Flujo turbulento

Flujo turbulento

El flujo turbulento las partículas se mueven en forma heterogénea a través del flujo, deslizándose más allá de otras partículas y chocando con otras, produciendo un mezclado rápido y continúo del flujo.

La medición de turbulencia es descrita por el número de Reynolds. Debido a que en la turbulencia el movimiento de las pequeñas masas de fluido es caótico, aun en pequeñas distancias, resulta matemáticamente irrealizable determinar el movimiento de las partículas individuales del fluido. Sin embargo, considerando el movimiento promedio de las agregaciones de partículas de fluido o por medio de métodos estadísticos, se puede obtener relaciones matemáticas.

Flujo transicional:

Es una mezcla de los flujos laminar y turbulento que suele ocurrir en puntos de ramificación o próximos a obstrucciones parciales.

El flujo laminar en la respiración ocurre solamente en las vías mas pequeñas, donde la velocidad lineal al flujo aéreo es extremadamente baja. La velocidad lineal (cm/s) es igual al flujo (cm^3/s) dividido entre el área de corte transversal. El flujo turbulento en las respiración y el transicional son ocasionados por flujos inspiratorios - espiratorios altos y variables, vías aéreas grandes, cambios de diámetro de los pulmones y vías respiratorias, ramificaciones y ángulos existentes en el sistema respiratorio ( Levitzky , 1993)

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Número de Reynolds:

El número de Reynolds, descrito por Osborne Reynolds en 1883, es un número a dimensional utilizado para caracterizar el movimiento de un fluido. Es el cuociente resultante de comparar las fuerzas de inercia y los términos viscosos de las ecuaciones de Navier - Stokes que gobiernan el movimiento de los fluidos. La fórmula que describe el numero de reynolds en un tubo es (streeter, 1975).

Un flujo, por ejemplo, con un número de Reynolds alrededor de 100.000 (Movimiento de aeronave pequeña) expresa que las fuerzas viscosas son 100.000 veces menores que las fuerzas conectivas, y por lo tanto aquellas pueden ser ignoradas. Mientras que en un cojinete lubricado con un fluido y sometido a una cierta carga, el numero de reynolds es mucho menor que 1, indicando que ahora las fuerzas dominantes son viscosas y por lo tanto las conectivas pueden despreciarse.

En la clasificación de flujos laminares y turbulentos, si el número de Reynolds es inferior de 2000 el flujo será laminar y si es mayor a 4000 el flujo será turbulento. Entre 2000 y 4000, existe una zona de incertidumbre y el comportamiento del fluido no puede ser modelado, considerándose como Flujo transicional.

El índice de Reynolds puede verse afectado por varias condiciones incidentes como:

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Leyes comunes de la circulación sanguínea

El sistema cardiocirculatorio está constituido por un complejo sistema de conductos, los vasos sanguíneos, por los que discurre la sangre impulsada por una bomba, el corazón; y por el sistema linfático, formado por una red de vasos y tejido linfático distribuidos por todo el cuerpo.

EL CORAZÓN: Es un órgano musculoso, hueco, rojizo, situado en el tórax, entre los pulmones, de situación central pero orientando 2/3 a la izquierda, pesa 300 gr. Y tamaño de un puño, formado por fibras cardiacas estriadas e involuntarias.

En su interior hay 4 cavidades, dos aurículas o superiores (donde desembocan las venas) y dos ventrículos o inferiores (donde salen las arterias).

Cada mitad del corazón es una unidad funcional independiente, no se comunican al estar separadas por un tabique. Entre las cavidades existen unas válvulas (mitral a la izq. y tricúspide a la derecha), que dan paso a la sangre de la aurícula al ventrículo e impiden el retroceso de ventrículo a aurícula. Entre los ventrículos y las arterias hay unas válvulas.

A la aurícula izq. llegan las venas pulmonares (con sangre que llega de los pulmones y cargada de O2) y a la derecha las dos venas cavas, sup. e inf. (Con sangre de resto del cuerpo, cargada de O2).

Del ventrículo izq. nace la arteria aorta, que llevará sangre oxigenada a todo el cuerpo y del ventrículo derecho nace la arteria pulmonar, que llevará la sangre a los pulmones para oxigenarse.

La sangre circula por el sistema gracias a una bomba que la impulsa, el corazón, y a la participación de la musculatura lisa y esquelética.

La linfa circula gracias a la estructura valvular de los vasos linfáticos, las características de su músculo liso y la colaboración de los músculos esqueléticos.

La hemodinámica estudia el funcionamiento del corazón y de la circulación de la sangre desde el punto de vista de las leyes físicas que rigen el movimiento de los fluidos por el interior de un tubo.

A. El gasto cardíaco

El gasto cardíaco se define como el volumen de sangre, en litros, que expulsa el corazón en un minuto (L/min).

El gasto cardíaco depende, básicamente, de dos factores relacionados entre sí:

• La cantidad de sangre que entra en los ventrículos (volumen de llenado), que depende del retorno venoso (cantidad de sangre que entra en las aurículas y determina la fuerza de contracción); está regulada por una ley física según la cual a mayor dilatación ventricular (y, por tanto, mayor distensión miocárdica) mayor fuerza de contracción. Esto significa que cuanto más se llenan los ventrículos, más se «estira» el miocardio y eso provoca una mayor fuerza de contracción (ley de Frank-Starling). Por tanto, la contracción cardíaca se adapta a las necesidades de sangre del cuerpo.

• La frecuencia cardíaca, que varía a lo largo del día y oscila, en situación normal, entre 60 y 100 latidos por minuto.

En condiciones normales, el gasto cardíaco medio de un varón de 70 kg de peso es de 5-6 L/min (las mujeres tienen un gasto cardíaco entre un 10 % y un 20 % menor que los hombres). De todas formas, los valores de gasto cardíaco no son constantes, ya que sufren muchas modificaciones a lo largo del día, dependiendo, sobre todo, de la actividad física realizada.

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La ley de Frank-Starling:

A fines del siglo pasado, Frank y Starling, estudiando las condiciones de estiramiento y acortamiento de las fibras musculares cardíacas en relación con la fuerza generada, fijaron las bases de la relación entre precarga y volumen de eyección ventricular

La ley de Frank-Starling describe la relación existente entre la longitud del músculo cardíaco y la fuerza de contracción. En forma simple, a medida que se estira la fibra muscular en diástole, o más volumen existe en el ventrículo, más enérgica será la próxima contracción en sístole. Se ha reconocido que este fenómeno solo se produce hasta alcanzar un límite fisiológico, que está dado por una longitud máxima de la fibra muscular aislada de 2,2 μ. Una vez que dicho límite ha sido alcanzado, la fuerza de contracción comienza a declinar, independientemente del aumento en el estiramiento de la fibra.

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Precarga. La precarga se define como la tensión parietal al final de la diástole. También hace referencia al volumen existente en el ventrículo en esta fase. Es difícil medir el estiramiento muscular o el volumen de fin de diástole a la cabecera del paciente. Por ello es que se ha utilizado como medida indirecta la presión requerida para llenar el ventrículo como una evaluación del volumen de fin de diástole ventricular (VFDV) o del estiramiento muscular.

La relación existente entre el volumen de fin de diástole y la presión de fin de diástole es dependiente de la compliance de la pared muscular. La relación entre ambos es curvilínea Con una compliance normal, un aumento relativamente grande del volumen crea un aumento relativamente pequeño de la presión. En un ventrículo poco complaciente, en cambio, se genera un aumento considerable de la presión con aumentos relativamente pequeños en el volumen. El aumento de la compliance del ventrículo permite acomodar grandes volúmenes con pequeños cambios de presión.

Poscarga. La poscarga hace referencia a la tensión parietal necesaria para eyectar un volumen sanguíneo contra una resistencia, y se define como la tensión parietal existente durante la sístole. La poscarga está determinada por una serie de factores, incluyendo el volumen y la masa de sangre eyectada, el tamaño y grosor de la pared ventricular, y la impedancia de la vasculatura. En clínica, el método más frecuentemente utilizado para calcular la poscarga es el cálculo de la resistencia vascular sistémica para el ventrículo izquierdo, y la resistencia vascular pulmonar para el ventrículo derecho.

En realidad, la resistencia del sistema vascular se deriva de la medida del volumen minuto cardíaco (VMC) y de la presión arterial media (PAM). Esta es la poscarga extrínseca del sistema. La fórmula para calcular la resistencia expresa la diferencia o gradiente de presión entre el inicio del circuito y el final del mismo.

RVS= (PAM-PAD) x 80

VMC 10

Donde: RVS: resistencia vascular sistémica; PAM: presión arterial media; PAD: presión

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