El boro (B), elemento químico de número atómico 5, es un metaloide del grupo 13 con una densidad de 2,34 g/cm³ (en su forma cristalina) y una abundancia extremadamente baja de ~0,001 ppm en la corteza terrestre, lo que lo convierte en uno de los elementos más escasos del universo observable. Su nombre deriva del mineral bórax (Na₂B₄O₇·10H₂O), conocido desde la Antigüedad en aplicaciones como la cerámica y la metalurgia, y del término árabe buraq o persa burah. La terminología inglesa “boron”, acuñada por Humphry Davy, refleja su similitud química con el carbono (“carbon”) y el silicio (“silicon”), debido a su capacidad para formar enlaces covalentes. Descubierto en 1808 por Davy en Inglaterra, y simultáneamente por Joseph Louis Gay-Lussac y Louis Jacques Thénard en Francia, el boro marcó un hito en un año prolífico para la química, en el que también se aislaron los metales alcalinotérreos (magnesio, calcio, estroncio y bario).
El descubrimiento del boro ocurrió mediante la reducción del ácido bórico (H₃BO₃) con potasio metálico, un método pionero que permitió aislar el elemento en forma impura. Davy, Gay-Lussac y Thénard identificaron sus propiedades únicas, aunque su alta reactividad y dificultad de purificación limitaron su estudio inicial. La escasez cósmica del boro, junto con la del litio (Li, Z=3) y el berilio (Be, Z=4), se explica por su formación no en procesos estelares primarios, sino a través de la espalación cósmica, donde rayos cósmicos de alta energía colisionan con núcleos de carbono, nitrógeno u oxígeno, fragmentándolos en núcleos más ligeros como el boro. Esta rareza, con una abundancia estelar de ~0,0001 ppm, lo distingue incluso entre los elementos de bajo número atómico.
Históricamente, el boro era conocido indirectamente a través del bórax, usado en Mesopotamia y Egipto para esmaltes y soldaduras. Sin embargo, su reconocimiento como elemento puro en el siglo XIX abrió la puerta a aplicaciones modernas. Aunque poco conocido, el boro es polivalente, con usos que explotan su dureza (en compuestos como el nitruro de boro, BN), resistencia térmica y propiedades químicas en sectores tan diversos como la agricultura, la electrónica y la industria nuclear. Su descubrimiento consolidó el avance de la química analítica, y su rareza cósmica lo convierte en un objeto de estudio fascinante en cosmoquímica y astrofísica.
El boro (B), elemento químico de número atómico 5, es un metaloide del grupo 13 con una densidad de 2,34 g/cm³ (cristalino) y una abundancia de ~0,001 ppm en la corteza terrestre, lo que lo hace extremadamente raro. Como metaloide, comparte características con el carbono (C) y el silicio (Si), destacando por su versatilidad estructural y química. Existe en dos formas alotrópicas principales: boro amorfo y boro cristalino, análogas a las formas del carbono (grafito y diamante). Su alta dureza, resistencia química y propiedades mecánicas únicas lo convierten en un material valioso en aplicaciones industriales, aunque su obtención en alta pureza es desafiante debido a su similitud atómica con el carbono.
El boro amorfo es un sólido granular de color rojo oscuro, similar al ladrillo, sin estructura cristalina definida, lo que lo hace más reactivo y menos duro que su contraparte cristalina. Su falta de orden atómico facilita reacciones químicas, pero limita su resistencia mecánica. Por otro lado, el boro cristalino es un material negro o gris metálico, extremadamente duro (9,3–9,5 en la escala Mohs, cercano al diamante) y rígido, con una densidad superior al silicio (Si, 2,33 g/cm³) a pesar de su menor número atómico. Los enlaces B-B en esta forma son covalentes, cortos y muy estables, resultando en una estructura compacta que confiere una resistencia a la compresión excepcional (32 GPa o 32.000 MPa en la escala Vickers), superada por pocos materiales. Sin embargo, como metaloide, es quebradizo y vulnerable a impactos, pudiendo pulverizarse con golpes repetidos, a diferencia de su resistencia al estrés mecánico prolongado.
Químicamente, el boro es altamente resistente a la corrosión, incluso frente a ácidos agresivos como el ácido fluorhídrico (HF), que no lo ataca ni a altas temperaturas, una rareza entre los elementos puros. También resiste la oxidación a temperaturas elevadas, lo que lo asemeja a materiales cerámicos de alto rendimiento, aunque es un elemento puro, no un compuesto. Su radio atómico (85 pm) es similar al del carbono (77 pm), lo que provoca que el carbono sea una impureza común en el boro puro, dificultando su purificación. El boro forma compuestos ultraduros, como el carburo de boro (B₄C) y el nitruro de boro (BN), con durezas cercanas al diamante (9–10 Mohs) y puntos de fusión elevados (B₄C: ~2.350 °C; BN: ~2.970 °C). Estos compuestos son resistentes a la abrasión, los choques térmicos y los impactos, siendo esenciales en aplicaciones industriales. El diboruro de renio (ReB₂), otro compuesto notable, es un material ultraduro (40 GPa), pero su alto costo, debido a la rareza del renio (Re), limita su producción.Las propiedades del boro, incluyendo su dureza, resistencia química y capacidad para formar compuestos covalentes estables, lo distinguen como un material de nicho. Aunque frágil en estado puro, sus compuestos son fundamentales en tecnologías avanzadas, desde blindajes hasta herramientas de corte, destacando su importancia pese a su escasez y dificultad de purificación.
El boro (B), elemento químico de número atómico 5, es un metaloide del grupo 13 con una densidad de 2,34 g/cm³ (cristalino) y una abundancia de 0,001 ppm en la corteza terrestre, lo que lo hace extremadamente raro. Debido a su alto costo de purificación (100–500 USD/kg) y fragilidad en estado elemental, el boro puro tiene aplicaciones limitadas, siendo sus compuestos los más utilizados en la industria. Con una producción global de ~2.000 toneladas anuales en 2025, más del 50% del boro se emplea en forma de ácido bórico (H₃BO₃) y compuestos derivados, destacando en sectores como la cerámica, el vidrio, la electrónica y la agricultura por su resistencia química, dureza y propiedades térmicas.
En la industria química, el ácido bórico es la base para producir cerámicas estructurales y ornamentales, como baldosas y esmaltes, que aprovechan su resistencia a altas temperaturas (~1.700 °C para compuestos de boro) y su estabilidad química. En la fabricación de vidrios especiales, el óxido de boro (B₂O₃) es un componente clave, especialmente en el vidrio de borosilicato, que contiene ~8–13% de B₂O₃ junto con óxidos de sodio (Na₂O), potasio (K₂O) o calcio (CaO). A diferencia del vidrio de soda-cálcico (Na₂O-CaO-SiO₂), que representa ~90% de la producción mundial de vidrio, el borosilicato es más resistente al choque térmico, la corrosión química y la fractura por calor (“heat-induced cracking”). Su tenacidad y capacidad para soportar cambios rápidos de temperatura (hasta ~500 °C sin fracturarse) lo hacen ideal para aplicaciones como utensilios de laboratorio (probetas, matraces), cookware (por ejemplo, Pyrex), y componentes ópticos en faros o telescopios. Aunque más costoso que el vidrio común, el borosilicato es comercialmente accesible, a diferencia de compuestos más exóticos como el nitruro de boro (BN).
El boro también se utiliza como dopante en la fibra de vidrio, mejorando su fluidez durante la fabricación y su resistencia al calor y la corrosión, lo que es crucial en composites para construcción, automoción y aeroespacial. En la electrónica, el boro puro o sus compuestos, como el carburo de boro (B₄C), se emplean en semiconductores y blindajes para detectores de neutrones en reactores nucleares, debido a la alta capacidad del isótopo B-10 (20% de abundancia natural) para absorber neutrones térmicos. El nitruro de boro (BN), con una dureza cercana al diamante (9–10 Mohs) y un punto de fusión de ~2.970 °C, se usa en herramientas de corte, abrasivos y revestimientos resistentes al desgaste. En la agricultura, el ácido bórico y boratos (como Na₂B₄O₇) son micronutrientes esenciales en fertilizantes, corrigiendo deficiencias de boro en suelos para cultivos como cítricos y algodón.Aunque el boro elemental es raro en aplicaciones debido a su fragilidad y costo, sus compuestos son fundamentales en tecnologías avanzadas. La baja toxicidad del boro, comparada con metales pesados como el plomo (Pb), y su resistencia química lo hacen valioso en un contexto de regulaciones ambientales estrictas, como RoHS, que promueven materiales seguros. Su versatilidad en vidrios, cerámicas y electrónica subraya su importancia, a pesar de su escasez y dificultad de purificación.