Propiedades Químicas del Agua

Cada átomo de hidrógeno (H) está rodeado por dos pares de electrones (dos propios y dos compartidos con el oxígeno, O), y el átomo de oxígeno (O) está rodeado por ocho electrones (dos pares solitarios o no enlazantes y dos pares compartidos con el hidrógeno).

El carácter polar que le confiere su estructura a la molécula explica la primera propiedad química del agua: su **poder disolvente de sustancias**. Esto se debe a que disuelve moléculas que, como ella, se polarizan (moléculas que se disocian en iones positivos y negativos, los cuales se unirán a los polos opuestos del agua).

Las moléculas de agua se unen entre sí mediante **enlaces de puentes de hidrógeno**, también conocidas como **fuerzas de cohesión**. Aunque los puentes de hidrógeno son débiles, al haber tantos, le confieren una gran estabilidad al agua. Esta es la segunda propiedad química: la **estabilidad conferida por los puentes de hidrógeno** (enlaces intermoleculares).

Tras la disociación del agua, deducimos la tercera propiedad química: el **concepto de pH** y su significado para las sustancias ácidas, neutras y básicas.

El agua se disocia en iones H+ y OH-. Esta reacción de disociación está regulada por una constante de equilibrio (K_e) que es igual al producto de las concentraciones de los dos productos de la reacción:

[H+] · [OH-] / [agua]. El valor de la K_e es = 1,86·10^-16.

La concentración del agua se calcula mediante su molaridad. Si suponemos que tenemos 1 litro de agua (ya que para el agua, 1 litro = 1 dm³ = 1 kg), la molaridad será:

M = gramos / (masa molar * litros) = 1000 g / (18 g/mol * 1 L) = 55.5 mol/L.

Si despejamos de la expresión de K_e, el producto iónico del agua, [H+]·[OH-], es igual a 1,86·10^-16 · 55.5 = 1·10^-14.

En una sustancia **neutra**, como es el agua, la [H+] es igual a la [OH-]. Si [H+] = 10^-7, el pH se define como –log [H+]. El logaritmo de un número en base 10 es el exponente al que hay que elevar 10 para obtener ese número.

Para una sustancia neutra, si [H+] = 10^-7, entonces pH = -log (10^-7) = -(-7) = **7**.

En una sustancia **ácida**, la [H+] es mayor que la [OH-], por lo que el exponente es mayor a -7. El **pH es menor a 7**.

En una sustancia **básica**, la [H+] es menor que la [OH-], por lo que el exponente es menor a -7. El **pH es mayor a 7, pero siempre hasta 14**.

Propiedades Físicas del Agua: Naturaleza Térmica

• Punto de ebullición: Temperatura a la que un líquido pasa a estado gaseoso cuando se le comunica calor a la presión atmosférica. Para el agua son 100 ºC. Es tan alta debido a la gran cantidad de calor que hay que comunicarle, es decir, el trabajo que hay que aportar para romper las altas fuerzas de cohesión del agua.
• Punto de congelación: Temperatura a la que el agua pasa de estado líquido a sólido. A la presión atmosférica es igual a 0 ºC.
• Capacidad calorífica: Cantidad de calor que hay que aportar a un cuerpo para elevar su temperatura en 1 ºC. Si la cantidad de agua es 1 gramo, hablamos de **calor específico** del agua (C_e = cal/g·ºC). Para aumentar 1 ºC la temperatura de 1 gramo de agua, hay que aportar 1 caloría de calor. Esta propiedad implica que un sistema compuesto de agua es capaz de absorber mucha cantidad de energía en forma de calor sin que por ello la temperatura de nuestro cuerpo suba significativamente.
• Calor latente de vaporización: Calor que es necesario aportar por unidad de masa para que el líquido pase a vapor. La ventaja del elevado calor de vaporización que tiene el agua es que permite al organismo mantener o disminuir su temperatura.
• Conductividad térmica: Velocidad de transferencia de energía de un cuerpo a otro. En el agua es alta y se cede paulatinamente al medio con el que contacta. Por ello, se usa como medio en los tratamientos termoterapéuticos (es buena conductora de calor). C = 1428,62·10^-6 cal/(cm²·ºC).

Propiedades Físicas del Agua: Naturaleza Mecánica

• Fuerzas de cohesión: Enlaces intermoleculares que unen las moléculas de agua y las mantienen estables. Son los puentes de hidrógeno que, aunque son débiles, al haber tantos, le confieren gran estabilidad a la estructura.
• Viscosidad: Resistencia que opone un fluido al ser cambiado de recipiente. Es la fuerza que hay que ejercer para que una capa de fluido se desplace con respecto a otra. En el agua es 2 o 3 veces más alta que en otro disolvente, debido a la dificultad de movimiento y desplazamiento de unas moléculas sobre otras por las fuerzas de cohesión. Esta viscosidad está relacionada directamente con la resistencia que sufre un cuerpo introducido en el agua (resistencia hidrodinámica), aprovechada para los ejercicios de rehabilitación.
• Densidad: Es el cociente entre la masa y el volumen (D = m/V). Si el volumen (V) aumenta, la densidad (D) disminuye, ya que son inversamente proporcionales. La densidad es mayor en estado líquido que en estado gaseoso, porque en este último las moléculas se han dispersado, aumentando el volumen. Si aumentamos la temperatura, la densidad disminuye porque el volumen aumenta.
• Tensión superficial: Trabajo necesario para aumentar en una unidad de área la superficie de una película de una sustancia. La fuerza es menor en el vapor que en la superficie líquida, porque las fuerzas de cohesión son mayores en el líquido. Es más difícil moverse en la superficie porque hay que vencer tanto la resistencia hidrodinámica como la tensión superficial. Una molécula dentro de una masa de agua es atraída en todas las direcciones por las moléculas que la rodean. Sin embargo, las gotas de la superficie experimentan distintas atracciones en el interior que en el exterior, viéndose tensionadas por unas fuerzas (tensión superficial). Por ello, cuando nos movemos en la superficie, tenemos que vencer la tensión superficial y la resistencia hidrodinámica, mientras que en el interior solo la resistencia hidrodinámica. Al subir la temperatura, bajan las fuerzas de cohesión y la tensión superficial.
• Presión osmótica: Es la presión que ejerce el soluto de una disolución sobre una membrana semipermeable (P = F/S), lo que provoca que a través de ella pase el disolvente del medio menos concentrado al más concentrado hasta igualar concentraciones (ósmosis). Una solución es **isotónica** si ejerce la misma presión osmótica que el suero sanguíneo, al tener la misma concentración de sales. Es **hipertónica** si ejerce mayor presión osmótica que el suero sanguíneo, e **hipotónica** si ejerce menor presión osmótica que el suero sanguíneo. El paso del disolvente por la membrana semipermeable se llama fenómeno de ósmosis.
• Presión hidrostática: Es la presión que ejerce el agua sobre las paredes del recipiente y sobre el cuerpo introducido. Depende de la profundidad.

Principios Físicos de la Hidroterapia

Principios Térmicos

• Capacidad calorífica.
• Conductividad térmica.

Principios Mecánicos

Por Factores Hidrostáticos

Cuando ni la persona ni el agua se mueven, intervienen dos principios:

Presión Hidrostática

El Principio de Pascal establece que la presión a la que está sometido un punto en el agua equivale al peso de una columna de agua de sección unitaria y de altura igual a la profundidad del punto. Su aplicación en hidroterapia permite deducir el aumento de presiones a medida que se profundiza.

Esquema de Gauer

El Esquema de Gauer es la representación gráfica del aumento de presiones a las que está sometida una persona, las cuales aumentan con la profundidad.

La presión hidrostática depende del grado de profundidad y de la densidad (D = m/V) del líquido, lo que provoca un desplazamiento de los fluidos de abajo hacia arriba.

El Esquema de Gauer indica que la presión hidrostática a la que está sometida una persona sumergida en el agua produce un desplazamiento de los fluidos internos hacia la parte superior del cuerpo, ya que en la parte inferior las presiones son máximas. Si hay un exceso de fluido en el cerebro, la inmersión debe ser paulatina para evitar un desalojo brusco de sangre que pueda causar mareo. Este aumento de presiones actúa como una media compresiva.

• Inmersión: Introducción del cuerpo en el agua, total o parcialmente (el cuerpo toca el fondo).
• Flotación: El cuerpo se mantiene parcialmente en la superficie (no toca el fondo).

Flotabilidad y Peso Aparente

El Principio de Arquímedes establece que un cuerpo introducido en el agua experimenta una fuerza de empuje (E) hacia arriba, que equivale al peso del volumen de líquido que desaloja.

El Esquema de Lecremier indica que cuando la inmersión es hasta los tobillos, el peso aparente (P_a) es el 100% del peso real (P_r) del cuerpo. A medida que el nivel de inmersión aumenta, el peso aparente disminuye hasta que, en inmersión total, el P_a es aproximadamente el 10% del P_r. Esto se debe a que se desaloja un mayor volumen de agua. Es la representación gráfica del peso del cuerpo en relación con el grado de inmersión.

Por Factores Hidrodinámicos

Cuando el cuerpo se mueve, pero el agua no:

Resistencia Hidrodinámica

Es la fuerza que hay que vencer cuando un cuerpo se mueve en el agua, debido a las fuerzas de cohesión entre las moléculas. Además, el cuerpo, al moverse, crea turbulencias que también deben ser superadas.

Depende directamente de la superficie que se mueve y de la velocidad del movimiento (a mayor velocidad, mayor resistencia hidrodinámica y más difícil de vencerla; a menor superficie, menor resistencia hidrodinámica).

Por Factores Hidrocinéticos

Cuando el agua se mueve con respecto a la persona:

Acciones Percutorias

Se producen cuando el agua incide sobre la persona, generando un efecto de masaje que variará según los siguientes factores:

• Calibre: Área de salida del agua (chorros, duchas).
• Superficie de incidencia: Brazo, cuerpo entero, etc.
• Tiempo de aplicación.
• Temperatura de aplicación.
• Presión.

Agitación del Agua

Se produce cuando se inyecta aire a presión en el agua (burbujas).

Efectos del Agua en el Organismo

Cualquier tipo de agua aplicada con cualquier técnica produce dos tipos de efectos:

Efectos Primarios

Se manifiestan de forma inmediata y en la zona de aplicación (por ejemplo, al aplicar agua caliente, lo inmediato es una vasodilatación). La Regla de Houffe establece que al aplicar agua caliente se produce un desplazamiento de los líquidos internos desde el interior hacia el exterior, y si es agua fría, se desplazan desde el exterior hacia el interior debido a la vasoconstricción inicial y periférica.

Efectos Secundarios

Se manifiestan después de la aplicación y en zonas alejadas. Las Reacciones Consensuales son aquellas que aparecen en zonas relacionadas con la aplicación por proximidad. Las Zonas de Head son áreas donde se perciben los efectos de las técnicas de hidroterapia (por ejemplo, si la aplicación es en la nuca y el rostro, los efectos se sienten en la mucosa de la nariz y boca, senos paranasales, garganta, etc.; si es en el ombligo o la cresta ilíaca superior, se sienten en la vejiga, genitales y parte inferior de la columna).

Mecanismos de Transferencia de Calor

Conducción

Los cuerpos calientes presentan sus moléculas en movimiento, con una energía cinética que es mayor cuanto mayor sea su velocidad. Cuando dos cuerpos con distinta temperatura entran en contacto, las moléculas del cuerpo con mayor energía cinética chocan con las del otro, cediéndoles parte de su energía y aumentando así su temperatura. Es la transferencia de calor predominante en un cuerpo no sumergido (por ejemplo, con compresas o fomentos).

Convección

Se produce por el establecimiento de corrientes, conocidas como corrientes de convección, especialmente cuando un cuerpo está sumergido. Los fluidos internos de nuestro cuerpo, al tener mayor temperatura, poseen menor densidad y ascienden a la periferia, empujando a los fluidos más fríos (y, por tanto, más densos) hacia el interior. Este proceso establece las corrientes de convección que permiten mantener la homotermia corporal (estabilidad de la temperatura).

En un cuerpo sumergido, el agua más profunda, al estar más caliente, calienta el cuerpo. Al disminuir su temperatura, asciende a la superficie, mientras que el agua fría desciende, calentando el cuerpo en este movimiento circular.

Radiación

Transferencia de calor que ocurre entre cuerpos que no están en contacto físico, mediante la emisión de radiación en forma de calor desde el cuerpo con mayor temperatura.

Efectos Fisiológicos del Calor e Indicaciones

Se utiliza de forma suave, excediendo poco la temperatura indiferente.

• Las reacciones del organismo son **espontáneas y exotérmicas**.
• Sube la **temperatura corporal**.
• Por la vasodilatación, baja la **presión arterial (PA)** y se estimulan los barorreceptores.
• **Analgésico**.
• **Antiinflamatorio** en fase subaguda.
• A nivel muscular, produce un efecto **relajante**.
• **Sedante psíquico**.
• A nivel del tejido conjuntivo, aumenta la **elasticidad** y la extensibilidad de las fibras colágenas.
• Aumenta el **ritmo respiratorio**.

Indicaciones del Calor

• Estados estresantes.
• Procesos degenerativos (reuma, artrosis, artritis).
• Procesos que cursen dolor o inflamación (una vez superada la fase aguda).

Efectos Fisiológicos del Frío e Indicaciones

• Baja la **velocidad de las reacciones** metabólicas.
• Baja la **temperatura corporal**.
• Produce una vasoconstricción inicial, lo que eleva la **presión arterial (PA)**.
• Estimula la musculatura y aumenta la **tonicidad**.
• **Analgésico**.
• **Antiinflamatorio** en fase aguda.

Indicaciones del Frío

• Procesos inflamatorios en fase aguda (traumatismos).
• Procesos agudos que cursen dolor.
• Como anestésico local para aumentar la contractilidad.
• En estética, para aumentar la tonicidad de la piel y, a largo plazo, el trofismo.
• Favorece el retorno venoso, alternándolo con calor y elevando las piernas.

Factores que Modulan la Reacción del Organismo al Calor o al Frío

• Superficie expuesta al estímulo: A mayor superficie expuesta al calor o al frío, mayor será la reacción.
• Tiempo de exposición: A mayor tiempo, mayor respuesta.
• Características del tejido: En un organismo con tejido adiposo, los estímulos se soportan mejor que en una persona con escaso tejido adiposo (zonas blandas).
• Variaciones individuales: La respuesta a los estímulos depende de la persona (sexo, edad, etc.).
• Conductividad del medio: El calor se conduce mejor en el agua que en el aire. Por ejemplo, en una sauna (con un 10% de humedad) se soporta mejor la temperatura que en un baño de vapor (100% de humedad). En la costa, se suda más porque la evaporación es menor, lo que disminuye la tolerancia al calor.

Inmersión y Flotación: Aplicaciones Terapéuticas

1. Presión Hidrostática

En esta situación, el cuerpo está quieto y sumergido. El peso (P) se compensa con el empuje (E).

Los vasos sanguíneos venosos recogen más líquido intersticial, produciéndose una hemodilución, lo que implica un mayor flujo de sangre hacia el corazón (aumento del retorno venoso). La sangre entra en la aurícula derecha (AD), que se expande, originando la producción del péptido natriurético atrial, el cual favorece la filtración renal. Esto aumenta la diuresis, tanto por la secreción de este péptido como por la Regla de Houffe, que provoca un desplazamiento de sangre desde los depósitos externos a los internos, resultando en una mayor filtración renal y diuresis. La presión hidrostática produce una compresión que actúa principalmente sobre zonas blandas (como el abdomen), pero también se percibe a nivel respiratorio, dificultando la inspiración y facilitando la expiración. Se puede producir taquicardia al disminuir el volumen de aire inspirado (aceleración de los movimientos respiratorios).

Aplicaciones de la Presión Hidrostática

• Al reducir la carga en las articulaciones, facilita el movimiento y mejora la fuerza muscular (rehabilitación).
• Mejora el estado psicológico y emocional, proporcionando relajación y bienestar físico y mental. Útil en estados de cansancio, estrés o debilitamiento.
• Mejora la circulación venosa y reeduca la respiración debido a la dificultad en la inspiración.
• Relajación muscular.
• Mejora la percepción de posición y dirección del movimiento.
• Reeduca el equilibrio.

2. Por Factores Hidrodinámicos

Cuando el cuerpo se mueve, pero el agua no:

Según el Principio de Arquímedes, el empuje (E) reduce la carga en las articulaciones al disminuir el peso corporal (P_c). El movimiento es más fácil cuando va a favor de la flotación y puede facilitarse con movimiento asistido (usando flotadores) o dificultarse con movimiento resistido (aumentando la superficie que se mueve).

Si el movimiento es en la superficie, es más difícil debido a la tensión superficial. Este factor rehabilitador mejora la fuerza muscular, especialmente si el ejercicio va en contra de la flotación, y mejora el estado psicológico y emocional al proporcionar relajación y bienestar físico y mental.

Aplicaciones de los Factores Hidrodinámicos

• Potenciación de la musculatura debido a la resistencia que el agua opone al movimiento.

3. Por Factores Hidrocinéticos

El principal efecto es el masaje. Intervienen la presión hidrostática, el peso (P) y el empuje (E).

Mejora la memoria cinestésica y reduce la necesidad de control central de la estabilidad, especialmente tras patologías medulares.

Aplicaciones de los Factores Hidrocinéticos

• Efecto masaje: Mejora el intercambio nutricional, la tonicidad muscular y la contractilidad.
• Mejora el drenaje venoso y linfático.
• Mejora la conciencia del movimiento y el equilibrio.
• Reabsorción de edemas en tejidos.
• En órganos huecos, favorece la motilidad (a nivel intestinal, aumenta la tonicidad y mejora el tránsito).
• Disminución de la percepción del dolor.

Indicaciones Generales de la Hidroterapia

• Prevención y tratamiento de patologías degenerativas.
• Tratamiento de patologías traumatológicas, rehabilitación y lesiones deportivas.
• Tratamiento de patologías digestivas.
• Tratamiento de patologías inflamatorias que cursen dolor.
• Mejora la resistencia muscular y el equilibrio.
• Mejora la circulación de retorno.
• Tratamiento relajante y antiestrés. Puesta en forma.

Contraindicaciones Generales de la Hidroterapia

• Patologías infecciosas e inflamatorias graves.
• Hipertensión no controlada y patologías cardíacas severas.
• Estados de debilidad orgánica (postoperatorios), malestar general, estados caquéxicos (delgadez extrema).
• Patologías psiquiátricas.
• Tumores.

Factores que Influyen en la Respuesta a las Aplicaciones Hidroterápicas

Tipo Constitucional del Paciente

Lampert divide a los individuos en dos tipos:

• Tipo A: Delgado, con poca musculatura, responde con dificultad a los estímulos, prefiere las aplicaciones calientes y tiene la piel poco irrigada. En estos casos, se usarán estímulos de mayor intensidad.
• Tipo B: Reacciona fácilmente a los estímulos, de complexión fuerte, soporta bien las aplicaciones frías y tiene la piel bien irrigada. Se usarán aplicaciones hidroterápicas en menor dosis y menos intensas.

Grado de la Enfermedad

Si la enfermedad es crónica, se recomiendan técnicas menos intensas y con mayor frecuencia. En estados de agudización, se puede aumentar la intensidad y disminuir la frecuencia, aunque no en todos los estados de agudización está indicado el uso de estas técnicas.

Ritmos Diarios y Anuales

Por la mañana y por la noche, la reactividad del organismo disminuye (reacción vegetativa vagotónica: hiperfunción del Sistema Nervioso Parasimpático, SNP). Por la tarde, la capacidad reactiva es mayor (reacción vegetativa simpaticotónica: hiperfunción del Sistema Nervioso Simpático, SNS).

En primavera y verano, la capacidad de respuesta es mayor, por lo que se puede aumentar la intensidad del estímulo por la mañana para que el organismo reaccione, y por la tarde se conseguirán efectos con estímulos menores. En invierno, es necesario un mayor estímulo.

Intensidad del Estímulo

La intensidad del estímulo depende de:

• Temperatura del agua: Cuanto más alejada esté de la temperatura indiferente, mayor será la intensidad del estímulo.
• Duración de la aplicación: A mayor duración, mayor intensidad del estímulo.
• Superficie de aplicación: A mayor superficie, mayor estímulo.
• Existencia de varios tipos de estímulos: Si se aplican calor, presión y movimiento del agua simultáneamente, el estímulo será mayor.

Los estímulos **débiles** pueden debilitar el organismo y no tienen efectos beneficiosos; los de **mediana intensidad** lo fortalecen; y los **fuertes** pueden ser perjudiciales.

Intervalos de Aplicación

Para no agotar la capacidad reactiva del organismo, es necesario intercalar periodos de descanso (10-15 minutos).

Edad

La capacidad de respuesta del organismo disminuye a medida que la persona envejece.