La Arcilla / Filosilicatos

Quienes interesados en utilizar y conocer las propiedades terapéuticas de las diferentes arcillas podrán sacar mucho mayor provecho de sus posibilidades, al estudiar su características y propiedades físico químicas. Considero la preparación del fango como un arte en si mismo, y si bien la utilización de arcillas en estado natural es de gran provecho, la posibilidad de personalizar el barro para cada tratamiento o afección, nos abre un abanico inmenso de posibilidades.

 

La mayor parte de las propiedades físico-químicas de las arcillas derivan de su morfología laminar (filosilicatos) y pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 micras), así como de las sustituciones isomórficas en las láminas, que dan lugar a la posibilidad de carga en las mismas.

Los dos primeros factores producen una elevada superficie específica en estos materiales, y a la vez, la presencia de una gran cantidad de superficie activa. Por ello pueden interaccionar con muy diversas sustancias, en especial compuestos polares.

Las consecuencias inmediatas son el comportamiento plástico en mezclas arcilla-agua con elevada proporción sólido/líquido y el hinchamiento con el desarrollo de propiedades reológicas en suspensiones acuosas.

Por otra parte, la existencia de carga en las láminas se compensa, con la entrada en el espacio interlaminar de cationes débilmente ligados y con estado variable de hidratación, que pueden ser intercambiados fácilmente mediante la puesta en contacto de la arcilla con una solución saturada en otros cationes, a esta propiedad se la conoce como capacidad de intercambio catiónico siendo  la base de multitud de aplicaciones de las arcillas.

ESTRUCTURA DE LOS FILOSILICATOS

Muchas de  las propiedades terapéuticas de las arcillas son consecuencia de sus características estructurales. Por ello es imprescindible conocer la estructura de los filosilicatos para comprender sus propiedades.

Las arcillas, al igual que el resto de los filosilicatos, presentan una estructura basada en el apilamiento de planos de iones oxígeno e hidroxilos. Los grupos tetraédricos (Si)44- se unen compartiendo tres de sus cuatro oxígenos con otros vecinos formando capas, de extensión infinita y fórmula (Si2O5)2-, que constituyen la unidad fundamental de los filosilicatos. En ellas los tetraedros se distribuyen formando hexágonos. El silicio tetraédrico puede estar, en parte, sustituido por Al3+ o Fe3+.

Estas capas tetraédricas se unen a otras octaédricas. En ellas algunos Al3+ o Mg2+, pueden estar sustituidos por Fe2+ o Fe3+ y más raramente por Li, Cr, Mn, Ni, Cu o Zn. El plano de unión entre ambas capas está formado por los oxígenos de los tetraedros que se encontraban sin compartir con otros tetraedros (oxígenos apicales), y por grupos (OH)-, de forma que, en este plano, quede un (OH)- en el centro de cada hexágono formado por 6 oxígenos apicales. El resto de los (OH)- son reemplazados por los oxígenos de los tetraedros.

La disposición de las capas y el tipo de cada una de ellas es la base de la clasificación y de la nomenclatura de los filosilicatos. Se establecen así 3 tipos básicos de filosilicatos:

  • FILOSILICATOS 1:1. Bilaminares. (-T:O-) La estructura básica está formada por una capa tetraédrica y una capa octaédrica, la cual puede ser: dioctaédrica (canditas; Caolinita, Halliosita, Nacrita) o trioctaédrica(serpentina; antigonita, lizardita, bertierina
  • FILOSILICATOS 2:1. Trilaminares. (-T:O:T-) La estructura básica está formada por dos capas tetraédricas y una capa octaédrica, la cual puede ser, también en este caso; dioctaédrica (pirofilita, vermiculitas, illitas, micas y esmectitas como la Montmorillonita y la nontronita) o trioctaédrica (talco, vermiculitas y esmectitas como la saponita y la hectorita.)
  • FILOSILICATOS FIBROSOS. Palygorskita y sepiolita, de estructura trilaminar (–T:O:T-) con la particularidad de que los tetraedros de Sílice alternan su orientación a ambos lados de la capa tetraédrica. Esta configuración estructural le dota de una gran capacidad absorbente y una menor capacidad de intercambio catiónico que las esmecs.

filosilicatos

PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS

En geoterapia son de gran importancia las siguientes propiedades físico/químicas de las arcillas;

  1. Pequeño tamaño de partículas (<2micras)
  2. Superficie específica
  3. Capacidad sorcitiva (absorción y adsorción)
  4. Capacidad de intercambio catiónico
  5. Hidratación e hinchamiento
  6. Alta plasticidad
  7. Propiedades reológicas
  8. Capacidad de retención de calor

Superficie específica y tamaño de partículas:

La superficie específica es el área externa de la superficie interna de las partículas constituyentes, se expresa en m2/g. Tenemos entonces de modo orientativo:

  • Caolinita hasta 50m2/g
  • Illita hasta 60m2/g
  • Montmorillonita entre 80 y 300m2/g
  • Palygorskita entre 100 y 200m2/g

Capacidad sorcitiva

Puede darse mediante adsorción o absorción, La adsorción se produce cuando los iones se unen a la superficie del filosilicato, luego la absorción se produce cuando los iones o moléculas polares se introducen y posicionan en el espacio interlaminar o en los canales estructurales. La capacidad de absorción de agua en las esmectitas o las arcillas fibrosas es muy elevada, alcanzando en algunos casos al 200% respecto su peso en seco. En geoterapia es habitual  aplicar la arcilla junto a principios activos orgánicos previamente absorbidos, los cuales serán asimilados al cuerpo con finalidad terapéutica.

Hidratación e hinchamiento

La absorción en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la separación de las láminas dando lugar al hinchamiento e hidratación. Este proceso depende del balance entre la atracción electroestática catión/lámina y la energía de hidratación del catión. A medida que el catión se rodea de moléculas de agua, la separación de láminas aumenta, las fuerzas de repulsión electroestáticas incrementan proporcionalmente y se produce el hinchamiento. Esta capacidad varía en cuanto a que catión interlaminar se trate,  si este fuese Sodio, es muchísima mayor que en el caso del Calcio o el Magnesio. Así es que las esmectitas sódicas son las que poseen mayor capacidad de hinchamiento.

Propiedades reológicas

Las capacidad reológica de las arcillas las hacen excelentes para formar suspensiones viscosas estables. Esto permite entre otras cosas, una muy práctica aplicación ya que se mantiene sin modificaciones durante la misma.  Dependiendo del tratamiento, ha de tenerse en cuenta esta propiedad junto con la de cobertura, ya que una alto grado de capacidad reológica generalmente esta asociada a una bajo poder cubriente.

Capacidad de intercambio catiónico

Es una propiedad fundamental, y característica fundamentalmente en las esmectitas. Consistente en la capacidad de cambiar, los iones fijados en su superficie sea exterior, interlaminar o interior por otros existentes en el medio en el  que se encuentran. Este intercambio es reversible modificando las condiciones del medio cuantas veces sea necesario.

Esta capacidad es equivalente a la medida total de cargas negativas del mineral. Estas pueden ser generadas de diferentes modos, principalmente se produce por sustituciones isomórficas dentro de la estructura, suponiendo entre un 75% y 85% de la carga neta de la partícula, siendo independiente de las condiciones de pH y de la actividad iónica del medio. Luego correspondiendo a la estructura de los bordes cristalinos, químicamente activos varía en función del pH y de la actividad iónica del medio puede ser por enlaces insaturados exteriores o por disociación de los grupos hidroxilos.

  1. Caolinita 3-5   meq/gm (mili equivalente por gramo)
  2. Illita 10-40
  3. Vermiculita 100-200
  4. Montmorillonita 80-300
  5. Sepiolita, Attapulgita (Palygorskita) 20-35

Capacidad de retención del calor

La gran capacidad de retención del calor esta relacionada con la capacidad de absorción del agua, siendo que, cuanta mayor sea su retención de agua, mayor será su capacidad de retener calor, así podemos deducir que entre los filosilicatos, las esmectitas son las que mayor retención tienen y se enfriarán más lentamente.  Esto es de importancia en el tratamiento del dolor en ciertas inflamaciones, como las reumáticas, luxaciones, etc.; también en determinados tratamientos dermatológicos (puntos negros, celulitis, limpieza de cutis,etc.), siendo el calor en si mismo un agente terapéutico.

Plasticidad

En geoterapia esta característica de las arcillas es importante ya que permite a la pasta ser moldeada y adherida al cuerpo para el tratamiento específico. La plasticidad es debida a que el agua forma una película sobre las partículas laminares, haciendo de lubricante y permitiendo el desplazamiento de unas sobre otras cuando se ejerce una presión mecánica sobre ellas.

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