Sistema Circulatorio Y La Mecanica De Fluidos

EL SISTEMA CIRCULATORIO COMO SISTEMA DE TUBOS

El aparato circulatorio puede constituir uno de los ejemplos más claros y más asombrosos de sistemas de flujo por tuberías que se puede encontrar ya sea hecho por la naturaleza o por el hombre.

Cada una de sus partes representa un objeto que ya ha sido estudiado por la mecánica de fluidos y por la hidráulica, a lo largo de la historia; tales objetos son bombas, válvulas, tuberías de diámetros constantes, cambios de diámetros en tuberías, la viscosidad en el fluido, la presión en una tubería, la velocidad del flujo, el caudal y el volumen total.

Se pretende dar una breve descripción de dicho aparato, enfocándolo desde la mecánica de fluidos y la hidráulica para ayudar a afianzar ciertos conceptos que tal vez se pueden comprender con mayor claridad cuando se tiene un ejemplo tan presente y tan real como es, en este caso, el aparato circulatorio.

EL SISTEMA

El sistema circulatorio constituye un circuito continuo, en el que el volumen impulsado por el corazón es el mismo volumen que debe circular por cada una de las subdivisiones de la circulación. Puede dividirse en dos partes principales que son el sistema de circulación general y el de circulación pulmonar.

En el sistema de circulación pulmonar, el corazón lleva la sangre pobre en oxígeno a los pulmones, donde puede deshacerse de las toxinas que tenía y disolver nuevo oxígeno para distribuírlo después al cuerpo; en esta circulación pulmonar también se encuentra el recorrido que hace la sangre rica en oxígeno de vuelta al corazón. El sistema de circulación general consiste en distribuir la sangre rica en oxígeno haciendo un recorrido por todo el cuerpo y llegando finalmente, pobre en oxígeno, de nuevo al corazón.

La sangre fluye casi sin resistencia en todos los grandes vasos de la circulación, pero no en arteriolas y capilares. Para que la sangre pueda atravesar los pequeños vasos en que se presenta resistencia, el corazón manda sangre a las arterias a presión elevada (hasta aproximadamente 120 torr).

LAS BOMBAS Y LAS VÁLVULAS DEL CORAZÓN

El corazón es el músculo que permite que se de la circulación de la sangre a lo largo de todo el sistema, ya que se compone de unas bombas que se encargan de impulsar la sangre hacia las arterias. Está formado en escencia por dos bombas que trabajan simultáneamente, una a cada lado del corazón. La bomba que está en el lado derecho recibe sangre pobre en oxígeno que viene de hacer un recorrido por todo el cuerpo, y se encarga de impulsarla hacia los pulmones. La bomba del lado izquierdo del corazón recibe sangre rica en oxígeno proveniente de los pulmones y la distribuye por impulsión al resto del cuerpo. Cada lado del corazón se compone de una aurícula que recibe sangre venosa, y un ventrículo que impulsa la sangre a lo largo de las arterias.

El ciclo cardiaco tiene dos fases que son diástole y sístole. Durante la diástole, el músculo se relaja permitiendo la entrada de la sangre a las aurículas que al llenarse presentan altas presiones; tales presiones obligan a las válvulas tricúspide y mitral a abrirse, permitiendo así el paso de la sangre a los ventrículos que los llena totalmente debido a una contracción total que se da en las aurículas. Durante la sístole, las válvulas tricúspide y mitral se cierran, los ventrículos llenos se contraen y obligan la apertura de las válvulas aórtica y pulmonar para permitir la salida de la sangre al resto del cuerpo. Finalmente el corazón se relaja, cierra las válvulas aórtica y pulmonar, y comienza una nueva diástole.

EL FLUIDO

La sangre es el fluido fundamental del aparato circulatorio. Circula por las venas y las arterias del cuerpo humano y ese movimiento de circulación se debe a la actividad coordinada del corazón, los pulmones y las paredes de los vasos sanguíneos.

Tiene un olor característco y una densidad relativa que oscila entre 1,056 y 1,066. En un adulto sano la cantidad de sangre en el cuerpo es una onceava parte del peso corporal, de 4,5 a 6 litros. Es un líquido viscoso que se compone de células (glóbulos) y plasma. Más del 99% de las células son glóbulos rojos lo que significa que los glóbulos blancos casi no tienen ningún papel en las características físicas de la sangre.

HEMATOCRITO:

Es el porcentaje de la sangre constituido por células y en un hombre normal en promedio es de 42, en tanto que en una mujer tiene un valor promedio de 38. El valor del hematocrito en la sangre se determina centrifugándola en un tubo calibrado que permite la lectura directa del porcentaje de células. El hematocrito tiene un efecto directo sobre la viscosidad de la sangre el que se explica a continuación.

La sangre es varias veces más viscosa que el agua y eso dificulta más su paso por los vasos pequeños; a mayor proporción de células en la sangre (hematocrito), mayor la fricción entre capas sucesivas de sangre y es esta fricción la que rige la viscosidad. Por lo tanto, cuando aumenta el hematocrito, aumenta la viscosidad de la sangre. La viscosidad de la sangre completa para un hematocrito normal es aproximadamente 3 veces la viscosidad del agua, pero cuando el hematocrito aumenta hasta 60 ó 70, la viscosidad de la sangre puede llegar a ser 10 veces la del agua y su circulación por los vasos se podrá retrasar considerablemente.

Otro factor que afecta la viscosidad de la sangre es la concentración y los tipos de proteína que hay en el plasma, pero estos efectos tienen mucha menor importancia que la que tiene el hematocrito. La viscosidad del plasma sanguíneo es 1,5 veces la del agua.

EL FLUJO DE LA SANGRE EN EL SISTEMA

El flujo a través de un vaso sanguíneo depende de dos factores:

1. La diferencia de presión entre los dos extremos del vaso que es la fuerza que empuja la sangre por el mismo.

2. La dificultad de la circulación a través del vaso que se conoce como resistencia vascular.

El flujo a través del vaso se puede calcular por medio de la ley de Ohm, que indica que el flujo sanguíneo es directamente proporcional a la diferencia de presión e inversamente proporcional a la resistencia (Q=DP/R). Por lo tanto, para determinar

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