Física del sistema circulatorio

En este breve trabajo trataremos de exponer los fundamentos físicos que rigen el funcionamiento del sistema cardiovascular de una forma simple. El trabajo consta de:
1. Introducción: Se explican la estructura y las funciones del aparato circulatorio.
2. Fundamentos:
El corazón como bomba de presión.
Flujo sanguíneo.
Perfil de flujo.
Velocidad media.
Resistencia y viscosidad.
Presiónsanguínea.
Presión y pulso.
Efecto de la gravedad.
Métodos para la medición del flujo sanguíneo.
3. Conclusión.


Introducción:
El aparato circulatorio tiene como objetivo fundamental el transporte de sustancias a lo largo del organismo. Está formado por el corazón y los vasos sanguíneos (venas, arterias, arteriolas, capilares…) que componen el sistema cardiovascular y por el sistemalinfático que transporta la linfa directamente al corazón (formado por conductos linfáticos y ganglios linfáticos). Las sustancias transportadas que se encuentran disueltas en la sangre, junto con las células sanguíneas, le confieren viscosidad a la sangre, lo que significa que ofrece resistencia al movimiento y por lo tanto al flujo por el cuerpo. Esta pérdida de energía debida a la viscosidad se vecompensada por el corazón, que realiza simplemente la función de una bomba de presión que impulsa constantemente la sangre manteniéndola en movimiento. Al ser la sangre un fluído de densidad muy similar a la del agua, el sistema circulatorio se rige según las leyes físicas de la hidrodinámica. El cuerpo de un adulto contiene entre 4 y 5 litros de sangre, de los cuales el 84% se encuentra en los vasosconductores, y el 16% en corazón y pulmones. El aparato circulatorio trabaja en cooperación con el aparato respiratorio, que es el que aporta el oxígeno y expulsa el co2.
Cuerpo:
El corazón como bomba de presión.
El corazón es el órgano principal del sistema cardiovascular. La sangre es bombeada por la contracción de los músculos cardiacos del ventrículo izquierdo a una presión de 125 mm de Hgen un sistema de arterias que cada vez tienen un diámetro menor (arteriolas) y que finalmente se convierten en una red de pequeños vasos (capilares). En ellos es donde la sangre suministra el O2 a las células y recoge el CO2 de ellas. Después de pasar por toda la malla de vasos capilares, la sangre se colecta en pequeñas venas que gradualmente se combinan en venas cada vez más grandes hasta entraral corazón por dos vías principales, que son la vena cava superior y la vena cava inferior. La sangre que llega al corazón pasa primeramente a un reservorio conocido como aurícula derecha donde se almacena; una vez que se llena se lleva a cabo una contracción leve (de 5 a 6 mm de Hg) y la sangre pasa al ventrículo derecho a través de la válvula tricúspide.
Representación de un corazón humano.En la siguiente contracción ventricular, la sangre se bombea a una presión de 25 mm de Hg pasando por la válvula pulmonar a las arterias pulmonares y hacia los vasos capilares de los pulmones, ahí recibe O2 y se desprende del CO2 que pasa al aire de los pulmones para ser exhalado. La sangre recién oxigenada regresa al corazón por las venas de los pulmones, llegando ahora al reservorio izquierdo oaurícula izquierda. Después de una leve contracción de la aurícula (7 a 8 mm de Hg) la sangre llega al ventrículo izquierdo pasando por la válvula mitral. En la siguiente contracción ventricular, la sangre se bombea hacia el resto del cuerpo, y sale por la válvula aórtica. En un adulto el corazón bombea cerca de 80 ml por cada contracción.

Las válvulas del corazón deben funcionar en formarítmica y acoplada, ya que de no ser así el cuerpo puede sufrir un paro cardiaco. Las presiones de las dos bombas del corazón no son iguales: la presión máxima del ventrículo derecho llamada sístole es del orden de 25 mm de Hg, los vasos sanguíneos de los pulmones presentan poca resistencia al paso de la sangre. La presión que genera el ventrículo izquierdo es del orden de 120 mm de Hg, mucho mayor...