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Física aplicada a la anestesiología

Enviado por Pablo Turmero





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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".

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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.

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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.

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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.

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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.

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SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

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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.

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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.

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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. 

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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.

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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.

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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.

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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.

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ESTATICA DE LOS FLUIDOS VOLUMEN ESPECIFICO: la masa de toda sustancia (en cualquier estado físico) ocupa un volumen inversamente proporcional a su densidad.

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ESTATICA DE LOS FLUIDOS Los sólidos y los líquidos son incompresibles, por lo tanto sus volúmenes pueden modificarse exclusivamente mediante cambios térmicos,

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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.

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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).

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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°).

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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.

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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.

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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.

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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.

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FISICA DE LOS GASES Y VAPORES APLICADA A LA ANESTESIOLOGIA

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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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