Biofisica de fluidos
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BIOFISICA DE FLUIDOS
DR. ROMMEL JUAREZ Z
BIOFISICA DE FLUIDOS
•FLUIDOS • El aire y la sangre son fluidos, que circulan por los sistemas respiratorio y circulatorio, respectivamente.
Respiramos aire atmosférico• La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a
la tierra y está compuesta por:• 20,93 % de O2• 0,03 % de CO2• 79,04 % de N2 y otros gases inertes
• Si hay vapor de agua, disminuyen proporcionalmente todos los porcentajes.
¿Qué es la sangre?
Fluido rojo, opaco, constituido por :
Elementos celulares (glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas) suspendidos en un medio acuoso amarillento (plasma).Plasma: proteínas, hidratos de carbono, lípidos, electrolitos, productos metabólicos, gases, en solución acuosa.
Respiración externa: función
Intercambio de gases entre el cuerpo y el exterior: absorción de O2 y remoción de CO2
Circulación sanguínea: función• A través del árbol circulatorio la sangre
transporta a los tejidos las sustancias absorbidas en el tubo digestivo y el O2 absorbido en los pulmones
• Transporta CO2 a los pulmones y otros productos metabólicos a los riñones.
• Además: regula la temperatura corporal, distribuye hormonas y otras sustancias que regulan las funciones celulares.
Circulación sanguínea: función
Sistema circulatorio: anatomía• 1. Organo de bombeo: el corazón
• 2. Vasos que conducen y distribuyen la sangre: arterias y arteriolas
• 3. Lugar donde se realiza el intercambio: los capilares
• 4. Los vasos de retorno: vénulas y venas
¡Y ahora un poco de biofísica!
La fuerza impulsora para el movimiento de un fluido es una diferencia de presión (∆P)
• Los fluidos circulan desde áreas con mayor presión hacia áreas con menor presión
Presión hidrodinámica• Al ser impulsada por el corazón la sangre adquiere
presión hemodinámica, compuesta por dos términos:
• • Presión hidrostática (hemostática) o presión lateral
(P), ejercida contra las paredes de los vasos.
• Presión cinemática (Pc), ejercida sobre un plano perpendicular a la dirección de circulación, y debida a la energía cinética recibida ( Pc = ½ . V2)
Caudal, presión y resistencia
El caudal sanguíneo (C) es constante.
La presión hemostática va disminuyendo a medida que la sangre se aleja del corazón, debido a la resistencia.
P1
P C = Cuanto mayor es la resistencia (R),
R mayor es la caída de presión (P).
P2 P = P1 - P2
Resistencia (R)
Las fuerzas de rozamiento se oponen a la circulación de la sangre haciéndole perder energía en forma de calor:
Rozamiento entre la sangre y las paredes del vaso (resistencia vascular).
Rozamiento entre sucesivas capas del líquido (viscosidad )
Para un tubo cilíndrico en regimen laminar:
8. L . R =
. r4
Viscosidad de la sangreTiene un valor de 0,045 Poisse. (versus 0,01 Poisse
para el agua). Este aumento se debe a:
hematocrito (porcentaje del volumen de la sangre ocupado por los glóbulos rojos)
las proteínas la resistencia a la deformación de los glóbulos rojos.
Velocidad de la sangreEl caudal sanguíneo es constante pero la velocidad es
inversamente proporcional a la sección del lecho vascular (sección transversal completa a cierta distancia del corazón).
C = v . s
La sección transversal aumenta de 4,5 cm2 en la aorta a 4500 cm2 en los capilares.
GRACIAS