Fluidos

BIOFÍSICA – ESTOMATOLOGÍA Referencia: Separatas del Prof. Daniel Fernández Palma – Por Mag. Santiago Vásquez García

BIOFLUIDOS
INTRODUCCIÓN
Los fluidos juegan un importante rol en biología. Los animales transportan nutrientes y eliminan los desechos mediante los fluidos de sus sistemas circulatorios. Análogamente el transporte de materiales en las plantas se realiza mediante los fluidos. Enel vuelo de las aves y de los aviones intervienen movimientos de fluidos, así como en el clima, las olas y las corrientes oceánicas. Todos estos fenómenos pueden describirse mediante las leyes de la mecánica. Así hemos visto que si se pueden identificar las fuerzas que actúan sobre un objeto o un conjunto de objetos, se pueden predecir el subsiguiente movimiento o describir el estado deequilibrio. En el caso de los fluidos, seguimos la misma línea de pensamiento pero debemos tener en cuenta el hecho de que una masa dada de fluido, no tiene una forma fija. Pero esta dificultad se resuelve mediante el uso de la densidad y la presión en vez de los conceptos de masa y fuerza utilizados anteriormente.

FLUIDOS: DEFINICIONES BÁSICAS
Se denominan fluidos a aquellas sustancias entre cuyasmoléculas las fuerzas de cohesión intermolecular son muy débiles o no existen, por lo cual dichas moléculas se pueden deslizar unas sobre otras y desplazarse con relativa independencia como en el caso de los líquidos o moverse a grandes velocidades generando fuerzas de repulsión entre moléculas como en el caso de los gases. Características de los fluidos: 1) A diferencia de los sólidos, los fluidos noofrecen resistencia a los cambios de forma y suelen gotear o escurrirse a través de orificios o conductos; en particular los gases se filtran por pequeños poros o se difunden en los sólidos. 2) Un fluido es completamente deformable, así que toma la forma de su recipiente. Este ejerce una fuerza sobre él, que debe ser normal a la superficie, porque cualquier componente tangencial ejercería unafuerza cortante sobre el fluido y este respondería deformándose hasta que desapareciera la fuerza de corte. 3) Los líquidos presentan superficie "libre" (en contacto con la atmósfera) gracias a la cohesión intermolecular y el peso del líquido en tanto que los gases ocupan todo el volumen del recipiente que los contiene. La mecánica de los fluidos comprende la Hidrostática o estudio de las propiedadesmecánicas de los fluidos en reposo y la Hidrodinámica, el estudio de los líquidos en movimiento. Una parte de la hidrodinámica que estudia el aire en movimiento se llama aerodinámica. La condición necesaria para que un fluido se encuentre en equilibrio es que sus fronteras solo experimenten fuerzas normales. Es decir un fluido en equilibrio se encuentra bajo la acción de tensiones normalesúnicamente. Cualquier esfuerzo cortante o tangencial producirá el deslizamiento del fluido sobre sus fronteras y está en disposición de manar, fluir, verter, escurrir, fugar o gotear.

Figura 1: Un fluido en equilibrio se encuentra bajo la acción de tensiones normales únicamente

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15/04/2007

BIOFÍSICA – ESTOMATOLOGÍA Referencia: Separatas del Prof. Daniel Fernández Palma – Por Mag.Santiago Vásquez García

Debido a sus propiedades especiales los fluidos se estudian en términos de densidad, compresibilidad, presión y volumen en lugar de fuerzas y dimensiones lineales como se acostumbra en el estudio de cuerpos rígidos o partículas. Compresibilidad. Un líquido perfecto es incompresible, pero un líquido real si es compresible pero en un grado muy pequeño en comparación con losgases que si son muy compresibles. Densidad (ρ): es la masa por cada unidad de volumen de una sustancia. Se expresa en kg/m3, g/cm3 etc.

ρ=

m V

(1)

La densidad es constante en todo el volumen en una sustancia incompresible, lo cual es aproximadamente cierto en los líquidos bajo ciertas condiciones restringidas. En cambio la densidad disminuye con la altura en la atmósfera que es un...