Unidad temática 1   2 parte
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Unidad temática 1   2 parte Unidad temática 1 2 parte Presentation Transcript

  • DIPLOMATURA EN ELECTROMEDICINA ACTUALIZADA Y APLICADA EN KINESIOLOGÍA Y FISIATRÍA Universidad Católica de Cuyo – San Luis Facultad de Ciencias Médicas Carrera de Lic. en Kinesiología y Fisiatría UNIDAD TEMÁTICA 1: Física Médica y Biofísica. Fisioterapia. Biol. Bárbara Espeche Cátedra de Biofísica – Cátedra de Histología y Embriología Licenciatura en Kinesiología y Fisioterapia Universidad Católica de Cuyo Sede San Luis Facultad de Ciencias Médicas E-mail: barbaraespeche@yahoo.com.ar
  • Generalidad de Hidrostática.Líquidos.Densidad y peso específico.Presión. Líquidos corporales.Principio de Pascal. Hidrodinámica.Principio de Arquímedes. Principios de la mecánicaAplicaciones biológicas. de los fluidos biológicos. Teorema de Bernouille. Viscosidad. Flujo laminar y turbulento. Volemia. Flujo.
  • LA ESTÁTICA DE FLUIDOS Se entiende por fluido un estado de la materia en el que la forma de los cuerpos no es constante, sino que se adapta a la del recipiente que los contieneLos líquidos y los gases corresponden a dos tipos diferentesde fluidos. Los primeros tienen un volumen constante que no puede modificarse apreciablemente por compresión. Se dice por ello que son fluidos incompresibles.Los segundos no tienen un volumen propio, sino que ocupan eldel recipiente que los contiene; son fluidos compresiblesporque, a diferencia de los líquidos, sí pueden ser comprimidos.
  • LA DENSIDAD DE LOS CUERPOSPara cualquier sustancia la masa y el volumen sondirectamente proporcionales. Es precisamente la constantede proporcionalidad la que se conoce por densidad y serepresenta por la letra griega r La densidad r de una sustancia es la masa por unidad de volumen de dicha sustancia. Su unidad en el SI es kg/m3peso específico peso específico pe que se define comoel cociente entre el peso P de un cuerpo y su volumen:
  • Densidad relativa La densidad relativa de una sustancia es el cociente entre su densidad y la de otra sustancia diferente que se toma como referencia o patrón:Para sustancias líquidas se suele tomar como sustanciapatrón el agua cuya densidad a 4 ºC es igual a 1000 kg/m3 la densidad relativa carece de unidades físicas.
  • Sustancia Densidad Sustancia Densidad (g/cm3) (g/cm3)Acero 7.7-7.9 Oro 19.31Aluminio 2.7 Plata 10.5Cinc 7.15 Platino 31.46Cobre 8.93 Plomo 11.35Cromo 7.15 Silicio 2.3Estaño 7.29 Sodio 0.975Hierro 7.88 Titanio 4.5Magnesio 1,76 Vanadio 6.02Níquel 8.9 Volframio 19.34
  • Sustancia Densidad Sustancia Densidad (g/cm3) (g/cm3)Aceite 0.8-0.9 Bromo 3.12Acido 1.83 Gasolina 0.68-0.72sulfúricoAgua 1.0 Glicerina 1.26Agua de 1.01-1.03 Mercurio 13.55marAlcohol 0.79 Tolueno 0.866etílico
  • LA PRESIÓNCuando se ejerce una fuerza sobre uncuerpo deformable, los efectos queprovoca dependen de cómo estárepartida sobre la superficie del cuerpo.Así, un golpe de martillo sobre un clavobien afilado hace que penetre mas en lapared de lo que lo haría otro clavo sinpunta que recibiera el mismo impacto N Vacío F dF P  2  Pa P  A dA m F   PdA
  • LA PRESIÓN 1 atm = 1,013 · 105 Pa 1 bar = 105 PaLa presión representa la intensidad de la fuerza que se ejercesobre cada unidad de área de la superficie considerada. La presión en los fluidos La fuerza que ejerce un fluido en equilibrio sobre un cuerpo sumergido en cualquier punto es perpendicular a la superficie del cuerpo. La presión es una magnitud escalar
  • La ecuación fundamental de la hidrostática F1  P0 xA F2  PxA   F 0 F2  F1  mg P x A  P0 x A  ρVg A P  P0   ρAhg P  P0  rgh P  P0  r  g  hEsta ecuación indica que: para un líquido dado y para unapresión exterior constante, la presión en el interior dependeúnicamente de la profundidad h.
  • Paradoja hidrostáticaPor tanto, todos los puntos del líquido que se encuentren almismo nivel soportan igual presión.Ello implica que: ni la forma de un recipiente, ni la cantidadde líquido que contiene, influyen en la presión que seejerce sobre su fondo, sino tan sólo la altura de líquido.Esto es lo que se conoce como paradoja hidrostática
  • Principio de Pascal: Un cambio en la presión aplicada a unfluido, es transmitido sin disminución a cada punto delfluido y a las paredes del recipiente.
  • Prensa Hidráulica La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo. F1 F2 P Presión P A1 A 2 A2 F2  F1 A1 R2 2 2 F2  2 F1 R2 F2  2 F1 R1 R1
  • Medida de la presión. ManómetroPara medir la presión empleamos un dispositivo denominadomanómetro. Como A y B están a la misma altura, la presión en A y en B debe ser la misma. Por una rama, la presión en B es debida al gas encerrado en el recipiente. Por la otra rama, la presión en A es debida a la presión atmosférica más la presión debida a la diferencia de PA=PB alturas del líquido manométrico. p=p0+r gh
  • Experiencia de Torricelli Para medir la presión atmosférica, Torricelli empleó un tubo largo cerrado por uno de sus extremos, lo llenó de mercurio y le dio la vuelta sobre una vasija de mercurio. El mercurio descendió hasta una altura h=0.76 m al nivel del mar. Dado que el extremo cerrado del tubo se encuentra casi al vacío p=0, y sabiendo que la densidad del mercurio es 13.55 g/cm3 ó 13550 kg/m3 podemos determinar el valor de la presión atmosférica.
  • Principio de Arquímedes Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojadoPuesto que la porción de fluido se encuentra en equilibrio, laresultante de las fuerzas debidas a la presión se debe anular con elpeso de dicha porción de fluido. A esta resultante la denominamosempuje E  m f  g  r f V f  g
  • Empuje y principio de ArquímedesObjetos totalmentesumergidos. Ftotal  E  Fg  ( r f  ro )Vo  gSi la densidad del objeto es menor que la densidad del líquido: el objeto sube(acelera para arriba)Si la densidad del objeto es mayor que la densidad del líquido: el objeto baja(acelera abajo). El principio de Arquímedes se puede también aplicar a los globos que flotan en aire (el aire se puede considerar un líquido)
  • Aplicaciones Biológicas Principio de Pascal Principio de ArquímedesBuscar un ejemplo de cada uno de ellos.Realizar un ejercicio de cálculo de Presión y uno dedensidad.
  • Aplicaciones biológicas:Si conocemos la masa y volumen de un cuerpo antes desumergirlo: a partir de ellos podemos calcular: densidad: d=m/V .Al conocer su masa, podemos obtener peso en el vacío: p=m·g .• La densidad nos da una idea de como están agrupadoslos átomos en el cuerpo.• Cuanto más pesados sean los átomos y más juntos esténmás denso será el cuerpo.• Si la densidad del cuerpo es igual o mayor que la dellíquido el cuerpo quedará totalmente sumergido.
  • Medidas del líquido:Por medidas directas: masa y volumenA partir de ambos podemos conocer: densidad del líquido: dL=mL / V
  • CUERPO SUMERGIDO(Magnitudes que podemos conocer)Al ir introduciendo el cuerpo en ellíquido se va desalojandopaulatinamente un volumen delíquido igual al volumen que se vaintroduciendo del cuerpo (unvolumen sustituye al otro)
  •  El líquido reacciona contra esa intromisión empujandoal cuerpo con la misma fuerza que utilizaba paramantener al líquido que estaba allí (en el lugar que estáahora el cuerpo). La fuerza empuje es igual al peso del líquidodesalojado (el que estaba allí). El cuerpo se sumerge hasta que el empuje dellíquido iguala el peso que tiene el cuerpo en el vacío. El peso del cuerpo en el vacío es: (la fuerza con que loatrae la tierra) = masa del cuerpo x gravedad = Vc · dcuerpo·g
  • Líquidos corporales:• Cuerpo humano: volumen de líquidos relativamenteconstante y una composición estable de los líquidoscorporales, es necesario para tener una buenahomeostasis, es decir en equilibrio.• Problemas clínicos: se deben a alteraciones en lossistemas que mantienen constante el nivel de estos.• Adulto normal el total de agua representaaproximadamente el 60% de su peso corporal, puedecambiar con la edad, sexo y grado de obesidad, alaumentar la edad el porcentaje de líquido disminuye,aumento de grasa corporal.
  •  Para la homeostasis se deben mantener: la cantidadtotal de líquidos corporales, las cantidades totales desolutos y mantener en equilibrio las concentraciones deambos. En el organismo existe un intercambio continuo entrelíquidos y solutos con el medio externo. El ingreso de los líquidos debe igualarse con lasperdidas equivalentes de los mismos para evitar queaumente o disminuya el volumen total de los líquidoscorporales. Los ingresos de líquidos varían de persona a persona,incluso en la misma persona varía con los días, el clima,el ejercicio, etc...
  • Ingreso de agua al organismo: La que se ingiere como líquido, o como componentede los alimentos sólidos, que es normalmente alrededorde 2100 ml/día; a esta cantidad hay que sumarle loslíquidos corporales normales. La que se sintetiza en el organismo como resultado dela oxidación de los carbohidratos que representa unos 200ml/día.
  •  El ingreso variable de agua tiene que estar ajustado alas pérdidas diarias de la misma. Ciertas pérdidas no pueden ser reguladas con exactitud: Pérdida continua por evaporación en el aparatorespiratorio. Por difusión a través de la piel, pérdida insensible deagua, ocurre sin que el individuo lo perciba, si bien seproduce diariamente en todos los seres vivos.Perdida por sudor: depende de la temperatura ambientey de la actividad física.Pérdida por heces: pequeña cantidad, aunque puedeaumentar en personas con diarrea. Pérdida por los riñones: orina.
  • Capilares linfáticos La cantidad total de linfa es de 2 a 3 litros.Líquido extracelular: En total dan cuenta del 20% aproximadamente, del peso totaldel cuerpo de un adulto. El intersticial 2/4 partes y el plasma que representa 1/4 restante,es decir, alrededor de 3 litros. Sangre Contiene líquido extracelular, plasma y líquidointracelular alojado en los hematíes o eritrocitos,.El volumen de sangre en los adultos normales enpromedio es de un 8% del peso corporal (5 litros). El 60 % aproximadamente de la sangre es plasma y el40 % son los hematíes.
  • Saliva Fluidos producto de la secreción de células glandulares. Secreción diaria normal, oscila entre 800 y 1500 ml.Mucosidades – moco: Secreción densa compuesta fundamentalmente por agua,electrolitos y una mezcla de varias glucoproteínas. Líquido amniótico Su volumen es de uno 500 a 1000 ml. Se renueva cada 3 horas. Líquido cefalorraquídeo 150 ml de líquido cefalorraquídeo, del volumen total de lacavidad que envuelve el encéfalo y la médula.Otros tipos de líquido existentes en el cuerpo son: Intraocular, Pleural, Folicular, en el hueso.
  • •Teorema de Bernouille: También denominado: Principio, Ecuación o Trinomio deBernoulli, describe el comportamiento de un fluido moviéndosea lo largo de una línea de corriente . En un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimende circulación por un conducto cerrado, la energía que posee elfluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento consta de trescomponentes: Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea elfluido. Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud queun fluido posea. Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido ala presión que posee.
  • • Ecuación o Trinomio de Bernoulli: V = velocidad del fluido en la sección considerada. g = aceleración gravitatoria z = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia. P = presión a lo largo de la línea de corriente. ρ = densidad del fluido.
  • • Considerar los siguientes supuestos: para aplicar la ecuación.  Viscosidad (fricción interna) = 0. Se considera que la línea de corriente sobre la cual se aplica se encuentra en una zona no viscosa del fluido.  Caudal constante.  Flujo incompresible, donde ρ es constante.  La ecuación se aplica a lo largo de una línea de corriente o en un flujo irrotacional.TuberíaLa ecuación de Bernoulli y laecuación de continuidad tambiénnos dicen que si reducimos el áreatransversal de una tubería para queaumente la velocidad del fluido quepasa por ella, se reducirá la presión.
  • • Dos tipos de flujo viscoso en tuberías Flujo laminar: a velocidades bajas, las partículas delfluido siguen las líneas de corriente. - los resultadosexperimentales coinciden con las predicciones analíticas. Flujo turbulento: a velocidades más elevadas, surgenfluctuaciones en la velocidad del flujo o remolinos, de talforma que ni siquiera en la actualidad se puede predecircompletamente.
  •  El flujo sanguíneo es la cantidad de sangre queatraviesa la sección de un punto dado de la circulación enun período determinado. Se expresa en mililitros por minuto o litros por minuto,se abrevia Q. El análisis de los factores que determinan el flujosanguíneo es relativamente complejo ya que es un flujopulsátil, que discurre por un circuito cerrado de tubosdistensibles con múltiples ramificaciones y de calibrevariable. Por otra parte el fluido circulante: la sangre, es un fluidopseudoplástico con propiedades no lineales.
  •  Esto explica que se recurra a modelos y simplificaciones queno siempre se pueden aplicar de manera directa.El flujo sanguíneo global de la circulación de un adulto enreposo es de unos 5000 ml . min-1. Esta cantidad, se considera igual al gasto cardíaco, porque esla cantidad que bombea el corazón en la aorta en cada minuto(multiplicar el volumen de eyección que el ventrículo expulsa encada latido, unos 70 ml por la frecuencia cardíaca, unos 70latidos por minuto).El gasto cardíaco disminuye en posición sentado y de piefrente a su valor en decúbito. Aumenta de manera importante con el ejercicio, con elaumento de la temperatura corporal y en los estados de ansiedad. Se produce fundamentalmente por el aumento de la frecuenciacardíaca más que por el del volumen sistólico.
  • PRESION ARTERIAL SANGUINEAEs la fuerza que ejerce la sangre contra cualquier área de lapared vascular arterial, es resultado del gasto cardíaco porresistencia periférica P.A. = GC x RP
  •  PRESION SISTOLICA: corresponde al valor máximo de la tensión arterial en sístole (cuando el corazón se contrae). Se refiere al efecto de presión que ejerce la sangre eyectada del corazón sobre la pared de los vasos. PRESION DIASTOLICA: corresponde al valor mínimo de la tensión arterial cuando el corazón está en diástole o entre latidos cardíacos. Depende fundamentalmente de la resistencia vascular periférica. Se refiere al efecto de distensibilidad de la pared de las arterias, es decir el efecto de presión que ejerce la sangre sobre la pared del vaso.