aspectos físicos y químicos del termalismo - Camara Oficial Minera ...
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ASPECTOS FÍSICOS Y QUÍMICOS DEL TERMALISMO<br />
1. Introducción<br />
María Lourdes MOURELLE MOSQUEIRA<br />
Investigadora Dpto. Física Aplicada<br />
Universidad de Vigo<br />
El tratamiento termal se basa esencialmente en el empleo de aguas<br />
mineromedicinales y los productos termales asociados como son los gases, vapores y<br />
peloides, siendo el agua mineromedicinal el principal agente terapéutico, pudiéndose aplicar<br />
sola o asociada a los citados complementos. A su vez, los productos termales<br />
complementarios pueden ser aplicados aisladamente, ya sea vía interna o mediante<br />
aplicación tópica, siendo mayoritaria la aplicación por vía externa. Entre estos productos<br />
termales se destacan los gases y vapores termales, además de los peloides.<br />
Las propiedades físicas y químicas de las aguas mineromedicinales (en a<strong>del</strong>ante<br />
aguas MM) y peloides guardan relación directa con su valor terapéutico, ya que estas van a<br />
determinar sus acciones ligadas a factores mecánicos, térmicos y los efectos terapéuticos<br />
derivados de su composición química.<br />
2. Propiedades físicas y físico-químicas de las aguas mineromedicinales<br />
Las aguas mineromedicinales pueden definirse, desde el punto de vista físicoquímico,<br />
como sistemas heterogéneos formados por una suspensión de fases sólidas de<br />
naturaleza orgánica e inorgánica en una fase líquida, formada por una solución de solutos<br />
moleculares o iónicos de naturaleza orgánica e inorgánica cuyo solvente es el agua. Es en la<br />
molécula de agua, en su estructura y especiales características físico-químicas, así como en<br />
las sustancias que porta en disolución o en suspensión donde radica su importante función<br />
en las actividades vitales y propiedades terapéuticas.<br />
De todas las propiedades de las aguas MM, las que aportan mayor información para<br />
el estudio efectos terapéuticos son: densidad, viscosidad, calor específico y conductividad<br />
térmica. Otras propiedades físico-químicas frecuentemente estudiadas son la temperatura de<br />
surgencia, conductividad eléctrica, turbidez, pH y radioactividad.<br />
2.1. Densidad.- La densidad es la masa por unidad de volumen; la densidad <strong>del</strong> agua<br />
pura tiene valores en torno a 10 3 kg m -3 ; disminuyendo con la temperatura a partir de 5 ºC,<br />
aunque su dependencia de la temperatura es escasa. La densidad es una propiedad<br />
importante en aplicaciones terapéuticas debido a su influencia en la presión hidrostática.<br />
Así, para pequeñas profundidades en un líquido la variación de presión depende de la<br />
densidad, gravedad y profundidad mediante la expresión:<br />
∆P = ρ<br />
⋅ g ⋅ h<br />
8
A mayor densidad <strong>del</strong> agua, mayor presión hidrostática, y debido a que también está<br />
relacionada con la flotación, a mayor densidad, mayor fuerza de empuje y, por tanto, mayor<br />
poder de flotación (es el caso <strong>del</strong> agua de mar).<br />
F = ρ ⋅V<br />
(F = empuje; ρ = densidad <strong>del</strong> líquido; V = volumen <strong>del</strong> líquido desalojado).<br />
Figura 1. Disminución <strong>del</strong> peso aparente por efecto de la inmersión.<br />
2.2. Calor específico (Cp).- El calor específico es la cantidad de calor que hay que<br />
suministrar a una unidad de masa para variar su temperatura una unidad. El calor específico<br />
<strong>del</strong> agua disminuye ligeramente con la temperatura, aumentando de nuevo a partir de 40 ºC.<br />
El agua se considera un agente con un buen calor específico, en torno a 4180 J K -1<br />
kg -1 ; en las soluciones acuosas, el calor específico aumenta con la temperatura y disminuye<br />
con la salinidad (es el caso <strong>del</strong> agua de mar) y, en general, con la concentración de soluto<br />
(aguas minerales y mineromedicinales).<br />
2.3. Conductividad térmica.- Los valores de la conductividad térmica <strong>del</strong> agua<br />
están en torno a 0.6 W m -1 K -1 y aumentan con la temperatura. En las disoluciones acuosas<br />
electrolíticas, es dependiente <strong>del</strong> soluto; para concentraciones bajas (como es el caso de un<br />
agua MM), la conductividad térmica disminuye a medida que lo hace la concentración.<br />
Ambos parámetros, calor específico y conductividad térmica están relacionados con las<br />
propiedades térmicas de las aplicaciones terapéuticas de las aguas MM.<br />
2.4. Viscosidad.- La viscosidad <strong>del</strong> agua oscila entre 1.8 y 0,5 cP, disminuyendo<br />
considerablemente con la temperatura. Esta propiedad guarda relación con los factores<br />
hidrodinámicos y los movimientos de los cuerpos dentro de un líquido (importante en la<br />
natación y los ejercicios de hidrocinesiterapia).<br />
9
En la tabla 1 se muestran los valores de la densidad, viscosidad, calor específico y<br />
conductividad térmica <strong>del</strong> agua pura y <strong>del</strong> agua de mar.<br />
Tabla 1<br />
Valores de la densidad, viscosidad, calor específico y conductividad<br />
térmica a diferentes temperaturas <strong>del</strong> agua pura y <strong>del</strong> agua de mar<br />
(Vian y Ocón, 1972)<br />
ρ<br />
(kg m -3 )·10 3<br />
η<br />
Cp<br />
cP J K -1 kg -1<br />
κ<br />
W m -1 K -1<br />
Agua pura<br />
ρ5 ºC = 1.000 η5 ºC = 1.520 Cp5 ºC = 4200 κ5 ºC = 0.577<br />
ρ25 ºC = 0. 997 η25 ºC = 0.900 Cp25 ºC = 4179 κ25 ºC = 0.606<br />
ρ37 ºC = 0.995 η37 ºC = 0.700 Cp37 ºC = 4175 κ37 ºC = 0.623<br />
Agua de mar<br />
ρ5 ºC = 1.028 η5 ºC = 1.610 Cp5 ºC = 3912 κ5 ºC = 0.573<br />
ρ25 ºC = 1.024 η25 ºC = 0.920 Cp25 ºC = 3891 κ25 ºC = 0.606<br />
ρ37 ºC = 1.020 η37 ºC = 0.730 Cp37 ºC = 3878 κ37 ºC = 0.623<br />
2.5. Otras propiedades físico-químicas:<br />
2.5.1. Temperatura.- La temperatura de surgencia de un agua MM no sólo va a<br />
determinar su termalidad sino que también va a influir en la solubilidad de los iones que<br />
contengan. En la tabla 2 se muestran algunos valores de temperatura y pH de aguas MM de<br />
balnearios españoles.<br />
2.5.2. pH.- Está influido por los gases y sales disueltas; la presencia de sustancias<br />
ionizables y la temperatura modifican el pH de las aguas MM. En general, el pH de las<br />
aguas varía entre 7.2 y 7.6; las aguas calcáreas poseen valores más elevados y las que<br />
provienen de terrenos pobres en calizas o silicatos inferiores, <strong>del</strong> orden de 6. Valores bajos,<br />
por debajo de 4, se asocian a aguas con ácidos libres derivados de sulfuros minerales, piritas<br />
o de regiones volcánicas con presencia de ácido sulfhídrico. El pH <strong>del</strong> agua de mar varía<br />
entre 7.95 y 8.35.<br />
2.5.3. Conductividad eléctrica.- Se utiliza para determinar, de una manera rápida, la<br />
concentración de sustancias disueltas, siendo de interés para el estudio de la mineralización,<br />
en el estudio de la constancia de la composición de las aguas y el control de las plantas de<br />
aguas envasadas.<br />
10
2.5.4. Radioactividad.- La capacidad de emitir radiaciones ionizantes –en la mayor<br />
parte de los casos debido a su contenido en radón– es una característica importante de las<br />
aguas MM (por las acciones terapéuticas derivadas), denominadas radiactivas cuando en su<br />
punto de emergencia superan unos límites establecidos. La magnitud más utilizada es el<br />
bequerelio (expresada en Bq/l); la mayor parte de las aguas MM gallegas, aunque sus<br />
niveles no son muy elevados, se consideran radiactivas.<br />
Tabla 2<br />
pH de las aguas MM de diferentes balnearios españoles medidos a la temperatura <strong>del</strong> manantial<br />
(tomado de Maraver, 2004)<br />
Balneario Clasificación agua MM Tª<br />
ºC<br />
Graena Sulfatada, cálcica, magnésica 20.2 6.9<br />
Lanjarón<br />
(Manantial capilla)<br />
Tolox<br />
Ferruginosa, carbogaseosa, iones<br />
predominantes cloruro,<br />
bicarbonato, sodio y calcio<br />
Oligometálica; iones<br />
predominantes carbonato,<br />
cloruro, sodio y magnesio<br />
Sicilia Bicarbonatada, sulfatada,<br />
magnésica-cálcico-sódica<br />
20.4<br />
20.8<br />
pH<br />
5.3<br />
9.9<br />
31.7 7.1<br />
Liérganes Sulfatada cálcica, sulfurada 20.5 7.5<br />
Radiactiva; iones predominantes<br />
Alange<br />
cloruro, bicarbonato, sodio,<br />
calcio<br />
Baños Viejos Sulfurada; iones predominantes<br />
sulfato, bicarbonato, sodio<br />
Cuntis Sulfurada; iones predominantes<br />
carbonato, cloruro, sodio<br />
La Toja<br />
(Manantial Capilla)<br />
Clorurada sódica, ferruginosa,<br />
radiactiva<br />
25<br />
5.1<br />
37 8.6<br />
52.5 9.0<br />
46.6 6.0<br />
Mondariz<br />
Bicarbonatada sódica,<br />
15.5 6.3<br />
(Manantial Troncoso) carbogaseosa, radiactiva<br />
Archena Clorurada sódica, sulfurada 50.0 6.4<br />
11
3. Propiedades químicas de las aguas mineromedicinales<br />
Aunque las propiedades físicas y físico-químicas de las aguas MM difieren poco de<br />
las <strong>del</strong> agua pura, las propiedades químicas se modifican debido a las incorporación de<br />
elementos mineralizantes.<br />
En las aguas MM se encuentran diversas sustancias disueltas, principalmente aniones<br />
y cationes (bicarbonatos, carbonatos, cloruros, fluoruros, iones sodio, calcio, magnesio, etc.,<br />
junto con iones derivados <strong>del</strong> azufre como sulfatos, sulfuros y sulfidratos), la presencia de<br />
sílice libre coloidal o gases (hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, gases nobles, dióxido de<br />
carbono, sulfuro de hidrogeno y radón).<br />
Existen muchas clasificaciones de las aguas MM, aunque la derivada de su<br />
composición química atendiendo al anión y catión predominante es la más utilizada.<br />
3.1. Cationes<br />
3.1.1. Cationes alcalinos<br />
Sodio: debido a que se encuentra muy extendido en la naturaleza siempre en estado<br />
de combinación es frecuente encontrarlo en todas las aguas mineromedicinales y en<br />
muchos casos como catión predominante. Se encuentra tanto en aguas fuertemente<br />
mineralizadas como en las de débil mineralización.<br />
Potasio: La proporción de potasio en las aguas MM oscila de 1/5 a 1/20 <strong>del</strong><br />
contenido de sodio, llegando a 1/40 en el agua de mar. Con frecuencia las aguas ricas<br />
en potasio son de origen profundo.<br />
Litio: Se encuentra en pequeñas cantidades en aguas como La Toja, Mondariz; se<br />
hidrata fácilmente.<br />
3.1.2 Cationes alcalinotérreos<br />
Magnesio: Se encuentra como factor mineralizante en las aguas denominadas<br />
“amargas” y en las aguas marinas. En España hay muchas aguas MM con elevado<br />
contenido en magnesio, que junto con el calcio es uno de los iones más abundantes.<br />
Calcio: Abundante en muchas aguas, generalmente frías, como consecuencia de la<br />
acción de los agentes atmosféricos sobre las rocas.<br />
La dureza de las aguas se relaciona con estos dos iones (calcio y magnesio) y este es<br />
otro parámetro que se determina con frecuencia en las aguas, generalmente<br />
expresada en mg/l de CO3Ca, que aporta además datos que ayudan al conocimiento<br />
de los caracteres organolépticos.<br />
3.1.3. Iones pertenecientes a los elementos de transición<br />
Hierro: Las aguas con alto contenido en hierro se denominan ferruginosas siempre<br />
que contengan más de 10 mg/l según las clasificaciones internacionales, y más de<br />
1mg/l según la legislación española de aguas envasadas.<br />
Manganeso: Suele acompañar al hierro en las aguas MM, aunque su proporción sea<br />
pequeña; en España destacan Incio, Lugo, Lanjarón, etc., aunque su contenido no<br />
suele pasar de fracciones de miligramo.<br />
12
3.1.4. Otros cationes<br />
En las aguas MM se pueden encontrar diversidad de cationes como aluminio, plata,<br />
plomo, bismuto, cinc, cadmio, galio, titanio, vanadio, etc., en pequeñas cantidades<br />
(oligoelementos o elementos traza).<br />
3.2. Aniones<br />
3.2.1. Haluros<br />
Fluoruro: se encuentra en cantidades relativamente elevadas en aguas radiactivas<br />
volcánicas; también en el agua de mar.<br />
Cloruro: se encuentra en todas las aguas, siendo abundante en aquellas que proceden<br />
de terrenos sedimentarios, aunque también las aguas profundas poseen cloruros en<br />
menor proporción.<br />
3.2.2. Iones derivados <strong>del</strong> carbono<br />
El carbono forma la serie de los carbonatos (CO3 -2 ) y bicarbonatos (CO3H -1 ); todos<br />
los bicarbonatos son solubles en agua y de los carbonatos, los más solubles son los<br />
alcalinos. La proporción entre ambos depende <strong>del</strong> pH.<br />
Las aguas bicarbonatos son abundantes en España; destacan las aguas minerales de<br />
baja mineralización que se utilizan para comercializarlas como aguas envasadas.<br />
3.2.3. Iones derivados <strong>del</strong> azufre<br />
El azufre, en estado de oxidación de -2, puede formar iones sulfuro (S -2 ) y sulfidratos<br />
o hidrosulfuros (SH -1 ); los sulfidratos se disuelven en agua fácilmente y de los<br />
sulfuros, los alcalinos. Al igual que los derivados <strong>del</strong> carbono, la proporción entre<br />
ambos depende <strong>del</strong> pH, pudiendo descartarse la presencia de sulfuros cuando los<br />
valores son inferiores a 10 y los sulfidratos cuando son inferiores a 4.<br />
En estado de oxidación de +6, el azufre forma el ión sulfato (SO4 -2 ); la presencia de<br />
estos iones en las aguas MM es frecuente, y, en muchos casos, abundante, como es el<br />
caso de Liérganes, Cestona o Chulilla.<br />
3.2.4. Silicio<br />
Casi todas las aguas MM contienen cantidades apreciable de silicio bajo forma de<br />
sílice coloidal. Los silicatos aparecen como consecuencia de la lixiviación de las<br />
rocas, facilitada por la presencia de carbónico y pH ácido. Ciertas aguas de origen<br />
profundo también pueden contener cantidades considerables de sílice.<br />
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3.3. Gases<br />
Las aguas MM pueden llevar disueltos o suspendidos gases como hidrógeno,<br />
oxígeno, nitrógeno, gases nobles o raros, dióxido de carbono, hidrógeno sulfurado,<br />
radón, etc.<br />
El hidrógeno indica un origen profundo de las aguas, el oxígeno es siempre de origen<br />
aéreo y, por tanto, raro, y a los demás, nitrógeno y gases nobles, actualmente se les<br />
presta menos atención ya que no está claro su interés terapéutico.<br />
El dióxido de carbono (CO2) se encuentran en muchas aguas MM llegando a<br />
denominar a un grupo de aguas: carbogaseosas debido a su interés terapéutico.<br />
El sulfuro de hidrógeno (H2S) se encuentra en las aguas sulfuradas, a las que<br />
proporciona un olor característico a huevos podridos. Cuando se expone al oxígeno<br />
se oxida, precipitándose en forma de azufre coloidal, que a veces se encuentra en las<br />
aguas MM y sus biogleas.<br />
El radón procede de la desintegración radiactiva <strong>del</strong> uranio 238 y 235 y <strong>del</strong> torio; su<br />
presencia en las aguas MM es de gran interés terapéutico.<br />
4. Clasificación de las aguas mineromedicinales<br />
La gran variedad de aguas MM existentes ha hecho que sus clasificaciones sean muy<br />
diversas. Se encuentran clasificaciones según el origen, temperatura, tonicidad,<br />
mineralización global, composición química, acciones fisiológicas, actividad terapéutica,<br />
etc. De ellas, las más utilizadas son la clasificación por la temperatura (tabla 3), el residuo<br />
seco (tabla 4) y la composición química, basada en el contenido aniónico y catiónico<br />
predominante y especial (tabla 5).<br />
TABLA 3. CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS MINERALES SEGÚN SU<br />
TEMPERATURA<br />
Según la temperatura en el punto de surgencia:<br />
HIPERTERMALES<br />
ORTOTERMALES<br />
HIPOTERMALES<br />
T > Tma + 4º C o T > Ts + 2º C<br />
T = Tma + 4º C o T = Ts + 2º C<br />
T < Tma + 4º C o T < Ts + 2º C<br />
Tma : temperatura media anual <strong>del</strong> aire<br />
Ts: temperatura media <strong>del</strong> suelo<br />
Según la temperatura de aplicación terapéutica:<br />
HIPOTERMALES<br />
MESOTERMALES<br />
HIPERTERMALES<br />
< 37º C<br />
entre 35 y 37º C<br />
> 37º C<br />
14
Otra clasificación es la que se establece en el decreto que regula el proceso de<br />
elaboración, circulación y comercio de aguas de bebida envasadas (R.D. 1074/2002 de 18<br />
de octubre), que distingue las aguas minerales naturales de las de manantial y preparadas<br />
(tabla 6).<br />
Las aguas MM se pueden clasificar según la temperatura en el punto de surgencia; la<br />
termalidad se establece a partir de la temperatura media anual <strong>del</strong> aire (Tma) o la<br />
temperatura <strong>del</strong> suelo (Ts) en que brota el manantial. Desde el punto de visto terapéutico, se<br />
considera la temperatura <strong>del</strong> agua en relación a la llamada temperatura indiferente <strong>del</strong><br />
organismo (34-36 ºC) (tabla 3).<br />
TABLA 4. CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS MINERALES SEGÚN EL RESIDUO<br />
SECO A 110º C<br />
OLIGOMETÁLICAS<br />
No superior a 100 mg/l<br />
DE MINERALIZACIÓN MUY DÉBIL Entre 100 y 250 mg/l<br />
DE MINERALIZACIÓN DÉBIL Entre 250 y 500 mg/l<br />
DE MINERALIZACIÓN MEDIA Entre 500 y 1000 mg/l<br />
DE MINERALIZACIÓN FUERTE Superior a 1000 mg/l<br />
Con frecuencia también se clasifican como frías, de menos de 20 ºC, hipotermales,<br />
entre 28 y 30 ºC, mesotermales, entre 30 y 40 ºC, e hipertermales, de más de 40 ºC.<br />
También se clasifican las aguas por su contenido mineral global o mineralización<br />
cuantitativa, atendiendo al residuo seco a 110 ºC (tabla 4).<br />
15
La clasificación más difundida de las aguas MM es la basada en el contenido<br />
aniónico y catiónico predominante (tabla 5). Además de aguas MM con ión predominante,<br />
sean los aniones (cloruradas, sulfatadas, bicarbonatadas...), o los cationes (sódicas, cálcicas,<br />
magnésicas,...), también se usan en terapéutica otras aguas con elementos mineralizantes,<br />
que sin ser predominantes, pueden ejercer efectos sobre el organismo, tal como ocurre con<br />
las aguas ferruginosas, sulfuradas, radiactivas, carbogaseosas, etc., así como aguas<br />
débilmente mineralizadas de considerable valor como diuréticas o de arrastre y lavado.<br />
TABLA 5. CLASIFICACION DE LAS AGUAS MINEROMEDICINALES<br />
SEGÚN SU COMPOSICIÓN QUÍMICA<br />
AGUAS MINERALES CON MÁS DE 1 g/l DE SUSTANCIAS MINERALIZANTES<br />
CLORURADAS<br />
SULFATADAS<br />
BICARBONATADAS<br />
CARBOGASEOSAS<br />
Fuertes (más de 50 g/l)<br />
Medianas (entre 10 y 50 g/l)<br />
Débiles (menos de 10 g/l)<br />
Sódicas<br />
Magnésicas<br />
Cálcicas<br />
Mixtas :<br />
- Cloruradas<br />
- Bicarbonatadas<br />
Sódicas<br />
Cálcicas<br />
Mixtas<br />
AGUAS MINERALES CON ELEMENTOS MINERALIZANTES ESPECIALES<br />
SULFURADAS (más de 1 mg de S. tit./l) Sódicas<br />
Cálcicas<br />
Cloruradas<br />
FERRUGINOSAS (más de 10 mg/l)<br />
RADIACTIVAS (más de 1,82 nCi/l o 67,3 Bq/l)<br />
AGUAS CON MINERALIZACIÓN INFERIOR A 1 g/l<br />
16
A continuación se expone la clasificación de aguas minerales que se cita en regula el<br />
proceso de elaboración, circulación y comercio de aguas de bebida envasadas, que es el que<br />
están actualmente en vigor con una modificación que se estableció en el año 2003 que<br />
únicamente afecta a los tratamientos a que pueden ser sometidas estas aguas (tabla 6) (R.D.<br />
1074/2002 de 18 de octubre; R.D. 1744/2003 de 19 de diciembre).<br />
TABLA 6. CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS DE BEBIDA ENVASADAS (R.D.<br />
1074/2002 de 18 de octubre)<br />
AGUAS MINERALES NATURALES<br />
AGUAS DE MANANTIAL<br />
AGUAS PREPARADAS<br />
AGUAS DE CONSUMO PÚBLICO<br />
ENVASADAS<br />
Aquellas bacteriológicamente sanas que tengan su origen en un estrato<br />
o yacimiento subterráneo y que broten de un manantial en uno o varios<br />
puntos de alumbramiento, naturales o perforados.<br />
Se distinguen de las restantes aguas potables:<br />
1. Por su naturaleza, caracterizada por su contenido en<br />
minerales, oligoelementos y otros componentes y, en<br />
ocasiones, por determinados efectos.<br />
2. Por su pureza original.<br />
Son las potables de origen subterráneo que emergen espontáneamente<br />
en la superficie de la tierra o se captan mediante laborales practicadas a<br />
efecto, con las características naturales de pureza que permiten su<br />
consumo.<br />
Son las sometidas a tratamientos autorizados físico-<strong>químicos</strong>; se<br />
pueden diferenciar en los siguientes tipos:<br />
1. Potables preparadas<br />
2. De abastecimiento público preparadas<br />
Son aquellas aguas potables de consumo público envasadas<br />
coyunturalmente para distribución domiciliaria.<br />
5. Características generales y propiedades físicas y físico-químicas de los<br />
peloides<br />
Los peloides son agentes terapéuticos termoterápicos constituidos por un<br />
componente sólido más o menos complejo y otro líquido, que puede ser agua<br />
mineromedicinal, de mar o de lago salado.<br />
La definición adoptada en la Conferencia de la I.S.M.H de Dax (Francia) en 1949,<br />
después de amplias discusiones y con la consideración de las denominaciones usadas en los<br />
distintos países, queda como sigue: “Se designa peloide a los productos naturales<br />
consistentes en la mezcla de un agua mineral, comprendidas el agua de mar y la de<br />
lagos salados, con materias orgánicas o inorgánicas, resultantes de procesos geológicos<br />
o biológicos o a la vez geológicos y biológicos, utilizados en terapéutica en forma de<br />
emplastos o baños “.<br />
En la composición <strong>del</strong> peloide interviene un sustrato sólido, fundamentalmente<br />
mineral (sedimentos, arcillas,…), y un componente líquido, más frecuentemente agua<br />
mineromedicinal, de mar o de lago salado.<br />
La clasificación actual de peloides se acordó en la Conferencia de la I.S.M.H. en<br />
Dax (1949). Se establecen distintos grupos en función <strong>del</strong> componente sólido y origen <strong>del</strong><br />
peloide, la naturaleza y temperatura de las aguas minerales, así como las condiciones de<br />
maduración (tabla 7).<br />
17
Tabla 7<br />
Clasificación hidrológica internacional de los peloides (S.I.M.H. 1949)<br />
Denominación<br />
<strong>del</strong> peloide<br />
Fangos (boue, mud,<br />
schlamm, fanghi)<br />
Limos (limans)<br />
Turba (tourbes,<br />
peat, moor, torbe)<br />
Biogleas (mousses,<br />
barégines, muffe)<br />
Otras biogleas<br />
Sapropelli<br />
Gyttja<br />
Componente<br />
sólido<br />
Origen<br />
Prevalentemente<br />
inorgánico<br />
(mineral)<br />
Prevalentemente<br />
inorgánico<br />
(mineral)<br />
Prevalentemente<br />
orgánico<br />
Prevalentemente<br />
orgánico<br />
Prevalentemente<br />
orgánico<br />
mixto<br />
mixto<br />
Agua mineral<br />
Naturaleza<br />
química<br />
Sulfurada,<br />
sulfatada,<br />
clorurada,<br />
bromurada,<br />
yodurada<br />
Agua de mar o<br />
de lago salado<br />
Alcalina,<br />
carbonatada,<br />
ferruginosa,<br />
sulfurada<br />
Agua de mar<br />
Sulfurada<br />
Agua mineral<br />
distinta a la<br />
sulfurada<br />
Alcalina,<br />
ferruginosa,<br />
sulfurada<br />
Agua de mar<br />
Temperatura<br />
Hipertermal<br />
Mesotermal<br />
Hipotermal<br />
Hipotermal<br />
Hipertermal<br />
Mesotermal<br />
Hipotermal<br />
Hipotermal<br />
Hipertermal<br />
Hipertermal<br />
Mesotermal<br />
Hipotermal<br />
Hipotermal<br />
Hipotermal<br />
Condiciones de<br />
maduración<br />
a) In situ<br />
b) En tanque<br />
In situ<br />
a) Al aire libre<br />
b) En recinto<br />
cerrado<br />
In situ<br />
In situ<br />
In situ<br />
In situ<br />
18
Desde el punto de vista físico-químico, el peloide se presenta como un sistema<br />
heterogéneo; para Lary y otros autores, se trata de una auténtica suspensión coloidal, en la<br />
cual las partículas, sean vegetales o minerales, tienen unas dimensiones suficientemente<br />
grandes para dispersarse y no disolverse. Este estado coloidal proporciona a los peloides sus<br />
características físicas particulares tanto desde el punto de vista de la plasticidad como de la<br />
conductividad térmica.<br />
La profesora San Martín Bacaicoa postula que las características generales y las<br />
propiedades físicas que poseen mayor influencia en las aplicaciones terapéuticas son la<br />
homogeneidad, plasticidad, capacidad de retención de agua, capacidad calorífica y<br />
conductividad. Otras características que definen un peloide son el aspecto, color, olor, sabor<br />
y pH; en algunos casos también se determina la radioactividad presente, ya que ésta puede<br />
contribuir a las acciones terapéuticas.<br />
5.1. Aspecto.- Los peloides son masas compactas más o menos homogéneas según<br />
sea su complejo coloidal hidrófilo que favorece la mezcla de sus componentes sólido<br />
y líquido. Así, cuando en la composición de un peloide intervienen arcillas con gran<br />
superficie de adsorción y alta capacidad absortiva, la interposición de grandes<br />
cantidades de agua entre las láminas <strong>del</strong> filosilicato permite formar una masa<br />
esponjosa y moldeable.<br />
5.2. Color.- Presentan gran variabilidad, desde el gris verdoso al marrón oscuro,<br />
siendo en general más oscuros cuanto mayor es su contenido en sulfuro de hierro.<br />
5.3. Olor.- Condicionado por el contenido en sulfuro de hierro, ya que si éste falta,<br />
no presentan características reseñables.<br />
5.4. Sabor.- Depende esencialmente <strong>del</strong> componente líquido <strong>del</strong> peloide, pudiendo<br />
ser estíptico, metálico, salado, amargo, alcalino, etc.<br />
5.5. Capacidad de intercambio iónico.- Esta propiedad la presentan en mayor o<br />
menor grado todos los minerales de arcilla y en los peloides puede dar lugar a<br />
cambios iónicos con los elementos de las aguas mineromedicinales empleadas en su<br />
preparación y maduración; la montmorrillonita posee una capacidad de intercambio<br />
iónico de 90 miliequivalentes por 100 gramos de arcilla seca y la caolinita de 10 meq<br />
por 100 gramos.<br />
5.6. pH.- El pH de un peloide es importante a la hora <strong>del</strong> contacto con la piel, ya que<br />
si éste es muy alcalino o muy ácido puede modificar el equilibrio fisiológico <strong>del</strong><br />
manto cutáneo y alterar por tanto sus propiedades y su fisiología. El pH va a<br />
depender de la composición química <strong>del</strong> peloide -o de la arcilla con que se ha<br />
elaborado- y <strong>del</strong> pH <strong>del</strong> agua MM con la que se haya mezclado. Generalmente los<br />
fangos y los sapropellis poseen un pH neutro o alcalino (pH entre 6 y 10) y las turbas<br />
pueden oscilar entre pH muy ácido, desde 1.5, hasta 8.5. Pocas normas existen al<br />
respecto, aunque la norma cubana de peloides establece unos máximos de pH = 6-8<br />
para el componente sólido de fangos y limos, y pH < 6 para las turbas.<br />
19
5.7. Homogeneidad y plasticidad.- Cuanto mayores sean estas propiedades tanto<br />
mejor será la adaptación a la superficie corporal sobre la que se aplica. Se relacionan<br />
fundamentalmente con el carácter coloidal y están estrechamente relacionadas con el<br />
contenido acuoso. En general, los test de plasticidad (plasticidad y consistencia) son<br />
dependientes de las propiedades reológicas <strong>del</strong> peloide.<br />
5.8. Capacidad de retención de agua.- Es la cantidad de agua que por gramo de<br />
producto virgen o en estado nativo es capaz de retener un peloide. Generalmente<br />
oscila entre el 30 y el 50%, y es tanto mayor cuanto mayor es el porcentaje de<br />
coloides hidrófilos y materia orgánica; así, en las turbas, este porcentaje puede<br />
alcanzar el 90% La cantidad de agua absorbida por el fango determina su plasticidad<br />
y de ella depende el comportamiento térmico.<br />
5.9. Componente sólido.- Es el residuo que queda después de someter el peloide a<br />
una temperatura de 105 ºC, hasta total desecación. Cuando la temperatura se eleva a<br />
850 ºC, se obtienen las cenizas. A partir <strong>del</strong> componente sólido también se puede<br />
determinar el contenido en agua.<br />
El contenido medio de agua y sustancias orgánicas e inorgánicas de los distintos<br />
tipos de peloides se refleja en las tablas 8 y 9, tomadas de la revisión que sobre<br />
peloides realiza Porlezza.<br />
Tabla 8<br />
Contenido en agua de diferentes peloides (tomado<br />
de Porlezza, 1965)<br />
Tipo de peloide % H2O<br />
Turba alta<br />
Turba baja<br />
Tierra turbosa<br />
Fango orgánico<br />
Limo<br />
86-89<br />
75-90<br />
70-77<br />
70-90<br />
40-70<br />
Tabla 9<br />
Contenido en sustancias inorgánicas y orgánicas de diferentes peloides (tomado de<br />
Porlezza, 1965)<br />
Tipo de peloide % sustancias inorgánicas % sustancias orgánicas<br />
Turba alta<br />
Turba baja y t. terrosa<br />
Fango orgánico<br />
Limo<br />
Fango arcilloso, arcilla<br />
1-5<br />
1-70<br />
54-80<br />
97-98<br />
96-99.7<br />
95-99<br />
30-99<br />
20-46<br />
1.7-2<br />
0.3-4<br />
20
5.10. Viscosidad.- Está igualmente ligada a la estructura coloidal. La noción de<br />
viscosidad está estrechamente ligada al contenido en agua <strong>del</strong> fango y de ella<br />
dependen una serie de factores como la capacidad térmica, la concentración iónica y<br />
la dilución de sus componentes orgánicos.<br />
Esta propiedad además es importante para la buena manejabilidad y aplicación de los<br />
peloides; en general, los peloides elaborados a partir de arcillas tipo esmectitas<br />
(hinchables) son más viscosos y plásticos que los elaborados con otros tipos de<br />
arcillas, y también más que los preparados con turbas.<br />
5.11. Volumen <strong>del</strong> sedimento.- Es el espacio ocupado por una gramo de sustancia<br />
sólida en estado nativo. En general es inverso al contenido en cenizas y su valor<br />
oscila entre 2 y 45 cm 3 , siendo para la turbas entre 15 y 45 cm 3 y para los fangos<br />
inorgánicos entre 2 y 4 cm 3 . La capacidad de hinchamiento también puede<br />
expresarse como la relación entre el volumen de sedimento y el volumen <strong>del</strong> sólido<br />
en su estado natural.<br />
5.12. Densidad.- Es tanto mayor cuanto mayor sea su contenido en cenizas,<br />
disminuyendo con la hidratación de la fase sólida.<br />
La densidad también va a condicionar la manejabilidad <strong>del</strong> peloide, por lo que son<br />
deseables densidades altas, alrededor de 1-1.5 · 10 3 kg m -3 .<br />
5.13. Presión hidrostática.- Es una propiedad que se relaciona con su aplicación;<br />
depende <strong>del</strong> peso específico y <strong>del</strong> grosor de la capa de peloide. En la aplicación<br />
terapéutica o cosmética se recomienda no sobrepasar los 25-30 g/cm 2 , ya que si se<br />
superan los 40 g/cm 2 se pueden producir trastornos mecánicos en la función<br />
respiratoria y circulatoria.<br />
5.14. Capacidad calorífica.- Es una de las propiedades más importantes de los<br />
peloides, ya que va a determinar en gran medida su comportamiento térmico. Se<br />
utiliza el calor específico Cp y, en general, es deseable un alto calor específico, junto<br />
con una baja conductividad térmica para mantener durante el mayor tiempo posible<br />
el efecto termoterápico en la zona de aplicación.<br />
En el caso <strong>del</strong> agua pura, el valor <strong>del</strong> calor específico es de 4.18·10 3 J K -1 kg -1 , muy<br />
elevado comparado con los calores específicos de determinados componentes de los<br />
peloides. Así, en las arcillas el calor específico oscila entre 0. 92·10 3 y 1,50·10 3 J K -1<br />
kg -1 , el <strong>del</strong> óxido de aluminio es de 0.75·10 3 , el <strong>del</strong> óxido de hierro 0.67·10 3 , óxido<br />
de magnesio 0.50·10 3 y de la mica 0.83·10 3 , tomados como ejemplos. En los<br />
peloides, los calores específicos varían entre 2 y 3.5·10 3 J K -1 kg -1 para un gran<br />
contenido en componente inorgánico, llegando hasta 4 J K -1 kg -1 cuando el<br />
componente orgánico es más elevado.<br />
Algunos autores utilizan también la capacidad calorífica volumétrica cvol, que define<br />
la cantidad de calor que hay que aportar o detraer para elevar o disminuir un grado la<br />
unidad de volumen de una sustancia (Cvol = Cp · ρ).<br />
21
5.15. Conductividad térmica.- La capacidad de ceder o transmitir energía térmica<br />
es muy importante en peloterapia; para ello se preferirán peloides con baja<br />
conductividad térmica para que el efecto térmico sea más duradero. La<br />
conductividad es dependiente, en gran parte, <strong>del</strong> contenido acuoso <strong>del</strong> peloide y, por<br />
tanto, íntimamente relacionada con su capacidad de retener agua y escasamente <strong>del</strong><br />
contenido mineral.<br />
Según Prat y Brozeck, en los peloides con un componente mineral menor <strong>del</strong> 65%, la<br />
conductividad térmica aumenta con el porcentaje de agua; para peloides con un<br />
contenido mineral de más <strong>del</strong> 65%, ésta disminuye con el porcentaje de agua. En los<br />
peloides los valores de conductividad térmica se encuentran alrededor de 0.5 W m -1<br />
K -1 .<br />
La recíproca <strong>del</strong> coeficiente de conductividad térmica es la retentividad, término<br />
introducido por primera vez por Lewis en el año 1935, y su valor está influenciado,<br />
en gran parte, por el contenido acuoso y escasamente por el contenido mineral.<br />
Indica la capacidad <strong>del</strong> peloide para retener el calor y los valores se encuentran entre<br />
6 y 8 ·10 6 s m -2 . La retentividad (R) se relaciona con la conductividad térmica (κ)<br />
mediante la ecuación:<br />
Cvol<br />
R =<br />
κ<br />
En general, los peloides son malos conductores <strong>del</strong> calor puesto que es considerable<br />
su capacidad retentiva; las turbas -cuando se aplican en forma de cataplasma- poseen<br />
una retentividad mayor que el resto de los peloides ya que la transmisión de calor por<br />
convección se encuentra muy disminuida. Esta propiedad justifica el que en las<br />
aplicaciones de peloides se toleren temperaturas más elevadas que en la aplicación<br />
de técnicas de hidroterapia (el agua es mucho mejor conductora) y, por tanto, que la<br />
temperatura indiferente de los peloides se considere más alta que la <strong>del</strong> agua. Los<br />
estudios de Hata, mediante determinaciones <strong>del</strong> metabolismo basal, han podido<br />
comprobar que la temperatura indiferente tanto para el agua como para los peloides<br />
es de 35 ºC, pero en los peloides la zona de indiferencia es más amplia por ser su<br />
acción más moderada, lo que justifica que los efectos termoterápicos de los peloides<br />
sean superiores a los <strong>del</strong> agua cuando se aplican a idénticas temperaturas.<br />
Además, se ha podido comprobar que los intercambios calóricos dependen de la<br />
concentración <strong>del</strong> peloide; cuando las turbas se diluyen en agua -una parte de turba<br />
por dos de agua-, se produce una disminución tanto de la conductividad térmica<br />
como de los movimientos de convección <strong>del</strong> fluido, llegando esta reducción hasta un<br />
tercio.<br />
Debido a esta mala conductividad, el fango puede considerarse como un auténtico<br />
reservorio térmico cuando se aplica en forma de cataplasma general o parcial; así, se<br />
soporta fácilmente un baño de fango, incluso a 48 ºC y muy difícilmente un baño de<br />
agua a 44 ºC.<br />
Por otra parte, siempre se ha considerado que las propiedades térmicas de los<br />
peloides minerales eran inferiores a las de las turbas, pero datos obtenidos por<br />
diversos autores muestran que no siempre es así, y que depende mucho de la<br />
composición y porcentaje de agua <strong>del</strong> peloide.<br />
22
5.16. Cinética de calentamiento y enfriamiento.- Desde el punto de vista<br />
termofísico es uno de los parámetros más importantes ya que va a condicionar sus<br />
aplicaciones termoterápicas. El índice o tasa de enfriamiento en general es bajo en<br />
cualquier tipo de peloide y está condicionado por el contenido acuoso y <strong>del</strong><br />
componente sólido, siendo más bajo cuanto más abundante sea la fracción orgánica<br />
(es el caso de las turbas).<br />
Como conclusión, se puede decir que todos los peloides tienen un bajo poder de<br />
conducción <strong>del</strong> calor y tanto más bajo cuanto mayor sea su contenido en agua y en<br />
coloides orgánicos. Todavía más bajo es el poder de convección <strong>del</strong> calor, pero en<br />
este caso es directamente proporcional a su contenido en agua. Finalmente, el poder<br />
de irradiación es despreciable aún en los peloides más claros.<br />
6. Las aguas mineromedicinales <strong>del</strong> balneario de Lugo<br />
En Galicia hay documentadas más de 300 fuentes mineromedicinales de las cuales<br />
22 se explotan como balnearios. Estas aguas en su gran mayoría proceden de la infiltración<br />
<strong>del</strong> agua de lluvia o marina y su posterior calentamiento en profundidad. Debido al sustrato<br />
geológico de Galicia, constituido por rocas ígneas y metamórficas que determina las<br />
características de las aguas, los manantiales suelen poseer aguas de baja mineralización,<br />
bicarbonatadas sódicas, fluoradas y con abundante silicio. En cuanto a la temperatura, se<br />
observa que muchos de ellos son hipertermales.<br />
El agua MM <strong>del</strong> balneario de Lugo emerge a un temperatura de 43.5 ºC, posee un pH<br />
de 7.82 y un característico olor a huevos podridos. Es un agua MM por tanto hipertermal, de<br />
mineralización débil, caracterizada por la presencia de hidrógeno sulfurado, bicarbonato,<br />
sodio y sílice, y rica en microelementos como cobre, zinc, hierro o manganeso. Es además<br />
radiactiva, por lo que atendiendo a su composición química se considera agua MM<br />
sulfurada sódica, radiactiva.<br />
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