La Nueva Legislación Europea permite hasta 2.4 mg/L en Sistemas de Abastecimiento basados en Desalación
Introducción
El boro representa, desde hace décadas, uno de los mayores desafíos técnicos para la desalación de agua de mar mediante ósmosis inversa. Además, su comportamiento químico difiere del de las sales disueltas convencionales, por lo que exige criterios de diseño, operación y control mucho más rigurosos.
A diferencia de las sales disueltas convencionales, cuya remoción mediante membranas alcanza eficiencias muy elevadas, el boro en el agua permanece principalmente como ácido bórico (H₃BO₃). Esta especie molecular posee un tamaño reducido, no presenta carga eléctrica y, por ello, las membranas de ósmosis inversa la rechazan con menor eficiencia.
Como consecuencia, numerosas plantas desalinizadoras incorporan configuraciones de doble paso de ósmosis inversa, operan con valores altos de pH o implementan tratamientos complementarios. De este modo, logran cumplir los límites regulatorios establecidos para el agua destinada al consumo humano.
Sin embargo, la reciente actualización de la legislación europea sobre calidad del agua potable modifica de forma significativa los valores paramétricos aplicables a el boro. En consecuencia, las plantas pueden reducir las exigencias técnicas asociadas a su remoción y optimizar tanto el diseño como la operación de sus sistemas de desalación.
El boro en el agua de mar
El boro proviene principalmente de procesos geológicos y geoquímicos naturales. Además, este elemento se distribuye ampliamente en la corteza terrestre y está presente en rocas, sedimentos, aguas superficiales, aguas subterráneas y océanos.
En el agua de mar, el boro normalmente presenta concentraciones entre 4 y 5 mg/L. Estos valores resultan considerablemente superiores a los registrados en la mayoría de las fuentes continentales utilizadas para el abastecimiento de agua potable.
Desde la perspectiva de la desalación, el boro posee un comportamiento químico particular. A los valores habituales de pH del agua de mar, comprendidos aproximadamente entre 8.0 y 8.3, una proporción importante permanece como ácido bórico (H₃BO₃) no disociado.
Además, el ácido bórico constituye una especie molecular de pequeño tamaño y sin carga eléctrica. Por esta razón, atraviesa las membranas de ósmosis inversa con mayor facilidad que los iones disueltos convencionales.
Como consecuencia, el rechazo delboro suele ser inferior al rechazo de sales como el cloruro de sodio. Esta diferencia representa uno de los principales desafíos para el diseño y la optimización de las plantas desalinizadoras.
Asimismo, la concentración residual delboro depende del tipo de membrana, de la recuperación del sistema y de las condiciones de operación. En una planta desalinizadora de un solo paso, el agua producida normalmente contiene entre 0.8 y 1.5 mg/L de boro.
Por ello, los ingenieros consideran el control delboro como un parámetro crítico durante el diseño, la selección de membranas y la definición de las condiciones de operación. Además, este criterio influye directamente en el cumplimiento de la normativa para agua destinada al consumo humano.
Evolución de los límites regulatorios para el boro
Durante varias décadas, la preocupación por los posibles efectos delboro sobre la salud humana impulsó el establecimiento de límites relativamente restrictivos en diferentes normativas internacionales. Además, los avances científicos permitieron actualizar estos valores conforme surgieron nuevas evidencias toxicológicas.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) revisó progresivamente sus valores guía para el boro a medida que estuvieron disponibles nuevos estudios toxicológicos. En consecuencia, cada actualización reflejó un mejor conocimiento sobre su comportamiento y sus posibles efectos.
- 1993: valor guía provisional de 0.3 mg/L.
- 1998: revisión del valor guía a 0.5 mg/L.
- 2011: establecimiento del valor guía actual de 2.4 mg/L.
El valor guía vigente se fundamenta en evaluaciones toxicológicas actualizadas. Además, considera principalmente estudios experimentales relacionados con el desarrollo y la reproducción, incorporando factores de seguridad adecuados para proteger la salud humana.
En Europa, la Directiva 98/83/CE estableció durante muchos años un límite de 1.0 mg/L para el boro en agua destinada al consumo humano. Como resultado, numerosas plantas desalinizadoras, especialmente en la región mediterránea, incorporaron etapas adicionales de tratamiento para reducir su concentración.
La nueva Directiva Europea y el reconocimiento de la desalación
La Directiva (UE) 2020/2184, relativa a la calidad de las aguas destinadas al consumo humano, introdujo una actualización significativa de los requisitos aplicables al boro. Además, la normativa reconoce las particularidades técnicas de los sistemas de desalación de agua de mar.
La nueva legislación establece un valor paramétrico general de 1.5 mg/L para el boro. Sin embargo, incorpora una disposición específica para los sistemas de abastecimiento cuya fuente predominante sea agua desalinizada.
El texto normativo establece expresamente:
“Se aplicará un valor paramétrico de 2.4 mg/L cuando el agua desalinizada sea la fuente predominante del sistema de suministro en cuestión o en regiones en las que las condiciones geológicas puedan provocar niveles elevados de boro en aguas subterráneas.»
Esta disposición representa un reconocimiento explícito de las características propias de la desalación de agua de mar. Asimismo, reconoce las dificultades técnicas asociadas a la eliminación del boro mediante membranas de ósmosis inversa.
En consecuencia, la nueva directiva permite optimizar el diseño y la operación de numerosas plantas desalinizadoras. Además, facilita el cumplimiento normativo sin exigir procesos adicionales cuando la fuente principal del abastecimiento corresponde al agua desalinizada.
Implicancias técnicas para las plantas desalinizadoras
Históricamente, las estrategias más utilizadas para incrementar la remoción delboro en plantas desalinizadoras incluyen la implementación de sistemas de ósmosis inversa de doble paso y la elevación del pH del agua de alimentación antes de la etapa de ósmosis inversa.
Al aumentar el pH, el equilibrio químico delboro se desplaza desde la forma de ácido bórico hacia el ion borato B(OH)₄⁻. Como esta especie posee carga negativa, las membranas de ósmosis inversa la rechazan con mucha mayor eficacia.
Por esta razón, numerosos diseños incorporan el ajuste de pH como una estrategia para incrementar la eficiencia de remoción. Además, esta práctica permite mejorar el desempeño del sistema cuando el cumplimiento regulatorio exige concentraciones muy bajas delboro.
Sin embargo, esta estrategia también incorpora importantes desafíos operativos y económicos. En consecuencia, los ingenieros deben evaluar cuidadosamente el balance entre la eficiencia de remoción y los costos de operación.
Entre las principales implicancias técnicas destacan las siguientes:
- Incremento en el consumo de productos alcalinos.
- Mayor riesgo de formación de incrustaciones minerales.
- Necesidad de un control más estricto de la química del sistema.
- Incremento de los costos de operación.
- Posible incorporación de etapas adicionales para el ajuste final del pH y la remineralización del agua.
Afortunadamente, la posibilidad de suministrar agua potable con concentraciones delboro de hasta 2.4 mg/L en sistemas basados predominantemente en desalación reduce de manera significativa la necesidad de incorporar procesos específicos destinados exclusivamente a su remoción adicional.
Como resultado, las plantas desalinizadoras pueden optimizar su diseño, simplificar la configuración del proceso y disminuir tanto la inversión inicial como los costos de operación. Además, reducen el consumo de productos químicos y mejoran la eficiencia global de la instalación.
Al mismo tiempo, esta actualización normativa mantiene los niveles de protección sanitaria establecidos por los principales organismos internacionales. Por ello, la industria dispone de un mayor margen para desarrollar soluciones técnicamente eficientes, económicamente competitivas y plenamente alineadas con la normativa vigente.
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