta para permitir el desarrollo de una zona de fusión entre la cerámica y la aleación, en lugar de fusión entre el óxido y porcelana. La zona de fusión permite que la porcelana se funda y se una en forma mecánica a la superficie de metal, en lugar de establecer una fusión química con una capa de óxido, como en las aleaciones usuales (figura 10-3). (Uno de los productos disponibles en el comercio contiene 88.2% de oro, 9% de metales del grupo del platino y 2.8% de plata).

Aleaciones para colado de prótesis removiblesAntes, las aleaciones de oro tipo IV eran los principales metales usados para marcos de dentaduras parciales. Sin embargo, se volvie-ron muy costosos cuando el precio del oro empezó a elevarse luego de su desregulación en 1969. Los metales usados hoy en día son aleaciones de metal base, sobre todo, con o sin cantidades menores de elementos nobles (figura 10-4). Estos metales base incluyen níquel, titanio, cromo, aluminio, cobalto, vanadio, hierro, berilio, molibdeno, galio y carbono. Las aleaciones de metal base más fre-cuentes son cromo-cobalto y níquel-cromo. El contenido de cromo es lo que da a estos metales su resistencia a la corrosión. También se usan como alternativas económicas a los metales nobles para las coronas metálicas y las coronas de porcelana-metal. Además de la resistencia a la corrosión, la dureza y la resistencia a la deformación en regiones funcionales (límite elástico) son propiedades importan-tes de estos metales. La dureza indica su resistencia al raspado y a las abolladuras, además aumenta el esfuerzo necesario para pulirlos.

Como estos metales están entre los más duros de las aleaciones y son bastante difíciles de moldear, requieren máquinas especiales para el colado, el cual se hace en laboratorios dentales comerciales. Pueden usarse otros metales para las uniones en las prótesis como ba- rras de unión entre los dientes adyacentes (capítulo 11, figura 11-5); uniones en la dentadura; y uniones de precisión y no de precisión en las dentaduras parciales. Estas uniones se hacen con metales de alta nobleza, metales nobles o metales base. Cada vez es más frecuente

FigurA 10-3. compuesto de aleación sinterizada. A, una corona usual de porcelana fusionada con metal a la izquierda tiene un metal oscuro oxidado que debe cubrirse con una porcelana opaca. La corona captek con la aleación sinterizada tiene color dorado que no requiere el ocultamiento necesario en la corona habitual. B, dentadura (puente) parcial fija hecha con una subestructura de aleación sinterizada. (Por cortesía de Precious chemicals co., altamonte springs, FL.)

A

B

la utilización de uniones por el uso creciente de combinaciones de implantes y dentaduras removibles parciales o completas.

BiocompatibilidadLos metales nobles son más biocompatibles con los tejidos bucales porque tienden a corroerse menos que los metales base. Conforme los metales se corroen, pierden productos de la corrosión metálica hacia la cavidad oral. Algunos de estos productos son causantes de respuestas alérgicas. De los metales base, el níquel tiene la mayor incidencia de respuesta alérgica. Las mujeres tienen mayor inciden-cia de alergia al níquel que los varones en una proporción de 10 a 1. Se cree que una exposición previa al níquel en piezas de joyería es la causa probable de exposición que sensibiliza a las mujeres al níquel. La tasa general de alergia al níquel en la población general es de 9 a 12%. En ocasiones, la respuesta alérgica se observa alre-dedor de los tejidos gingivales libres, sobre todo en los márgenes de las coronas de metal base. Esto ocurre menos a menudo con denta-duras parciales removibles porque el metal no suele estar en contacto directo con los tejidos y no se usan todo el tiempo, como las denta-duras parciales fijas o las coronas individuales. Algunas respuestas al níquel causan una reacción cutánea, en lugar de una bucal, aunque la cavidad oral sea la fuente del níquel.

El berilio es un metal base que se agrega a las aleaciones de níquel-cromo para reducir la temperatura de fusión y facilitar el colado, y para mejorar las propiedades físicas mediante la creación de cristales metálicos más pequeños cuando el metal fundido se enfría después del colado. El berilio también puede originar respues-tas alérgicas en personas susceptibles. Los técnicos de laboratorio tienen riesgo de exposición al níquel y berilio durante el colado, molido y pulido de estos metales.