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 Portuguese georesources suitability for medical hydrology applications
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/7869

title: Portuguese georesources suitability for medical hydrology applications
other titles: Aplicabilidade de georecursos portugueses na área da hidrologia médica
authors: Rebelo, Mariana da Silva
advisors: Rocha, Fernando Joaquim Tavares
Silva, Eduardo Anselmo Ferreira da
keywords: Ciências da terra
Recursos naturais - Portugal
Argilas - Aplicações terapêuticas
Peloterapia
issue date: 2011
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: In Portugal, there is an old tradition in using clayey materials for therapeutic purposes. They are applied in pelotherapy, at several beaches of the Atlantic coast in the form of clay-sea water mixtures (peloids) to treat skin and rheumatic diseases. During many generations, peloids have been applied without scienti c studies that prove their therapeutic validity. In the last decade, the Portuguese scienti c community has become increasingly more interested in assessing the properties that make clayey materials suitable for therapeutic purposes. The abundance of clayey formations and the established practices of medical hydrology in our country turned this interest into a new perspective of application. The studied materials include di erent clays (in age and origin) mainly collected from well-known Mesozoic-Cenozoic formations, in some cases outcropping at beaches where empirical applications occur. This thesis focus in the study of silt-clay fraction (< 63 m).To determine their suitability for therapy, compositional, physicochemical, technological, thermal and rheological properties were assessed. Conventional techniques (XRD, XRF and Sedigraph) were used to assess compositional features of silt-clay fraction. Electron microscopy (SEM, VPSEM, HREM) was used to study the micromorphology and composition of clay fraction (< 2 m). Physicochemical properties (cation exchange and speci c surface) were assessed using the Ammonium Acetate and BET methods. Technological properties (plasticity and abrasivity indices) were assessed using the Atterberg limits and Einlehner abrasion tests. Thermal properties (speci c heat and cooling kinetics) were estimated by DSC analysis and cooling tests. Pharmacotechnical tests (compressibility index, sediment volume and Brook eld viscosity) were used to assess the powder owability as well as the physical stability and viscosity of clay-water dispersions. We selected as suitable Portuguese clays for health applications the samples A-Pe, A-Be2, A-Sd, J-Fr , M-To, C-Lu1, C-Lu2, Pl-Ba, M-Ga and J-Ab because they represent safe materials, with an adequate composition, good technological, physicochemical and thermal properties for application, also presenting an adequate rheology when dispersed in water. Their most relevant characteristics are the high clay minerals content, abundant smectite, illite and kaolinite, and safe hazardous concentrations. They also showed moderate capacity to exchange Ca 2+, high plasticity, low abrasivity, high speci c heat and slow cooling kinetics. They evidenced fair powder owability and good potential to formulate viscous dispersions when stabilized. Because the majority of the assessed characteristics are in accordance with those presented by clays applied in European spas for pelotherapy, we considered this group of clays also suitable for medical hydrology treatments in Portuguese spas.

Em Portugal, o uso de materiais argilosos para fins terapêuticos é uma prática que persiste desde a antiguidade. A aplicação (peloterapia) é realizada em algumas praias do litoral Atlântico sob a forma de pastas de argila misturada com água do mar (pelóide). Ao longo de várias gerações os pelóides têm sido utilizados para tratar doenças dermatológicas e reumáticas sem estudos científicos que comprovem a sua validade terapêutica. Na última década, a comunidade científica Portuguesa tem vindo a interessar-se cada vez mais pela avaliação das propriedades que tornam os materiais argilosos adequados para peloterapia. A abundância de formações argilosas e as práticas de hidrologia médica reconhecidas no nosso pais transformaram este interesse numa nova perspectiva de aplicação. Para este estudo, foram amostradas diferentes argilas (em idade e origem) provenientes sobretudo de formações Mesozóicas-Cenozóicas bem conhecidas. Algumas destas formações a oram em praias onde a aplicação tradicional de argila ocorre. Esta tese foca-se no estudo da fracção silto-argilosa (< 63 m) dos materiais amostrados. A avaliação das suas propriedades composicionais, físico-químicas, tecnológicas, térmicas e reológicas permitiu estimar a sua aplicabilidade terapêutica. Técnicas convencionais (DRX, FRX, Sedigraph) foram utilizadas para estudar a composição da fracção silto-argilosa. A microscopia electrónica (SEM, VPSEM e HREM) permitiu estudar a micromorfologia e a composi ção da fracção argilosa (< 2 m). As propriedades físico-químicas (troca catiónica, superfície específica) foram determinadas pelos métodos do Acetato de Amónio e BET. As propriedades tecnológicas (plasticidade e abrasividade) foram avaliadas utilizando os limites de Atterberg e teste de abrasão de Einlehner. As propriedades térmicas foram determinadas recorrendo á análise térmica calorimétrica (DSC) e cinética de arrefecimento. Ensaios de tecnologia farmacêutica (compressibilidade, volume de sedimento e viscosidade de Brook eld) foram utilizados para o estudo da uidez de pós assim como da estabilidade física e viscosidade das dispersões argila-água. Foram seleccionadas como argilas Portuguesas com aplicabilidade em saúde as amostras A-Pe, A-Be2, A-Sd, J-Fr , M-To, C-Lu1, C-Lu2, Pl-Ba, M-Ga and J-Ab por serem materiais seguros e de composição adequada, com propriedades físico-químicas, tecnológicas e térmicas benéficas para aplicação. Estas argilas apresentam igualmente uma reologia apropriada quando dispersas em água. As suas características mais relevantes são o elevado conteúdo em minerais de argila, abundância de esmectite, ilite e/ou caulinite e a toxicidade aceitável. Apresentam uma capacidade razoável para trocar catiões, destacando-se o Ca 2+, assim como elevada plasticidade, baixa abrasividade, elevado calor específico e cinética de arrefecimento lenta. Por fim, evidenciaram uma uidez de pó razoável e capacidade para originar dispersões viscosas quando estabilizadas. Uma vez que a maioria das características avaliadas nas argilas Portuguesas estão de acordo com aquelas aplicadas nos spas Europeus para peloterapia, consideramos este grupo de argilas aplicável para tratamentos de hidrologia médica nos spas Portugueses.
description: Doutoramento em Geociências
URI: http://hdl.handle.net/10773/7869
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GEO - Teses de doutoramento

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