FISICA APLICADA A LA ANESTESIOLOGIA Una parte importante de los
conocimientos que hacen posible la parte científica de la
anestesiología son patrimonio de lo que en medicina se
denomina "ciencias experimentales".
FISICA APLICADA A LA ANESTESIOLOGIA Se consideran ciencias
experimentales aquellas que por sus características y,
particularmente por el tipo de problemas de los que se ocupan
pueden someter sus afirmaciones o enunciados al juicio de la
experimentación. La física constituye un importante
ejemplo.
MEDIDA Y MAGNITUD La operación que permite expresar una
propiedad o atributo físico en forma numérica es
precisamente la medida. Se denominan magnitudes a ciertas
propiedades o aspectos observables en un sistema físico
que pueden ser expresados en forma numérica.
TIPOS DE MAGNITUD Magnitudes fundamentales: constituyen la base
de los sistemas de medida empleados en física; estos son
la longitud, la masa y el tiempo. Magnitudes derivadas: por
ejemplo, la velocidad es la relación entre la longitud y
el tiempo, por lo que se expresa en metros/segundo.
SISTEMA DE UNIDADES Definen un conjunto básico de unidades
de medida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios
sistemas de unidades: sistema internacional de medidas, sistema
métrico decimal, sistema cegesimal, sistema natural,
etc.
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
UNIDADES DE PRESION Presión es la magnitud que mide la
fuerza que se ejerce por unidad de superficie. En el (SI) la
presión se mide en pascal (Pa) que es equivalente a una
fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro
cuadrado.
MECANICA DE FLUIDOS es la parte de la física que se ocupa
de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento.
Puede subdividirse en dos campos principales: la estática
de fluidos, o hidrostática, y la dinámica de
fluidos, o hidrodinámica. La aerodinámica, o
dinámica de gases, se ocupa del comportamiento de los
gases cuando los cambios de velocidad y presión son lo
suficientemente grandes para que sea necesario incluir los
efectos de la compresibilidad.
ESTATICA DE LOS FLUIDOS La materia del universo está en
forma de fluidos lo cual se clasifica en líquidos y gases.
Hay dos tipos: * líquidos, que carecen de forma
propia, pero sí poseen volumen propio y son muy poco
compresibles, * gases, que carecen de forma y volumen propio, y
son muy compresibles.
ESTATICA DE LOS FLUIDOS Estudia los fluidos en reposo y los
objetos en el seno de dichos fluidos. En un fluido en reposo la
fuerza que ejerce el fluido en cada punto y sobre cada elemento
solo puede ser perpendicular a la superficie del elemento; si no
fuera así la fuerza se podría descomponer en una
fuerza perpendicular y otra tangencial que haría moverse
el elemento, con lo que no estaría en reposo. A este
esfuerzo o tensión se le llama presión.
ESTATICA DE LOS FLUIDOS El estudio de los fluidos en equilibrio
constituye el objeto de la estática de fluidos, una parte
de la física que comprende la hidrostática o
estudio de los líquidos en equilibrio, y la
aerostática o estudio de los gases en equilibrio y en
particular del aire.
ESTATICA DE LOS FLUIDOS Densidad : Relación entre su masa
y el volumen. Densidad absoluta es la masa de la unidad de
volumen de un cuerpo. Ella depende del peso molecular y de la
cantidad de moléculas contenidas, de su grado de
aglomeración, que depende de las fuerzas de
atracción intermolecular y de la temperatura;
agregándose en los gases la presión.
ESTATICA DE LOS FLUIDOS 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.
ESTATICA DE LOS FLUIDOS VOLUMEN ESPECIFICO: la masa de toda
sustancia (en cualquier estado físico) ocupa un volumen
inversamente proporcional a su densidad.
ESTATICA DE LOS FLUIDOS Los sólidos y los líquidos
son incompresibles, por lo tanto sus volúmenes pueden
modificarse exclusivamente mediante cambios
térmicos,
ESTATICA DE LOS FLUIDOS Los gases, en cambio modifican sus
volúmenes no sólo a causa de las variaciones
térmicas, sino también a las de presión, de
donde el volumen específico de los mismos se encuentra en
relación inversamente proporcional a la presión a
que son sometidos.
ESTATICA DE LOS FLUIDOS TEMPERATURA: Es una medida de nivel de
agitación interna de las partículas que constituyen
un cuerpo, nivel expresado por el valor de su energía
cinética media (teoría cinético-molecular de
la materia).
DINAMICA DE LOS FLUIDOS FLUJO: Los términos flujo o caudal
se utilizan indistintamente para definir el volumen de un
determinado fluido que pasa por un sitio en un tiempo dado.
Flujo= Volumen/Tiempo.
DINAMICA DE LOS FLUIDOS El movimiento de partículas
linealmente, en capas paralelas, (flujo laminar). Fluidos en
movimiento es el flujo turbulento donde el desplazamiento de las
moléculas del fluido no son paralelas, sino
irregulares.
DINAMICA DE LOS FLUIDOS La fricción interna de las
moléculas de los fluidos en movimiento se llama viscosidad
(resistencia interna). Resistencia Se mide por la diferencia de
presión entre los puntos de entrada y salida de un sistema
dado para una velocidad dada de flujo o grado.
DINAMICA DE LOS FLUIDOS Ley de Poiseuille El volumen de un fluido
emitido por un tubo es proporcional a la cuarta potencia de su
diámetro.
DINAMICA DE LOS FLUIDOS Si se duplica el radio, y la diferencia
de presiones entre los extremos del tubo se mantiene igual, el
flujo aumenta 16 veces. Si en cambio, se duplica el radio, y se
mantiene constante el flujo, la resistencia disminuye 16 veces.
Si se duplica la longitud del tubo, manteniendo las demás
variables constantes, la resistencia también se duplica, a
menos que el flujo se reduzca a la mitad.
APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIA En la práctica
clínica anestesiológica, generalmente el flujo de
gas a lo largo de un tubo tiene un comportamiento laminar, pero
cuando la velocidad del flujo aumenta, se alcanza una velocidad
crítica con la cual el flujo tiende a hacerse
turbulento.
APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIA En un sistema de presión
hidrostática y velocidad de fluido o gasto constante, la
cantidad de fluido que pasa por un determinado punto en la unidad
de tiempo será la misma, cualquiera que sea el sitio
elegido para medir el gasto.
APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIA Teorema de Bernoulli. Paso de
fluidos en tubos de diámetro variable: la velocidad de un
fluido en un tubo de diámetro variable, es inversamente
proporcional al área de sección.
APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIA En 1797 Venturi demostró
que un fluido que se mueve por un tubo de diámetro
variable vuelva a ejercer la misma presión lateral que
ejercía antes de la constricción, la porción
distal del tubo tendría que dilatarse gradualmente (sin
exceder de 15°).
APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIA Combinando la teoría de
Bernoulli, es decir, la presión lateral es menor donde la
velocidad es mayor, con el principio de Venturi se logra la
construcción del inyector. Los medidores de flujo para
gases más usados actualmente en aparatos de anestesia son
los rotámetros llamados de resistencia variable, en donde
un pequeño flotador o rotor se desplaza libremente
empujado por el flujo de gas dentro de un tubo vertical
transparente y ligeramente cónico.
APLICACIONES EN ANESTESIOLOGIA La escala de cada rotámetro
ha sido calibrada para un determinado gas, y no puede servir para
medir el flujo de otro gas, que no tenga su misma densidad y
viscosidad. La viscosidad en micropoises a 20° C del aire es
180, del oxígeno 193, y del óxido nitroso 136. La
densidad aire= 1, para el aire obviamente es de 1.0, para el
oxígeno 1.1 y para el óxido nitroso 1.53.
DINAMICA DE LOS CIRCUITOS RESPIRATORIOS EN ANESTESIA Los sistemas
con absorción de CO2, en los cuales se permite la
reinhalación de los gases, presentan como ventajas, la
conservación del calor y humedad dentro del circuito,
ahorro de anestésico por ser bastante eficiente, y
reducción de la contaminación ambiental.
DINAMICA DE LOS CIRCUITOS RESPIRATORIOS EN ANESTESIA En base al
importante criterio de reinhalación o no de los gases, los
circuitos anestésicos se agrupan en dos categorías:
A) Sin reinhalación, B) Con reinhalación.
FISICA DE LOS GASES Y VAPORES APLICADA A LA ANESTESIOLOGIA
FISICA DE GASES Y VAPORES APLICADA A LA ANESTESIA La anestesia
por vía pulmonar se realiza mediante la
administración de uno o varios anestésicos
inhalatorios en forma de gas o vapor mezclados con un gas vector
que es el oxigeno, el aire o ambos.
FISICA DE GASES Y VAPORES GAS sustancia que a presión y
temperatura ambiente, solo existe en estado gaseoso, se comprimen
dentro de bombonas y se administran tras una simple
expansión. VAPOR estado gaseoso de una sustancia que a
presión y temperatura ambiente se encuentra en estado
líquido, es el conjunto de moléculas presentes por
encima de la fase líquida.
ESTADO GASEOSO La materia se presenta en función del tipo
de átomos y moléculas que la constituyen y de su
contenido energético. El GAS esta formado por
moléculas y átomos separado por grandes espacio
vacios; de ahí su grande expansibilidad y compresibilidad.
Las partículas están en movimiento continuo, la
energía cinética media de las moléculas es
proporcional a la temperatura.
TRANSFORMACION LIQUIDO-GAS VAPORIZACION es el paso del estado
líquido al gaseoso puede hacerse por evaporación y
ebullición, se produce cuando la presión de vapor
es igual a la presión que soporta el líquido.
TRANSFORMACION LIQUIDO-GAS La presión de vapor o
más comúnmente presión de saturación
es la presión de la fase gaseosa o vapor sobre la fase
líquida, para una temperatura determinada, en la que la
fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio
dinámico. En la situación de equilibrio, las fases
se denominan líquido saturado y vapor saturado.
TRANSFORMACION LIQUIDO-GAS * Imaginemos una burbuja de cristal en
la que se ha realizado el vacío y que se mantiene a una
temperatura constante; si introducimos una cierta cantidad de
líquido en su interior éste se evaporará
rápidamente al principio hasta que se alcance el
equilibrio entre ambas fases.
TRANSFORMACION LIQUIDO-GAS El equilibrio dinámico se
alcanzará más rápidamente cuanto mayor sea
la superficie de contacto entre el líquido y el vapor,
pues así se favorece la evaporación del
líquido.
PROPIEDADES QUE FACILITAN LA VAPORIZACION Bajo punto de
ebullición. Presión de vapor saturante elevada.
Buen arrastre del vapor por el gas vector. Gran superficie de
evaporación. Temperatura elevada.
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