התפלת מי ים נועדה לסלק מהם את המלחים כדי להשיג מים ראויים לשתייה. בישראל, כ-60% מנפח מי השתייה הם מי ים מותפלים ומגמה זו צפויה להתגבר. בנוסף, המים המותפלים בארץ משמשים גם לאספקה עירונית (כגון שתייה, רחצה וגינון) ולהשקיה של גידולים חקלאיים – יותר מכל מדינה אחרת. זאת בשל מבנה מורכב של מערכת אספקת המים הכללית, שמקשרת כמעט את כל חלקי הארץ. מכיוון שבישראל מעוניינים למנוע המלחת קרקעות לאורך זמן (כיוון שהיא לא מאפשרת צמיחה מיטבית של גידולים חקלאיים), מתקני ההתפלה מתוכננים להפיק מים בעלי ריכוז מלחים כללי נמוך מאוד. בנוסף הם מייצרים מים בעלי ריכוז נמוך מאוד (קטן מ-0.3 מיליגרם לליטר) של בורון – מינרל שרעיל לגידולים רבים (כגון אבוקדו ופרי הדר) כשריכוזו במים גבוה מ-0.5 מיליגרם לליטר. כדי להגיע לריכוז הנמוך של הבורון ושל המלחים במים המותפלים נדרשים מתקני ההתפלה בישראל לבצע אוסמוזה הפוכה במעבר כפול (שני שלבים). אוסמוזה הפוכה היא מעבר תמיסה דרך מסננים (ממברנות) שלוכדים את המומס בצד אחד ומאפשרים מעבר של ממס טהור (מים חסרי מלחים) לצד השני. כלומר, זהו תהליך של הנעת ממס מתמיסה בעלת ריכוז מומסים גבוה לתמיסה בעלת ריכוז מומסים נמוך. באוסמוזה הפוכה במעבר כפול מעבירים את המים דרך שני שלבים ממברנליים (שני שלבי סינון), דבר שמייקר את תהליך הפקת המים (בשל הוספת ממברנות ומתקנים נוספים ודרישת אנרגיה גבוהה יותר). הבורון המומס במים מתבטא בעיקר כשני צורונים כימיים – חומצה בורית ובוראט. בשלב הממברנלי הראשון באוסמוזה ההפוכה, בוראט נדחה היטב על ידי המסננים ולא עובר למים המותפלים, אך החומצה הבורית שהיא מולקולה קטנה לא נדחית כך ועוברת אליהם בחלקה. כלומר, הבורון לא מורחק במלואו מהמים המותפלים וריכוזו בהם גבוה מדי. ולכן נדרש שלב ממברנלי שני, שבו מעלים את ערך ה-pH במים (ערך הגבה/ רמת החומציות) וכך מרחיקים טוב יותר את החומצה הבורית ומפחיתים את ריכוז הבורון במים המותפלים עד לערך הרצוי. במחקר זה פיתחנו מודל מתמטי להרחקת בורון ומלחים מהמים המותפלים בשלב אחד במקום שניים. בהתפלה מעבירים מי ים דרך טור של שבע ממברנות וכך רכז הבורון והמלחים עובר מממברנה אחת לשנייה ובסוף נשפך לים, ומתקבלים מים מותפלים. המודל שפיתחנו עוקב אחר השתנות איכות הרכז לאורך כל שלבי המעבר בממברנות, ולפי זה יכול לחשב כמה בורון ומלחים יגיעו למים המותפלים. הוא נבדק במתקן התפלה במעבדה וראינו שהוא חזה כמעט במדויק את ריכוז הבורון שעבר בסופו של דבר למים המותפלים. כך, באמצעות מודל זה, ניתן לדעת מראש אם ריכוז הבורון והמלחים במים המותפלים יהיה תקין ובהתאם לבצע שינויים נחוצים בתהליך, כגון שימוש בממברנות אחרות. עקרונות המודל כבר מיושמים בסימולציות ממוחשבות הזמינות לאנשי המקצוע בתחום ההתפלה.