Presentación de Prueba: Tópico de Física para Medicina

DIPLOMADO EN DOCENCIA UNIVERSITARIA : 

DIPLOMADO EN DOCENCIA UNIVERSITARIA Módulo 3: Introducción de Tecnologías en Educación Presentación de prueba : Tópico de Física para Medicina

Fluidos ideales en movimiento. Elasticidad vascular : 

Fluidos ideales en movimiento. Elasticidad vascular L Arrascue, Y Milachay, A Macedo

Fluidos ideales : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 3 Fluidos ideales Un fluido ideal es incompresible (si su densidad no cambia) y no es viscoso (no tiene fricción interna). El camino de un partícula individual en un fluido en movimiento se llama línea de flujo. Si el patrón del flujo no cambia con el tiempo, se considera que el flujo es estable. El flujo puede ser: Laminar, en el que las capas adyacentes de fluido se deslizan suavemente unas sobre otras. Turbulento, donde el flujo es irregular y caótico.

Ecuación de continuidad: conservación de la masa : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 4 Ecuación de continuidad: conservación de la masa Gasto o rapidez del flujo El producto de la rapidez del fluido ideal por el área que atraviesa es constante en todos los puntos. La circulación de la sangre constituye un circuito continuo, es decir, si un volumen de sangre es impulsado por el corazón, el mismo volumen debe circular por cada una de las subdivisiones del aparato circulatorio y regresar a él.

Ejercicios : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 5 Ejercicios El gasto cardiaco de un hombre normal es 5,0 L de sangre por minuto. Determine: el área de la sección transversal de la aorta si la sangre en ese vaso tiene una rapidez de 28,0 cm/s, y la rapidez de flujo sanguíneo en la vena cava inferior, sabiendo que la sección transversal de la vena cava inferior es 5/2 de la sección transversal de la aorta. Solución a) A = Q/v = (5,0103 cm3/ 60 s)/(28,0 cm/s) A = 3,0 cm2 b) vvena = (Aaorta / Avena)vaorta = (2/5)/(28,0 cm/s) vvena = 11 cm/s Un vaso sanguíneo de radio r se divide en cuatro vasos sanguíneos, cada uno de radio r/3. Si la rapidez media en el vaso más ancho es v . ¿Cuál es la velocidad media en cada uno de los vasos estrechos? Solución

Ejercicios : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 6 Ejercicios La velocidad de flujo de los capilares es mucho menor que en la aorta. Si por una aorta de 9,00 mm de radio fluye sangre a 30,0 cm/s . Calcule el gasto en m3/s . Aunque el área de la sección recta de un capilar es mucho menor que la de la aorta, existen muchos capilares, de forma que el área total de sus secciones rectas es mucho mayor. Si toda la sangre procedente de la aorta pasa a los capilares en donde la velocidad de flujo es de 1,00 mm/s, calcule dicha área total. Considere que: Aaortavsangre aórtica = Acapilarvsangre capilar Solución (a) (b)

Ecuación de Bernoulli: Conservación de la energía : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 7 Ecuación de Bernoulli: Conservación de la energía Para un fluido ideal se cumple: Si el vaso conductor es recto y está en posición horizontal: A menudo se dice a los niños que eviten parase muy cerca de un tren que se mueve a alta velocidad porque pueden ser succionados por el tren. ¿Esto es posible? Explique su respuesta analizando la ecuación de Bernoulli. Respuesta. Debido al movimiento del tren, la velocidad del aire es mayor en A que en B, vA > vB entonces usando la ecuación de Bernoulli, pA < pB y el niño es empujado por el aire hacia el tren.

Ejercicios : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 8 Ejercicios Un aneurisma es una dilatación anormal de un vaso sanguíneo como la aorta. Suponga que, debido a un aneurisma, la sección transversal A1, de la aorta aumenta a un valor A2 = 1,71 A1. La rapidez de la sangre a lo largo de una porción normal de la aorta es v1 = 0,40 m/s, estando la persona en posición horizontal (la persona está acostada). Determine por cuánto supera la presión en la región dilatada a la presión en la región normal. Densidad de la sangre: 1 056 kg/m3. Solución La ecuación de continuidad indica: Se cumple la ecuación de Bernoulli:

Ejercicios : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 9 Ejercicios En una arteria se ha formado una placa arteriosclerótica, que reduce el área transversal a 1/5 del valor normal. Determine la presión en el punto donde ha habido este accidente vascular. Presión media normal de la sangre, 13,3 kPa; velocidad normal de la sangre, 0,120 m/s, densidad de la sangre, 1 056 kg/m3 . Solución La ecuación de continuidad indica: De la ecuación de Bernoulli:

Elasticidad vascular : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 10 Elasticidad vascular Los vasos sanguíneos se deforman al conducir sangre por su interior. Cualquier porción de la pared del vaso sanguíneo está sometido a una presión interior (pint), una presión exterior (pext) y debido a la deformación elástica aparece la tensión superficial (tensión parietal γ) la cual es la fuerza por unidad de longitud que actúa paralela a la superficie. La tensión superficial se mide en N/m o N/cm. La presión transmural (ptr) es la diferencia entre la presión interior y la exterior de un vaso:

Elasticidad vascular : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 11 Elasticidad vascular Considerando que el espesor de la pared vascular es despreciable, para geometrías esféricas, el equilibrio se mantiene porque la presión interior es más grande que la presión exterior y además por que la esfera no se separa en dos mitades gracias a la tensión superficial (parietal). Fuerza ejercida por la presión transmural: Fuerza ejercida por la tensión superficial: Como hay equilibrio: Ley de Laplace

Elasticidad vascular : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 12 Elasticidad vascular Para geometrías cilíndricas: Fuerza ejercida por la presión transmural: Fuerza ejercida por la tensión superficial: Como hay equilibrio: Ley de Laplace

Ejercicios : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 13 Ejercicios En un recién nacido sano, la tensión superficial alveolar al final de la espiración es de 5,0103 N/m y el radio del alvéolo de forma esférica es de 50 106 m . En los recién nacidos que sufren la enfermedad de la membrana hialina, la tensión superficial al final de la espiración vale 25,0103 N/m y el radio alveolar es de 25 106 m . Calcule el valor de la presión transmural necesaria para inflar los alvéolos en cada caso. Solución: En el recién nacido sano: En el recién nacido enfermo: Por lo tanto el niño enfermo deberá realizar un esfuerzo superior para respirar, dado que tendrá que conseguir una presión transmural diez veces mayor que la del recién nacido sano.

Ejercicios : 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 14 Ejercicios Considere que el intestino tiene forma cilíndrica con un radio de 3,0 cm . Si la tensión superficial es de 1,5104 N/m, calcule la diferencia entre la presión interior y exterior del intestino. Solución La diferencia es la presión transmural:

Slide 15: 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 15 Fin de la presentación

Slide 16: 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 16 Los alvéolos son sacos recubiertos en su pared interna por líquido y agente tensoactivo, hay aproximadamente 300 millones de ellos en todo el aparato respiratorio, ubicados en las terminaciones de los bronquiolos pulmonares. En ellos se producen el intercambio de gases entre la sangre y el aire inspirado. Este intercambio permite al organismo obtener el gas principal para el mismo (oxígeno). Nota: Cuando los pulmones carecen del líquido tensoactivo o está inactivo, los alvéolos se aplastan. Una sustancia llamada surfactante pulmonar se encarga de que no se colapsen (que se mantengan siempre abiertos y no se cierren al expulsar el aire en cada respiración). El surfactante pulmonar está presente en el feto a las 34 semanas de gestación y es de gran ayuda en el momento de la primera respiración ya que disminuye la presión que ha de realizar el bebé para abrir el alveolo por primera vez.

Slide 17: 

24/10/2010 Autor: L. Arrascue/Y. Milachay/A. Macedo 17 Hay células secretorias de agente tensoactivo que secretan la mezcla de lipoproteínas, cuando no existe esta sustancia, la expansión pulmonar es extremadamente difícil, dando lugar a atelectasias y al Síndrome de la Membrana Hialina o Síndrome de Dificultad Respiratoria en el Recién Nacido, fundamentalmente si son prematuros. Esto evidencia la importancia del surfactante. Los líquidos que revisten los alvéolos sin agente tensioactivo tienen una tensión superficial de 50 dinas/cm.; mientras que los líquidos que revisten los alvéolos con agente tensioactivo, entre 5 y 30 dinas/cm.