Qué son los boratos para piscina?

Como previenen el aumento del pH

El sistema de amortiguación de alcalinidad de carbonato es el sistema dominante usado en la mayoría de las piscinas, y como lo hemos explicado una gran cantidad de veces, inclusive en nuestro podcast controlando la piscina, la alcalinidad de carbonatos previene únicamente que el pH tenga un cambio hacia abajo en su valor. Los boratos son lo opuesto y un sistema bastante similar en cuanto a reacciones químicas. 

Citado de la revista " Procesos de separación de boro":

"El ácido bórico es un acido muy débil y no se disocia en solución acuosa como un ácido de Bronsted, pero actúa como un ácido de Lewis al aceptar un ion hidroxilo para formar el ion tetrahidroxiborato..." ³

B(OH)₃ + H₂O   ⇄   B(OH)₄^-  +  H⁺

 Ácido bórico + agua ⇄ Tetrahidroxiborato + Hidrógeno⁴

En el caso del sistema de carbonatos, el bicarbonato es la base conjugada del acido carbónico, lo cual significa que puede aceptar o donar un ion de hidrógeno (H⁺) para de esta manera resistir el cambio en el pH, recordemos que el pH es una fórmula derivada de la concentración de iones de hidrogeno en solucion. El acido carbónico es en si el acido "Bronsted" que se disocia en el agua y pierde dicho ion de hidrógeno.

De manera similar, el borato es la base conjugada del acido bórico. El acido bórico amortigua el incremento en el pH tomando o aceptando un hidróxido (OH^-). El acido borico es un acido de Lewis el cual no se disocia en agua y en lugar de eso, se asocia con el ion de hidroxilo. 

Ambos sistemas tienen un umbral óptimo en cuestión del pH y diferentes porcentajes en un punto dado. Estos umbrales y porcentajes de las diferentes especies de alcalinidad de carbonato y los boratos se representan en la siguiente gráfica. En donde existe un punto equivalente de 50% acido y 50% base conjugada se le conoce como el punto del valor “pK_a”.

Los valores pK_a 

Como lo mencionamos en la parte superior, el punto pK_a  es donde el sistema puede resistir el cambio en el pH de manera más efectiva, en donde el acido y su base conjugada se interceptan. Observe el punto en el que el ion de borato y el acido bórico se intersectan en la gráfica, estos puntos son importantes porque los podemos usar como referencia para contener el pH. Entre más cerca estemos de los puntos pK_a más resistencia existirá.

El valor de pK_a también es dependiente de la temperatura, pero no cambia mucho. Diversas fuentes muestran una pequeña divergencia en los valores de pK_a para el bicarbonato y el borato. Es por eso que para simplificar las cosas seleccionamos la temperatura de agua comun de 77ºF (25ºC), a este temperatura: 

• El bicarbonato tiene un pK_a. de 6.14 ⁵
• El borato tiene un pK_a de 9.2 ⁶

Ahora, si relacionamos esto con la química de nuestras piscinas, conforme el pH sube naturalmente, entre mas cerca llegue a 9.2, mayor será la resistencia proporcionada por el sistema de boratos, esto ayuda a que el pH suba incluso más lento, ayudándonos a contener el pH de manera más sencilla. 

En nuestra opinión, si ya entiende y domina la ley de henry, no es necesario utilizar boratos y su efecto debido a que es sencillo establecer un techo del pH. Dicho esto, la ventaja agregada de usar boratos puede hacer las cosas aún más sencillas. 

El impacto negativo en el ISL

Debido a que el sistema de acido bórico y boratos, afecta directamente el pH, también afecta a la alcalinidad de cierto modo. Entre mas alto sea el pH, más importante será tomar este efecto en cuenta. Recordemos que el ISL factoriza la alcalinidad de carbonato y cuando tenemos acido isocianurico y boratos en el agua, estos contribuyen a la alcalinidad total. Por lo cual tenemos que restar sus valores de la alcalinidad total para obtener el valor real en el cálculo del ISL.

Afortunadamente las matemáticas están integradas en la calculadora Orenda, si no ve la opción para boratos en su calculadora, vaya a la sección de ajustes > boratos > listo. Los boratos aparecerán en su calculadora como el 7mo factor del ISL. Siempre y cuando mantenga sus niveles de boratos por debajo de 50 ppm (el límite recomendado por los expertos), su impacto en el ISL sera minimo, pero nuevamente, entre mas alto sea su pH mas significativo sera. 

Los boratos y el techo del pH

Gracias a que los boratos afectan la alcalinidad total, tal como lo hace el acido isocianurico,  la alcalinidad de carbonato será un menor porcentaje de la alcalinidad total en comparación con una piscina que no contiene boratos o CYA. Esto también significa que el techo del pH será menor. 

Nuestra versión de la aplicación 3.0 (y mas adelante) mostrará la alcalinidad de carbonato y el techo del pH en tiempo real. Solo tiene que seleccionar la opción "mostrar" en el menú de lecturas secundarias que aparece dentro de la misma calculadora. Se dará cuenta como los valores del techo del pH y la alcalinidad de carbonato se ven afectados una vez que agregamos boratos en la piscina, lo cual también reduce el ISL.

Funcionan como alguicidas?

Por lo menos una docena de artículos y foros en línea describen como los boratos son alguicidas y eliminan a las algas del agua. Las opiniones en cómo funciona varían desde "los boratos remueven el CO₂ del agua lo que provoca que las algas no puedan reproducirse" hasta "los boratos son herbicidas naturales" y "los boratos previenen el incremento del pH, lo cual hace que el cloro sea mucho más efectivo para eliminar los contaminantes y las algas"

Sin embargo todos estos argumentos no tienen fundamento científico y tristemente son falsos. Nos tomamos la molestia de leer cada uno de ellos y pudimos concluir que la verdad es que los boratos NO son alguicidas. Una de nuestras fuentes más confiables y una de las influencias y profesores más relevantes en la industria de piscinas, Robert Lowry, en su libro acerca de química de piscinas para aplicaciones residenciales establece:

"Los boratos interrumpen el desarrollo de la pared celular, el metabolismo y la división celular. Por lo cual, los boratos son buenos tal vez para prevenir las algas (siendo un agente algaestatico) pero no tienen la capacidad de eliminarlas (alguicida). Necesitará menos cloro (una menor demanda del desinfectante) cuando usa boratos porque está previniendo las algas. 50 ppm de borato reduce la recomendación de cloro libre de 7.5% a 5%." - Robert W. Lowry, pág. 59. ⁷

Como lo mencionamos, los boratos no funcionan como alguicida, pero segun Lowry, pueden funcionar como método preventivo para evitar la reproducción de estos molestos contaminantes (existe al menos un producto de tetraborato de sodio registrado por la EPA como agente algaestatico).

Disminuir la tasa de reproducción, como lo cubrimos en profundidad en nuestro tercer pilar para el cuidado proactivo de piscina, puede incrementar la eficiencia del cloro debido a que la desinfección es una carrera entre la tasa de eliminación del cloro y la tasa de reproducción de los contaminantes.

Menor uso de cloro

Este argumento se relaciona directamente con los dos temas anteriores acerca de la amortiguación del pH y la prevención de algas. Como lo comentamos, algunas fuentes opinan que suprimir el pH significa que el cloro será más fuerte, recordemos que esto solo aplica en piscinas que no tienen CYA. Otros opinan que se debe a las propiedades de los boratos como algaestaticos, lo cual tiene bastante lógica. Sin embargo, los expertos no están de acuerdo acerca de cuánto ahorro de cloro se puede generar realmente.

Se dice que el margen de ahorro de cloro se encuentra entre 30-50%, pero eso es algo teórico a lo mucho. En el mundo real, como lo indico Kim Skinner de onBalance:

"Agregar borato NO reducirá los costos de cloro entre un 30 % y un 50 %, como se afirma. Generalmente se sabe que las piscinas residenciales pierden, en promedio, entre 1 y 2 ppm de cloro por día. Según muchas empresas de servicios, las piscinas residenciales generalmente pierden la misma cantidad de cloro diariamente ya sea que contengan borato o no. Y la sugerencia de mantener niveles más bajos de cloro es riesgosa y problemática". ⁸ 

Estamos de acuerdo con Kim Skinner en cuanto a que mantener menores niveles de cloro podría ser riesgoso y generar problemas.  El agua necesita una concentración mínima de sanitizante para mantenerse saludable. 

También conversamos con Richard Falk acerca del impacto en el uso del cloro, y su respuesta fue bastante clara:

"NO existe ningún ahorro de cloro por el uso de boratos o ácido bórico SI mantiene un nivel de cloro activo lo suficientemente alto (relación de cloro libre y CYA) de modo que el cloro pueda matar las algas más rápido de lo que pueden reproducirse. El ÚNICO ahorro de cloro se genera si comienzan a usar menores niveles de cloro no lo suficientemente altos para ser efectivos. En ese caso, las algas pueden crecer tan rápido o más rápido de lo que el cloro puede matarlas, y en esa situación parecerá que hay una mayor demanda de cloro, ya que tiene más algas que matar.  - Richard Falk.⁹

En otras palabras, si ya tiene una concentración de cloro suficiente para no tener problemas con la tasa de reproducción de las algas, no verá un impacto efectivo en el ahorro de cloro. Su mayor ahorro vendrá cuando no existe suficiente cloro en el agua (lo cual ocurre con frecuencia), y se tiene al sistema de boratos como respaldo preventivo. Incluso de esta manera, el ahorro es mínimo. 

Fuera de perspectivas y opiniones populares, no tenemos suficiente información para alegar o desacreditar los ahorros provenientes del uso de boratos. Tampoco tenemos clientes o experiencias cercanas que respalden la idea acerca del uso de boratos y un ahorro de cloro significativo. Generalmente en esta industria, tienen a exagerar cuando se promueve un producto o químico que supuestamente ahorra cloro.  

Mejora en la calidad el agua

Este argumento es generalmente subjetivo. La claridad del agua y su turbidez dependen en diferentes factores. La claridad del agua siendo garantizada por una buena filtración, circulación y química. Richard Falk opino que tal vez tiene algo que ver con la tensión superficial reducida. La claridad y "el brillo" del agua dependen en cómo la luz penetra y se refleja en el agua. Entre más luz entre al agua y se refleje, puede parecer más limpia y clara. Sabemos de este tema y tenemos gran experiencia gracias a nuestras enzimas y su efecto en la tensión superficial. 

Honestamente, no sabemos si los boratos promueven o mejoran la calidad del agua directa o indirectamente. Ninguna fuente que encontramos tenía argumentos válidos al respecto, además de solo anécdotas y experiencias personales.

Tipos de productos disponibles

Certificación y etiquetas

Antes de que continuemos, Orenda recomienda fuertemente usar únicamente productos que han sido diseñados para el agua de piscina según las leyes y reglas federales, estatales y locales. Parte de ese criterio se trata de las reglas de dosificación.  El código modelo de salud acuática (MAHC por sus siglas ingles) de la CDC establece que cualquier aditivo usado en piscinas comerciales este registrado por la EPA o por el estándar 50 NSF/ANSI o el estándar 60 NSF/ANSI (de agua potable ¹⁰).

Es entendible que estas regulaciones tambien deberian de aplicar a las piscinas residenciales. Si está usando cualquier producto químico sin una etiqueta clara o transparente y con falta de certificaciones, le recomendamos tener cuidado ¹¹.

Productos de borato

Existen una gran cantidad de productos de borato disponibles en el mercado, aunque algunos no están a la venta en tiendas de productos para piscina (especialmente en california). Los tres tipos más populares son borax, el tetraborato de sodio decahidratado (Na₂B₄O₇ .10H₂O), tetraborato de sodio pentahidratado (Na₂B₄O₇.5H₂O) y el ácido bórico (B(OH)₃).

Existen otras variaciones pero no son tan populares. Aparentemente la mayor diferencia entre los productos de tetraborato y de acido bórico es el pH. Mientras que los productos de tetraborato tienen un alto pH y requieren el uso de acido para su neutralización, el acido bórico no implica la corrección del pH al agregarse al agua. Aprenda más acerca de cómo dosificar estos productos aqui.

Los productos de borato son generalmente un quimico seco en forma granular.

Impacto en la salud y bienestar

Una gran parte de las preguntas e inquietud que recibimos acerca de los boratos es debido a su toxicidad y efectos negativos en la salud. Es verdad que los boratos se prohibieron en el estado de California en el pasado, y raíz de eso han existido una gran cantidad de estudios en cuestión con los riegos de salud, incluido este publicado por la EPA- acerca de las implicaciones en la salud con el uso de boro en el agua potable.¹²

Segun Richard Falk, en este foro, la toxicidad es una preocupación mayor en nuestras mascotas que beben agua de la piscina, pero necesitarian consumir grandes cantidades, asumiendo que la piscina tiene niveles entre 30-50 ppm. Los humanos tendríamos que beber incluso una mayor cantidad de agua para que el riesgo sea significativo. Por lo que podemos asumir que el límite de 50 ppm es principalmente una recomendación para garantizar la seguridad y el bienestar de los usuarios y prevenir problemas por una exposición prolongada como los riesgos reproductivos en hombres en temprana edad. 50 ppm como nivel máximo tiene el beneficio de un nivel de exposición de poco riesgo. ¹³

Los boratos son ilegales en California?

Citemos nuevamente al experto en el tema, Robert Lowry. Su información publicada acerca de los boratos es probablemente la más concisa, y detallada hasta el momento. Segun Lowry, los boratos no son ilegales en california (usted puede fácilmente comprar borax en el supermercado, y acido bórico en cualquier tienda de jardin), pero no se pueden vender en tiendas para piscina debido a cómo son clasificados oficialmente por la EPA en California:

"El estado de California tiene una ley única con respecto a lo que se define como "modificadores de agua" en la categoría de pesticidas de "coadyuvantes en aerosol". La EPA de California dice que si un producto se usa para manipular el pH del agua con el fin de maximizar el rendimiento de algún pesticida (el pH y la alcalinidad adecuados mejoran el rendimiento del cloro), entonces está sujeto a las mismas regulaciones que un pesticida. Por lo tanto, se requiere que el bicarbonato de sodio y los boratos estén registrados como pesticidas en California y que todas las pruebas de toxicidad, cáncer y exposición deban de hacerse antes de la aprobación para que luego las empresas que pretenden vender estos productos sean sujetas a pagar una tarifa de uso al estado por cada libra vendida. El bicarbonato de sodio ha cumplido con dichos estándares y regulaciones, pero no el borato". ¹⁴

En otras palabras, burocracia simple y sencilla. Se pueden adquirir los productos de borato en cualquier otra tienda, pero no en las tiendas de quimicos de piscina. 

Conclusión

Los boratos y su uso están creciendo fuertemente en cuestión de popularidad en el mantenimiento de piscinas. El principal beneficio es que ayudan a amortiguar la subida del pH. Segun Robert Lowry, también previenen la reproducción de las algas, lo cual puede y debería mejorar la eficiencia del cloro. Es cosa de opiniones, en este tema el conocimiento general obtenido a base de práctica es probablemente más valioso que solo ciertos números teóricos. 

El objetivo de este artículo era explicar que eran los boratos y cómo funcionan en su piscina, y desmentir falsas teorías o argumentos. En Orenda no los recomendamos, pero tampoco le diremos que no funcionan. Simplemente los estamos tomando en cuenta y ahora son parte de nuestra aplicación por que tienen un impacto en el ISL. No vamos a proporcionar instrucciones de dosificación ni en la aplicación, ni en nuestro sitio de internet o futuros artículos. Si decide utilizarlos, asegúrese de tener un producto de calidad, y use menos de 50 ppm, el cual es el límite recomendado por cuestiones de salud y exposición. 

En nuestra opinión, los boratos pueden resultar beneficiosos, pero si contiene su pH de manera adecuada con una alcalinidad de carbonato manejable (lo cual reduce el techo del pH), no sentimos que sean necesarios. Pero nuevamente, le recomendamos generar sus propias opiniones y conclusión y tomar una decisión informada. Esperamos que este artículo le haya servido durante el proceso. Si tiene preguntas, contactenos.