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 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.
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).
La sangre es el fluido fundamental del aparato circulatorio. 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. 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 mayor la fricción, y es esta fricción la que rige la viscosidad. La sangre puede llegar a ser entre 3 a 10 veces mas viscosa que el agua.
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 el flujo sanguíneo no es importante conocer el valor total de las presiones, pero es fundamental conocer la diferencia entre éstas que será la encargada de inducir el flujo de aquel lugar en donde hay más presión a donde hay menos presión.
El flujo de sangre se refiere al volumen de sangre que pasa por un punto determinado de la circulación durante un tiempo fijo. Se expresa en unidades de volumen sobre unidades de tiempo (caudal). El flujo sanguíneo global en la circulación de un adulto en reposo es de unos 5000 ml/minuto y éste es el denominado gasto cardiaco porque constituye el volumen de sangre impulsado por cada ventrículo en la unidad de tiempo. La presión sanguínea representa la fuerza ejercida por la sangre contra cualquier área de la pared vascular.
La aorta al salir del corazón se empieza a dividir en una serie de ramas principales que a su vez se ramifican en otras más pequeñas para lograr llegar a todas las partes del organismo mediante una complicada red de múltiples derivaciones. Este sistema de ramificaciones y uniones se puede interpretar como un sistema de tubos en paralelo que es uno de los objetos de estudio de la hidráulica.
El diámetro de los vasos sanguíneos, a diferencia de lo que ocurre en tubos metálicos o de vidrio, aumenta al elevarse la presión interna porque tales vasos son distensibles.
La distensiblidad vascular se expresa normalmente como el aumento fraccionario de volumen por cada torr que se eleva la presión.
Tal vez las únicas tuberías capaces de modificar su diámetro de acuerdo a la presión, son las que conforman el aparato circulatorio y son tal vez el único elemento de dicho sistema que el hombre no ha implementado en los sistemas que construye.
La mecánica de fluidos y la hidráulica son ciencias indispensables para el hombre que aplican en la mayoría de los campos, incluso en la medicina como se mostró anteriormente, permitiendo al hombre comprender, analizar y en ciertos casos predecir el comportamiento de ciertos sistemas como es en este caso el aparato circulatorio.
Diversas aplicaciones de estas ciencias se ven a diario, en muchos lugares y situaciones, y a partir de todas esas aplicaciones pueden ser estudiadas para asociarse de una manera más directa y dinámica a los términos y a las situaciones típicas que se presentan en el estudio de los fluidos.
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