Principios Básicos de Física Aplicados a la Fisioterapia Respiratoria, Esquemas y mapas conceptuales de Fisiología

¡Descarga Principios Básicos de Física Aplicados a la Fisioterapia Respiratoria y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Fisiología solo en Docsity! PRINCIPIOS BÁSICOS DE FÍSICA PARA EL ESTUDIO DE VENTILACIÓN PULMONAR. Lo que se presenta a continuación son algunos principios que le serán útiles para el desarrollo de la clase número uno: ❖ Teoría Cinética de los Gases: se considera que un gas está formado de pequeñas partículas en constante movimiento y chocando además con las paredes del recipiente que lo contiene; esto les da a los gases algunas propiedades. ❖ Volumen (V): es la porción del espacio donde están ubicadas estas partículas, sus unidades pueden ser litros, cm3, etc. ❖ Presión (P): es la fuerza aplicada por unidad de área, que ejercen las partículas al chocar con las paredes del recipiente, sus unidades pueden ser: dinas/cm2, newton/m2, cm de H2O, mm de mercurio, Bares, atmosferas, Kilopascales. ❖ Temperatura (T): es una medida de la energía cinética o velocidad con la que se mueven las partículas, sus unidades pueden ser los grados Kelvin, centígrados o Fahrenheit. ❖ Masa (n): está dada por la suma de las partículas contenidas en una porción del espacio, sus unidades pueden ser gramos, moles, etc. Todas estas propiedades están representadas en la llamada ecuación general del estado gaseoso PV = nRT Esta ecuación nos dice que si alteramos una de las variables, al menos una sino todas las otras variables cambiarán para mantener el equilibrio, en vista de esta complejidad se han derivado otras ecuaciones más simples para cuando algunas de estas variables se dejan como constantes, uno de esos casos particulares es la ley de Boyle, la cual se aplica a las relaciones entre presión y volumen, si la temperatura y la masa son constantes, pues éste es el caso en nuestro sistema respiratorio en el cual la misma masa de gas permanece a temperatura constante en nuestro cuerpo (37°C), se expresa así “a temperatura constante el volumen de un gas varia inversamente con la presión a la que está sometido” P1 V1 = P2 V2 Podemos resumirlo de la siguiente manera: si la presión dentro del tórax disminuye, el volumen aumenta y viceversa. La Ley de Hooke Se refiere a los cuerpos elásticos y como estos alteran sus dimensiones cuando sobre ellos actúa una fuerza que los deforma; al cambiar de tamaño lo hacen directamente proporcional a la magnitud de la fuerza aplicada con una constante llamada módulo de elasticidad; al estar deformados almacenan energía potencial lo cual les permite recuperar el tamaño original al cesar la fuerza, a este fenómeno se le conoce como “rebote elástico”. La fórmula es V2 = V1k un cuerpo perfectamente elástico obedece la ley de Hooke de manera que al aplicarle una unidad de fuerza; se obtiene la deformación correspondiente a una unidad de longitud; cuando se aplican 2 unidades de fuerza, se obtienen 2 unidades de longitud y así sucesivamente hasta los límites de la elasticidad de dicho cuerpo. Los pulmones como cuerpos elásticos obedecen esta ley y cuanto mayor sea la fuerza que se les aplique; mayor será la distensión o cambio de volumen obtenido. Si se mide la presión requerida para producir diferentes cambios de volumen y se construya una gráfica, la línea que une los diferentes puntos obtenidos indica la elasticidad del pulmón, cuanto más se acerque la línea a la posición vertical, significa que hay un gran cambio de volumen por cada unidad de presión y por lo tanto los pulmones tienen una gran elasticidad o distensibilidad, se puede expresar en unidades de litro / cm de H2O. La distensibilidad o complacencia se expresa en unidades de cambio de volumen sobre unidades de cambio de presión. La Ley de Poiseuille Se puede aplicar al estudio de la fricción que genera un gas que se desplaza por un tubo, en el caso del sistema respiratorio es la fricción del aire contra las paredes de los bronquios y origina una resistencia llamada “de la vía aérea” R oc L/r4. La resistencia es directamente proporcional a la longitud del bronquio e inversamente proporcional a la cuarta potencia del radio; lo cual se puede resumir diciendo que entre más delgado es el radio de un bronquio, la resistencia se incrementa en forma exponencial, todo esto se aplica si en los bronquios hay un flujo de tipo “laminar” pues si respira más rápidamente se produce otro tipo de flujo llamado “turbulento” el cual presenta una mayor resistencia. Las relaciones de proporcionalidad que guarda la resistencia de la vía aérea con la longitud y el radio del bronquio le serán útiles para interpretar los resultados de la clase práctica Nº1 Resistencia de la Vía Aérea. La Ley de Laplace Nos dice que en una burbuja esférica la presión de los gases dentro de ella (P) tiende a agrandar la burbuja y la tensión de las paredes (T) tiende a disminuir su tamaño, la relación entre ellas es la siguiente P = 2T/r, lo cual significa que al disminuir el tamaño de las esferas (radio más pequeño) hay que aumentar la presión pues aumenta la tensión, esto significa que si la presión de varios alvéolos conectados a un mismo bronquio es la misma, la tensión será mayor en los más pequeños y estos se vaciarán hacia los más grandes a menos que cambie la tensión y sea esta menor en los más pequeños. Algunas de las leyes que se utilizaran en las conferencias 2 y 3 se comprenden si continuamos abordando los gases como formados de un número muy grande de partículas en movimiento. La primera consideración es que los gases ejercen una presión en el medio donde están colocados y para el caso del medio ambiente esta toma el nombre de Presión Atmosférica o Presión Barométrica; tiene un valor de 760 mm de Hg. Si la medimos en un lugar que este a nivel del mar, pero de allí en adelante la presión tiene una relación inversa con la altura del lugar; así que entre más alto este el lugar menor será la presión barométrica, para nuestro caso la ciudad de San Salvador está aproximadamente a 600 mts sobre el nivel del mar y tiene una presión barométrica que ha disminuido a 700 mm de Hg. Esta presión es la que ejercen juntas las partículas de todos los diferentes gases que existen en la mezcla que forma el aire ambiente que respiramos en el cual aproximadamente un 79% es nitrógeno, un 21% oxígeno y el resto de menos l l% está formado por otros gases menos abundantes. Ley de Dalton La presión barométrica total es igual a la suma de las presiones parciales de los diferentes gases; esto nos dice que la suma de todas las presiones parciales no puede ser mayor que la total y cada una de las presiones parciales se calcula multiplicando la presión total por el porcentaje que ese gas particular tiene en la mezcla. Ejemplo: el oxígeno en San Salvador es un 21% de la mezcla, si la presión atmosférica es de 700 mm de Hg; la presión parcial es de (700 × 21) /100 = 147 mm de Hg,