Los Boratos

Los boratos son una familia de minerales que están formados por la combinación

de un anión borato con un metal. Estos minerales están constituidos por sales

minerales o ésteres del ácido bórico. Principalmente los boratos se producen en

ambientes salinos, también se puede presentan como producto del metamorfismo

de contacto, entre otros. Los minerales que pertenecen a este grupo se clasifican

de acuerdo a criterios estructurales, donde encontramos  los nesoboratos, los

soroboratos, los inoboratos, los filoboratos y los tectoboratos. Las

propiedades físicas y quimicas de los boratos varían en cada mineral de este

grupo.

El boro es un elemento que existe de forma natural. En el medioambiente, se

combina con el oxígeno y otros elementos para formar compuestos conocidos

como boratos. Los boratos se encuentran frecuentemente en la naturaleza y están

presentes en los océanos, las rocas sedimentarias, el carbón, el esquisto y

algunos suelos. Hay varios boratos importantes desde un punto de vista comercial,

como el bórax, el ácido bórico, el perborato sódico y los minerales ulexita y

colemanita.

Cada borato reacciona de una forma distinta con el agua.

El boro es un elemento que se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza

en bajas concentraciones.

Generalmente menos del 5% del boro contenido en el suelo está disponible para

las plantas. Los yacimientos de boratos de mayor importancia económica se

encuentran en un reducido número de regiones geográficas en el mundo, todas

zonas volcánicas y desérticas. Argentina es el tercer productor mundial de boratos

siendo Salta la provincia más importante. En esta, existen numerosos yacimientos

de boratos y el refinamiento se produce en la ciudad de Salta y Campo Quijano.

La intensa actividad productiva que se desarrolla tiene un impacto ambiental

importante en suelos y aguas.

¿Dónde se encuentra el boro?

El boro se obtiene principalmente a partir de minas de boro situadas en regiones

áridas de Turquía y EE.UU., y también en Argentina, Chile, Rusia, China y Perú.

Principalmente, el boro accede al medioambiente tras la meteorización de rocas

con boro, desde el agua de mar en forma de vapor de ácido bórico y por

actividades geotérmicas tales como volcanes y vapores geotérmicos, entre otras.

El boro también es liberado, si bien en menor medida, por actividades humanas. Estas incluyen el empleo de fertilizantes y herbicidas que contienen boro, la quema de productos de origen vegetal como madera, carbón o petróleo, y la generación de residuos procedentes de la extracción y procesado de boratos.

 Los boratos disueltos en el agua pueden adsorberse en (y desorberse de) las

numerosas superficies presentes en los ríos y otros cursos de agua. Esta es la

única reacción significativa que pueden sufrir estos compuestos de boro.

Los boratos también son adsorbidos en las partículas del suelo, variando el grado

de adsorción en función del tipo de suelo. Las plantas pueden acumular boro que,

de hecho, es necesario para su crecimiento. El boro puede por tanto acumularse

en las plantas pero no seguirá haciéndolo posteriormente a lo largo de la cadena

alimentaria, esto es, en los animales que coman esas plantas o en los

depredadores que coman a esos animales.

Entre las propiedades más importantes se pueden mencionar las siguientes:

Suelen ser transparentes o traslúcidos, con coloraciones blancas, grises o

amarillentas, siendo raros los tonos oscuros.

No poseen aspecto metálico. La vonsenita es una excepción, pues además

es magnética.

La dureza es media a baja (1-4), a excepción de la boracita, que oscila

entre 7 y 7.5.

Algunos boratos son luminiscentes a la luz UV.

Todos los boratos son solubles en HCl y, además, los de elementos

alcalinos son solubles en alcohol.

Aplicaciones:

Dada la escasez de estos minerales, si se exceptúan la sassolita, el bórax, la

colemanita y la boracita, los usos están muy limitados. La principal aplicación es la

preparación de ácidos (bórico, metabórico y tetrabórico) y de sales bóricas, así

como la extracción del boro.

El ácido bórico en polvo se suele vender en las farmacias sin receta médica;

puede ser utilizado como un antiséptico para quemaduras leves o cortes y a veces

se usa en aderezos o pomadas. También se aplica en una solución muy diluida

para el lavado de ojos, para tratar algunos tipos de otitis externa (infección del

oído) en seres humanos y animales o como una ducha vaginal para tratar la

vaginosis bacteriana debido a la alcalinidad excesiva. Como compuesto anti-

bacteriano, el ácido bórico se puede utilizar como tratamiento para el acné,

ademas sirve de prevención del pie de atleta, mediante la inserción de polvo en

los calcetines o medias. Otro uso es como conservante en muestras de orina, en

algunos países.

Soluciones de ácido bórico utilizado para lavado de ojos o en la piel erosionada

son conocidos por ser especialmente tóxicos para los recién nacidos,

especialmente después de un uso repetido, debido a la lenta velocidad de

eliminación. También se ha venido empleando como conservante de alimentos,

pero, al presentar algunos problemas para la salud, se ha prohibido su uso. 

El principal uso industrial de los boratos es en la fabricación de monofilamento de

fibra de vidrio normalmente se conoce como fibra de vidrio textil. La fibra de vidrio

textil se utiliza para reforzar los plásticos en aplicaciones que van desde barcos, a

tuberías industriales pasando por tableros de circuitos informáticos. 

En la industria de la joyería, se utiliza a menudo en combinación con alcohol

desnaturalizado para reducir la superficie de oxidación y la formación de firescale

en metales durante las operaciones de recocido y soldadura.

Así mismo, se utiliza en la producción de vidrio de las pantallas planas de LCD.

El ácido bórico, se mezcla con bórax (tetraborato sódico decahidrato) en la

relación en peso de 4:5, es altamente soluble en agua, aunque no son tan soluble

separado. La solución se utiliza para el agente retardante al fuego de la madera

por impregnación.

También se utiliza en la fabricación de masa compactada, que contiene un fino

polvo de sílice utilizado para la producción de revestimientos de hornos de

inducción y materiales cerámicos.

De igual manera una combinación de ácido bórico y bórax fundido sobre la

superficie de un metal disuelve la capa de óxido que impide la soldadura. También

se usa como fundente en el análisis a la perla, al formar boratos de colores

característicos con algunos elementos que se encuentran en las muestras. El

bórax se emplea en la fabricación de vidrios y esmaltes especiales para utensilios

de cocina. También se emplea en diversos procesos industriales relacionados con

la fabricación de jabón, colas, pinturas, tejidos, detergentes, suavizantes,

fabricación de esmaltes, pulido de piedras preciosas. El bórax deshidratado y

fundido que es obtenido de la ulexita puede ser usado principalmente como

recurso para abrillantar las cerámicas y en alfarería.

Otros usos

Insecticida: El ácido bórico se registró por primera vez en los EE.UU. como

insecticida en 1948 para el control de cucarachas, termitas, hormigas, pulgas,

pececillos de plata, y muchos otros insectos. El producto es generalmente

considerado como seguro para usar en cocinas domésticas para controlar las

cucarachas y las hormigas. Actúa como un veneno estomacal que afecta al

metabolismo de los insectos, y el polvo seco es abrasivo para el exoesqueleto de

los insectos.

Conservación: En combinación con su uso como insecticida, el ácido bórico

también previene y destruye la podredumbre húmeda y seca existente en

maderas. Se puede utilizar en combinación con un portador de glicol de etileno

para tratar la madera exterior contra el ataque de hongos e insectos. Es posible

comprar borato impregnados con varillas para la inserción en madera a través de

agujeros de perforación (donde se sabe que la acumulación de humedad puede

afectar a la madera) estando disponible en forma de gel y pasta inyectable para el

tratamiento de putrefacción de la madera afectada sin la necesidad de

reemplazarla. Tratamientos de base de concentrados de borato se pueden utilizar

para prevenir la proliferación de mohos, algas y micelio, incluso en ambientes

marinos. 

El ácido bórico se añade a la sal en el curado de pieles de ganado vacuno, pieles

de becerro y pieles de oveja. Esto ayuda a controlar el desarrollo de bacterias y a

controlar los insectos.

Lubricación: Las suspensiones coloidales de nanopartículas de ácido bórico

disuelto en aceite de petróleo o vegetal pueden formar un lubricante notable sobre

superficies cerámicas o de metal con un coeficiente de fricción de deslizamiento

que disminuye con el aumento de la presión a un valor que va desde 0,10 hasta

0,02. Autolubricante H3BO3 películas resultan de una reacción química

espontánea entre las moléculas de agua y B2O3 capas en un ambiente húmedo.

En mayor escala, existe una relación inversa entre el coeficiente de fricción y la

presión de contacto de Hertz inducida por la carga aplicada.

También se usa para lubricar los tableros de juego de carrom y de novuss, ambos

parecidos al billar jugados en otros países, lo que permite un juego más rápido.

Energía nuclear: Se utiliza en las centrales nucleares como un veneno neutrónico

para ralentizar la velocidad a la que se está produciendo la fisión. Las reacciones

de fisión en cadena son generalmente impulsadas por la cantidad de neutrones

presentes (como los productos de fisiones anteriores). El boro natural es 20% de

boro-10 y aproximadamente 80% de boro-11. El boro-10 tiene una alta sección

eficaz de absorción de neutrones a baja energía (térmica). Mediante la adición de

ácido bórico a más del refrigerante del reactor que circula a través del reactor, la

probabilidad de que un neutrón puede sobrevivir para causar la fisión se reduce.

Por lo tanto, los cambios en la concentración de ácido bórico regulación eficaz de

la tasa de fisión que tiene lugar en el reactor. Este método sólo se utiliza en

reactores de agua presurizada (PWR). El boro también es disuelto en las piscinas

de combustible gastado que contienen barras de uranio gastado. La concentración

es lo suficientemente alta para mantener la multiplicación de neutrones al mínimo.

El ácido bórico se vertió sobre el Reactor 4 de la instalación nuclear de Chernobyl

después del accidente para evitar que se produjera otra reacción.

Pirotecnia: Se utiliza en pirotecnia para evitar la reacción de formación de amida

entre aluminio y nitratos. Se añade una pequeña cantidad de ácido bórico a la

composición para neutralizar las amidas alcalinas que pueden reaccionar con el

aluminio.

El ácido bórico puede ser usado como un colorante verde para hacer fuego. Por

ejemplo, cuando se disuelve en metanol se usa popularmente por malabaristas de

fuego para crear una llama de color verde oscuro.

Construcción:

La ulexita es fuente de bórax deshidratado y fundido que es también apreciado en

el rubro de la construcción en tejas para techos, losetas, ladrillos y otros

materiales. 

Así como en sus usos médicos e industriales, los boratos tienen amplios usos que

no pueden ser recopilados de manera certera en una corta investigación.

En conclusión, los boratos se usan en cientos de productos y procesos en formas

que los acercan a la vida cotidiana de casi todas las personas. Empleados

originalmente de forma casi exclusiva por los artesanos que utilizaban el bórax

como fundente o desoxidante, hoy en día los boratos desempeñan una importante

función en muchas áreas, desde baterías de cocina y medicina hasta el

almacenamiento de residuos nucleares y la exploración del espacio. Sus

principales aplicaciones incluyen la producción de cristal, preparados para

detergentes, aplicaciones agrícolas y esmaltes y vidriados cerámicos.

Esta variedad de aplicaciones es el resultado de las múltiples propiedades de los

boratos que incluyen la amortiguación, la absorción de neutrones, la formación de

éster y la estabilización enzimática. Por sus propiedades tan diversas se están

descubriendo continuamente nuevas aplicaciones para los boratos, lo que indica

que queda mucho potencial por explorar.