Transferencia de masa a través de membranas selectivamente permeables para un proceso de hemodiálisis
Páginas: 18 (4363 palabras)
Publicado: 20 de marzo de 2012
Transferencia de masa a través de membranas selectivamente permeables para un proceso de hemodiálisis
Peña Hernández Víctor M., Gómez Llanos A. Alexis, Chávez Pérez Patricia M. Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa, Av., San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, 09340, México, D.F.
Resumen
La hemodiálisis es untratamiento médico auxiliar en el proceso de purificación de la sangre, consiste en poner en contacto un flujo de sangre con una membrana porosa y semipermeable, que separa la sangre de una solución salina (líquido dializador), la cual fluye en sentido contrario al que fluye la sangre. La principal intención de este proceso es eliminar algunas especies contaminantes presentes en la sangre, su métodode operación se basa en los principios de transferencia de masa a través de una membrana porosa y selectivamente permeable, el proceso ocurre mediante los mecanismos de difusión y convección debidas a una diferencia de concentración y presión hidrostática respectivamente, en el presente trabajo se muestra el análisis planteado para un caso ideal, en el que la sangre fluye en régimen laminar ytiene un comportamiento newtoniano, sobre el sistema de estudio. Se plantean balances de masa mediante la ecuación de continuidad de una especie A, asumiendo una densidad y difusión constante, se establece también la importancia que tiene la permeabilidad de la membrana en la transferencia de masa y se determina una expresión para el coeficiente local de transporte de materia, además de obtener unaexpresión para el numero de Sherwood en términos de propiedades y caracteres conocidos. Se muestra de igual forma un ejemplo de aplicación referente al sistema que se estudió.
Introducción
La Hemodiálisis es un procedimiento que permite retirar parcialmente los desechos que se acumulan en la sangre (potasio, urea, entre otras especies). [1]
Durante la Hemodiálisis, la sangre del pacienteviaja desde la fístula arteriovenosa, por unas tuberías o líneas sanguíneas que fluyen a través de un canal llamado dializador, mientras que una solución salina isotónica (liquido de diálisis) fluye en contracorriente a través del otro canal (figura 1). [2]
[pic]
Figura 1. Proceso de Hemodiálisis
Dializador (Figura 2)
Es el elemento principal para realizar una hemodiálisis, es la piezadel equipo que filtra la sangre. Uno de los tipos más populares es el dializador hueco de fibra el cual contiene miles de pequeñas fibras a través de las cuales fluye la sangre. Está formado por un recipiente externo de plástico dentro del cual está la membrana de diálisis la cual es semipermeable y porosa. De este modo la membrana permite el paso solamente de algunos elementos, por ejemplo sodio,urea, potasio, fósforo entre otros. Los glóbulos rojos, los glóbulos blancos, las bacterias y las proteínas sanguíneas, no pasan, debido a que los poros de la membrana tienen un radio menor que el de estos componentes. [3]
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Figura 2. Esquema de un dializador
Un dializador más grande generalmente se traducirá en una mayor área de contacto, la cual generara mayor transferencia de masa.De qué manera limpia la sangre el dializador
El dializador o filtro se compone de dos partes: una para la sangre y otra para un líquido de lavado denominado liquido de diálisis. Una membrana delgada (porosa) separa los dos canales. El líquido de diálisis es una mezcla de agua casi pura con una cantidad de sales conocida, la solución es bombeada alrededor de las pequeñas fibras las cualespermiten que los componentes tóxicos pasen de la sangre hacia la solución. [4]
Líquido de diálisis
El líquido de diálisis está compuesto por el agua tratada, concentrado ácido y concentrado básico, debe cumplir las características de seguridad de tales compuestos.
o La concentración de microorganismos en el agua para la preparación del líquido de diálisis no debe exceder de 100 ufc por ml. (...
Peña Hernández Víctor M., Gómez Llanos A. Alexis, Chávez Pérez Patricia M. Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa, Av., San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, 09340, México, D.F.
Resumen
La hemodiálisis es untratamiento médico auxiliar en el proceso de purificación de la sangre, consiste en poner en contacto un flujo de sangre con una membrana porosa y semipermeable, que separa la sangre de una solución salina (líquido dializador), la cual fluye en sentido contrario al que fluye la sangre. La principal intención de este proceso es eliminar algunas especies contaminantes presentes en la sangre, su métodode operación se basa en los principios de transferencia de masa a través de una membrana porosa y selectivamente permeable, el proceso ocurre mediante los mecanismos de difusión y convección debidas a una diferencia de concentración y presión hidrostática respectivamente, en el presente trabajo se muestra el análisis planteado para un caso ideal, en el que la sangre fluye en régimen laminar ytiene un comportamiento newtoniano, sobre el sistema de estudio. Se plantean balances de masa mediante la ecuación de continuidad de una especie A, asumiendo una densidad y difusión constante, se establece también la importancia que tiene la permeabilidad de la membrana en la transferencia de masa y se determina una expresión para el coeficiente local de transporte de materia, además de obtener unaexpresión para el numero de Sherwood en términos de propiedades y caracteres conocidos. Se muestra de igual forma un ejemplo de aplicación referente al sistema que se estudió.
Introducción
La Hemodiálisis es un procedimiento que permite retirar parcialmente los desechos que se acumulan en la sangre (potasio, urea, entre otras especies). [1]
Durante la Hemodiálisis, la sangre del pacienteviaja desde la fístula arteriovenosa, por unas tuberías o líneas sanguíneas que fluyen a través de un canal llamado dializador, mientras que una solución salina isotónica (liquido de diálisis) fluye en contracorriente a través del otro canal (figura 1). [2]
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Figura 1. Proceso de Hemodiálisis
Dializador (Figura 2)
Es el elemento principal para realizar una hemodiálisis, es la piezadel equipo que filtra la sangre. Uno de los tipos más populares es el dializador hueco de fibra el cual contiene miles de pequeñas fibras a través de las cuales fluye la sangre. Está formado por un recipiente externo de plástico dentro del cual está la membrana de diálisis la cual es semipermeable y porosa. De este modo la membrana permite el paso solamente de algunos elementos, por ejemplo sodio,urea, potasio, fósforo entre otros. Los glóbulos rojos, los glóbulos blancos, las bacterias y las proteínas sanguíneas, no pasan, debido a que los poros de la membrana tienen un radio menor que el de estos componentes. [3]
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Figura 2. Esquema de un dializador
Un dializador más grande generalmente se traducirá en una mayor área de contacto, la cual generara mayor transferencia de masa.De qué manera limpia la sangre el dializador
El dializador o filtro se compone de dos partes: una para la sangre y otra para un líquido de lavado denominado liquido de diálisis. Una membrana delgada (porosa) separa los dos canales. El líquido de diálisis es una mezcla de agua casi pura con una cantidad de sales conocida, la solución es bombeada alrededor de las pequeñas fibras las cualespermiten que los componentes tóxicos pasen de la sangre hacia la solución. [4]
Líquido de diálisis
El líquido de diálisis está compuesto por el agua tratada, concentrado ácido y concentrado básico, debe cumplir las características de seguridad de tales compuestos.
o La concentración de microorganismos en el agua para la preparación del líquido de diálisis no debe exceder de 100 ufc por ml. (...
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