El boro es el quinto elemento del sistema periódico y, aunque no es muy abundante, está presente en la corteza terrestre en una concentración de aproximadamente 10 ppm. Se considera un elemento no metálico, aunque también ha sido clasificado como metaloide. En su estado puro, se presenta como un polvo de color café negruzco.

En la naturaleza, el boro forma parte de diversos minerales, siendo el más común el borato sódico, conocido como bórax. Otros minerales que lo contienen incluyen la kurnita, una variante cristalina del borato sódico; la colemanita, un cristal de borato cálcico; y la ulexita, que combina borato cálcico y sódico.

Los principales yacimientos de boro se encuentran en Estados Unidos, el Tíbet, China y Chile, donde se extraen anualmente un par de millones de toneladas de estos minerales.

Este elemento es esencial para las plantas, ya que interviene en la síntesis de proteínas fundamentales y facilita la absorción de agua. En los mamíferos, desempeña un papel clave en la salud ósea.

Aunque el boro fue descubierto en 1808, su uso se remonta a tiempos antiguos. En China, por ejemplo, el bórax ya se utilizaba en la fabricación de cerámicas. En la actualidad, el boro y sus compuestos tienen una amplia variedad de aplicaciones, que incluyen la conservación de alimentos y el tratamiento de tumores.


Aplicaciones del boro y sus compuestos

El boro posee una amplia variedad de aplicaciones industriales. Se emplea en el endurecimiento del acero y en la eliminación de gases durante la preparación de aleaciones de cobre. Además, actúa como agente dopante en la fabricación de semiconductores a base de silicio y germanio. En la industria del vidrio, es un componente clave en la formulación del vidrio de borosilicato, utilizado en utensilios de cocina (como el Pyrex) y en materiales de laboratorio.

En el sector de adhesivos, los aditivos de boro incrementan la viscosidad del almidón y fortalecen los enlaces, mejorando sus propiedades adhesivas. En la fabricación de papel y cartón, el boro desempeña un papel fundamental en la formulación de adhesivos, optimizando la tasa de gelatinización y asegurando la viscosidad adecuada para la producción de cartón corrugado, tubos de cartón y bolsas de papel.

Asimismo, en la industria de los detergentes, los boratos cumplen múltiples funciones, como el control del pH, el ablandamiento del agua y la optimización del rendimiento de los agentes tensioactivos. También contribuyen a la eliminación de suciedad, funcionan como agentes blanqueadores y estabilizadores enzimáticos, y previenen la proliferación de bacterias y hongos, entre otros beneficios.


Impacto del boro en el medio ambiente

El boro ingresa al medioambiente principalmente por la meteorización de rocas que lo contienen, la liberación de vapor de ácido bórico desde el agua de mar y la actividad geotérmica, incluyendo erupciones volcánicas y emisiones de vapores. En menor medida, también es liberado por actividades humanas, como el uso de fertilizantes y herbicidas con boro, la combustión de materiales vegetales como madera, carbón y petróleo, así como la generación de residuos derivados de la extracción y procesamiento de boratos. Además, los boratos llegan al medioambiente debido a su uso en aplicaciones domésticas e industriales, el filtrado de madera y papel tratados, y la descarga de aguas residuales y sus lodos.

Efectos sobre la salud de las personas.

El boro desempeña un papel importante en la salud humana, aunque no se considera un nutriente esencial. Sus efectos pueden ser beneficiosos en cantidades adecuadas, pero también puede ser tóxico en exceso.


Efectos Beneficiosos del Boro:

Salud ósea: Contribuye al metabolismo del calcio, el magnesio y la vitamina D, ayudando a mantener la densidad ósea y reduciendo el riesgo de osteoporosis.

Función cerebral: Se ha relacionado con mejoras en la memoria, la concentración y la coordinación motora.

Sistema inmunológico: Puede tener propiedades antiinflamatorias y antioxidantes, ayudando a reducir el estrés oxidativo.

Metabolismo hormonal: Influye en la producción y regulación de hormonas como el estrógeno y la testosterona, lo que puede ser beneficioso en la menopausia y en la salud reproductiva.

Curación de heridas: Se ha observado que el boro ayuda a acelerar la cicatrización de heridas y quemaduras.


Efectos Tóxicos del Boro en Exceso:

El boro es un elemento con alta solubilidad y baja bioacumulación, lo que permite al cuerpo humano excretar hasta un 84 % a través de la micción. Debido a esto, la Organización Mundial de la Salud (OMS) establece un límite máximo recomendado de 2,4 mg/L de boro en el agua potable (OMS, 1998).

En cuanto a la ingesta, los seres humanos requieren un consumo medio de 0,5 mg/día, con un límite superior de 20 mg/día. Superar estos valores puede resultar perjudicial para la salud (OMS, 2009), pudiendo causar intoxicación aguda, con síntomas como náuseas, vómitos, diarrea, dermatitis y letargo.

A largo plazo, una intoxicación crónica por boro con ingestas de 4-5 g/día puede provocar pérdida de apetito, náuseas, reducción de peso y efectos adversos en el sistema reproductivo, como disminución del volumen seminal, menor conteo y motilidad de espermatozoides, atrofia testicular e incluso esterilidad.

Otros síntomas pueden incluir problemas en el sistema nervioso como confusión o debilidad y en casos graves de intoxicación se pueden producir alteraciones renales o hepáticas.


Efectos del Boro en el Medio Ambiente

El boro es un elemento natural que se encuentra en el medio ambiente en bajas concentraciones. Sin embargo, su acumulación debido a fuentes naturales y actividades humanas puede tener efectos tanto positivos como negativos en los ecosistemas.


En los Ecosistemas Acuáticos

En bajas concentraciones, el boro es un micronutriente esencial para el crecimiento de algunas algas y organismos acuáticos.

En altas concentraciones, puede ser tóxico para peces, invertebrados y microorganismos acuáticos, afectando su metabolismo y reproducción.

La acumulación excesiva de boro en cuerpos de agua proviene de desechos industriales, la agricultura (fertilizantes y herbicidas) y aguas residuales.


En los Ecosistemas Terrestres

El boro es esencial para las plantas, ya que favorece el crecimiento celular y la absorción de nutrientes.

Sin embargo, un exceso de boro en los suelos, especialmente en zonas áridas o contaminadas por residuos industriales, puede ser tóxico para muchas especies vegetales, causando clorosis (amarillamiento de las hojas), inhibición del crecimiento y reducción del rendimiento agrícola.

Su acumulación puede alterar la microbiota del suelo, afectando la fertilidad y la biodiversidad del ecosistema.


En el Aire

Se puede liberar al aire en forma de partículas finas a través de la quema de combustibles fósiles, erupciones volcánicas y procesos industriales.

Estas partículas pueden depositarse en suelos y cuerpos de agua, contribuyendo a la contaminación ambiental.


Fuentes de Contaminación por Boro

 - Industria minera y procesadora de boratos

 - Descargas de aguas residuales domésticas e industriales

 - Uso excesivo de fertilizantes y herbicidas con boro

 - Combustión de carbón y petróleo

 

Aspectos Normativos para Boro en el agua Potable

El boro es un elemento presente de forma natural en el medio ambiente y ampliamente utilizado en aplicaciones industriales, agrícolas y domésticas. Sin embargo, en concentraciones elevadas, puede ser tóxico, lo que ha llevado a diversas organizaciones internacionales y nacionales a establecer normativas para regular su presencia en el agua potable, las aguas residuales y otros ámbitos.

La Organización Mundial de la Salud (OMS): La OMS recomienda un límite máximo de 0,5 mg/L de boro en el agua potable para proteger la salud humana.

Unión Europea (UE): La Directiva 98/83/CE del Consejo de la Unión Europea establece un valor paramétrico de 1 mg/L para el boro en el agua destinada al consumo humano.

Estados Unidos: La Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (EPA) no ha fijado un límite máximo contaminante (MCL) específico para el boro en el agua potable. No obstante, ha determinado una dosis de referencia de 0,2 mg/kg/día para la exposición oral, utilizada para evaluar posibles riesgos para la salud.

En Chile, el agua potable debe cumplir con la NCh 409, sin embargo esta norma no especifica valores límites para boro.


Aspectos Normativos para Boro en aguas Residuales.

En Chile, las descargas de aguas residuales a Aguas marinas y a Aguas Continentales superficiales se rigen por el Decreto Supremo N°90, que restringe a 0,75 mg/L la concentración máxima para Boro y especifica un máximo de 3 mg/L en aguas que tienen capacidad de dilución.  De igual manera el DS N°406 para descarga de aguas residuales en alcantarillados y el DS N°46 para descarga de aguas residuales a Aguas Subterráneas tiene para Boro un límite máximo de 0,75 mg/L.

 

Medición de Boro en la Industria.

La industria papelera y minera son las principales generadoras de aguas residuales dentro del sector industrial. Para la industria del papel, la cantidad de agua residual generada depende de diversos factores, como el tipo de proceso utilizado (mecánico, químico o reciclado), la eficiencia de las tecnologías de tratamiento y el tipo de papel producido.

En promedio, la producción de 1 tonelada de papel puede generar entre 10 y 50 m³ de aguas residuales, aunque en instalaciones más modernas y eficientes, este valor puede reducirse significativamente.

Las fábricas que utilizan procesos químicos como el Kraft o el sulfito tienden a generar más agua residual en comparación con los procesos mecánicos o de reciclaje.

En la fabricación de papel reciclado, el consumo de agua y la generación de aguas residuales pueden ser considerablemente menores, oscilando entre 5 y 15 m³ por tonelada de papel producido.

Por otra parte en la industria minera, la cantidad de agua residual generada depende de varios factores, como el tipo de minería (superficial o subterránea), el mineral extraído y los procesos utilizados.

En promedio, la minería puede generar entre 500 y 7,000 m³ de agua residual por tonelada de mineral extraído, dependiendo del proceso y la ubicación.

La minería a tajo abierto tiende a generar más aguas residuales que la minería subterránea, debido a la mayor exposición del material al agua de lluvia y al uso intensivo de agua en el proceso de extracción.

En la minería de metales, como el cobre o el oro, el uso de agua en procesos de lixiviación y flotación contribuye significativamente a la generación de aguas residuales.

En el tratamiento de estos afluentes, las plantas deben enfrentarse a grandes caudales de líquido, que en general tienen altos niveles de sólidos suspendidos que dificultan su control mediante metodologías tradicionales.  Para estos efectos, surgen métodos que permiten la medición en línea a pesar de tales condiciones.   Para el caso del Boro, es factible monitorearlo en línea bajo las condiciones extremas de altos caudales de aguas residuales y altos niveles de sólidos en suspensión que en general hacen imposible una medición convencional. 


Monitoreo de Boro en Línea para la Industria.

Para el control en línea del Boro, YaliTech dispone de un moderno instrumento:

  

Este equipo garantiza el cumplimiento de la normativa sobre boro, ya que controla automáticamente su concentración en el afluente las 24 horas del día, con mediciones programadas según las necesidades del usuario.

Los resultados se transmiten y almacenan en una plataforma digital, permitiendo la comunicación telemétrica en tiempo real. Además, el sistema genera alarmas y permite programar acciones correctivas para mantener la concentración de boro dentro de los parámetros requeridos.

Gracias a la alta frecuencia de medición, es posible optimizar el uso de aditivos en el tratamiento, evitando excesos y permitiendo correcciones rápidas ante variaciones en la concentración de boro.

La integración con telemetría facilita los ajustes remotos, permitiendo operar y supervisar el sistema desde cualquier ubicación. Además, la presencia de sólidos suspendidos en el agua no interfiere con los análisis, ya que el sistema del Micromac permite evadir esta condición antes de cada medición.

El Micromac es un equipo totalmente autónomo que se calibra automáticamente mediante soluciones patrón incorporadas en el sistema. En cada calibración, el equipo define factores específicos que utiliza para calcular la concentración de boro en las muestras analizadas.

Si la concentración de boro excede el rango de medición del equipo, el Micromac realiza una dilución automática, ajustando el resultado final de manera precisa.

El diseño del sistema garantiza la seguridad y fiabilidad de las mediciones, ya que su sistema electrónico está completamente separado y aislado del sistema hidráulico, evitando interferencias o daños.


Principio de Medición

El Micromac utiliza un método basado en la formación de un compuesto coloreado entre el boro y la Azometina H, en presencia de un agente reductor y en un ambiente tamponado con acetato/acético. 

El proceso de medición consta de los siguientes pasos:

 - La muestra reacciona en el reactor del equipo durante el tiempo necesario.

 - Se mide la absorbancia de la solución en una celda de vidrio de 50 mm.

 - La medición se realiza a una longitud de onda de 430 nm.

 - La concentración de boro se calcula aplicando los factores determinados en la última calibración con las soluciones patrón.

Importancia de la Medición en Línea del Boro, en Industrias de Alto Estándar

La medición en línea de la concentración de boro es fundamental para industrias que requieren altos estándares de calidad, seguridad y sostenibilidad. Algunas razones clave incluyen:


Cumplimiento Normativo y Reducción de Riesgos Legales

 - Diversas normativas internacionales establecen límites estrictos para el boro en el agua potable, industrial y residual (ej. OMS, UE, EPA).
 - La medición en línea permite un monitoreo continuo y automático, asegurando el cumplimiento normativo sin depender de análisis de laboratorio esporádicos.
 - Evita sanciones, multas o restricciones operativas por incumplimiento de los límites permitidos.

Protección del Medio Ambiente y Responsabilidad Social

 - El boro en concentraciones elevadas puede ser tóxico para organismos acuáticos y afectar la biodiversidad.
 - La medición en línea permite controlar y minimizar el impacto ambiental mediante ajustes inmediatos en los procesos industriales.
 - Ayuda a cumplir con normas ambientales y de sostenibilidad, fundamentales para empresas con certificaciones como ISO 14001.

Optimización de Procesos y Reducción de Costos

 - Al contar con mediciones en tiempo real, se pueden hacer ajustes inmediatos en el tratamiento del agua, evitando el uso excesivo de productos químicos o aditivos.
 - Minimiza costos operativos asociados al consumo de reactivos y al desperdicio de agua.
 - Aumenta la eficiencia del tratamiento y mejora la calidad del agua utilizada en los procesos productivos.

Integración con la Industria 4.0 y la Telemetría

 - La medición en línea permite la integración con sistemas de monitoreo remoto y control automatizado.
 - Facilita la gestión en tiempo real desde cualquier ubicación, reduciendo la necesidad de intervención manual.
 - Contribuye a la transformación digital y a la optimización de la eficiencia operativa en industrias de alto rendimiento.

Conclusión

Las industrias de altos estándares requieren control preciso, eficiencia operativa y cumplimiento normativo. La medición en línea del boro no solo garantiza estos factores, sino que también impulsa la sostenibilidad, la reducción de costos y la seguridad ambiental, convirtiéndose en una herramienta clave para sectores altamente regulados.