biofisica de fluidos

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