PRESIÓN Y PRESIÓN ARTERIAL Autor: Ramón Chavez PRIMERA PARTE INTRODUCTORIA

Transcripción

1 GUÍA DE PRÁCTICA PRESIÓN Y PRESIÓN ARTERIAL Autor: Ramón Chavez PRIMERA PARTE INTRODUCTORIA I INTRODUCCIÓN Esta primera parte de la práctica es un instrumento que ayuda de una manera directa a identificar y comprender los conceptos teóricos necesarios para realizar la práctica en el laboratorio y además de explicitar los materiales necesarios para realizar cada tarea. También son instrumentos útiles para analizar las posibles divergencias entre los resultados de la tarea realizada y el producto esperado. II OBJETIVOS Comprender el concepto de presión. Relacionar la presión en un fluido con la presión arterial. Conocer que es un Esfigmomanómetro. III PROCEDIMIENTO 1. Leer el párrafo que se le presenta a continuación: La presión Con los fluidos, es preciso aplicar una fuerza sobre una área. Tal aplicación de fuerza se expresa en términos de presión: la fuerza por unidad de área: P = F A En esta ecuación, se entiende que la fuerza actúa de forma normal (perpendicular) a la superficie. F podría ser el componente perpendicular de una fuerza que actúa inclinada respecto a la superficie (figura 5.1) Física para Ciencias de la Salud 64

2 Figura 5.1: Fuerza actuando sobre una área Las unidades SI de presión son newton sobre metro cuadrado ( ) N m 2 o pascal (Pa) en honor del científico y filósofo francés Blaise Pascal ( ), quien estudió los fluidos y la presión. Por definición, En el sistema inglés, una unidad común de presión es la libra por pulgada cuadrada ( lb o psi). Y en honor a Torricelli, se dio el nombre torr a in 2 una presión que sostiene 1 mm de mercurio. 1 mmhg = 1 torr 1 atm = 760 torr 1 mmhg = 133 P a Dinámica de fluidos y ecuación de Bernoulli Si no hay pérdidas de fluido dentro de un tubo uniforme, la masa de fluido que entra en un tubo en un tiempo dado debe ser igual a la masa que sale del tubo en el mismo tiempo (por la conservación de la masa). Por ejemplo, en la figura 5.2, la masa ( m 1 ) que entra en el tubo durante un tiempo corto ( t) es: m 1 = ρ 1 V 1 = ρ 1 (A 1 x 1 ) = ρ 1 A 1 (v 1 t) Figura 5.2: Fluido dentro de un tubo Física para Ciencias de la Salud 65

3 Donde A 1 es el área transversal del tubo en la entrada y, en un tiempo t, una partícula de fluido recorre una distancia v 1 t, así mismo la masa que sale del tubo en el mismo intervalo. Puesto que se conserva la masa, m 1 = m 2, y sigue que: ρ 1 A 1 (v 1 t) = ρ 2 A 2 (v 2 t) o ρav = constante, este resultado se denomina ecuación de continuidad. Ecuación de continuidad: Si el fluido es incomprensible, su densidad ρ es constante, así que: A 1 v 1 = A 2 v 2 (Para fluido incomprensible) Esta se conoce como ecuación de tasa de flujo. Av es el volumen de la tasa de flujo y es el volumen del fluido que pasa por un punto en el tubo por unidad de tiempo. (Av : m 2 m/s = m 3 /s, o volumen sobre tiempo). La ecuación de tasa de flujo indica que la velocidad del fluido es mayor donde el área transversal del tubo es menor. Es decir, v 2 es mayor que v 1 si A 2 es menor que A 1. Como se muestra en la figura 5.3. Figura 5.3: Velocidad de un fluido para diferentes áreas La ecuación de tasa de flujo puede aplicarse al flujo sanguíneo en el cuerpo humano. La sangre fluye del corazón a la aorta. Luego da vuelta por el sistema circulatorio, pasando por arterias, arteriolas (arterias Física para Ciencias de la Salud 66

4 pequeñas), capilares y vénulas (venas pequeñas), para regresar al corazón por las venas. La velocidad es más lenta en los capilares. Es ésta una contradicción? No: el área total de los capilares es mucho mayor que la de las arterias o venas, así que es válida la ecuación de tasa de flujo. Ecuación de Bernoulli La conservación de energía, o el teorema general trabajo-energía, nos lleva a otra relación muy general para el flujo de fluidos. W neto = K + U m ρ (p 1 p 2 ) = 1 2 m(v2 2 v 2 1) + mg(y 2 y 1 ) Si cancelamos cada m y reacomodamos, obtendremos la forma común de la ecuación de Bernoulli: p ρv2 1 + ρgy 1 = p ρv2 2 + ρgy 2 Si hay flujo horizontal (y 1 = y 2 ), entonces indica que la presión disminuye si aumenta la rapidez del fluido (y viceversa), como se muestra en la figura 5.4. Figura 5.4: Relación presión-rapidez 2. Ingrese al navegador de su computador y diríjase a la siguiente dirección y dele reproducir al vídeo y obsérvelo en su totalidad. Física para Ciencias de la Salud 67

5 3. Lea el párrafo de Medición de la Presión Arterial que se presenta a continuación: Medición de la Presión Arterial Básicamente, una bomba es una máquina que transfiere energía mecánica a un fluido, con la finalidad de aumentar su presión y hacerlo que fluya. Una bomba que interesa a todos es el corazón, una bomba muscular que impulsa la sangre a través de la red de arterias, capilares y venas del sistema circulatorio del cuerpo. En cada ciclo de bombeo, las cámaras internas del corazón humano se agrandan y se llenan con sangre recién oxigenada proveniente de los pulmones (figura 5.5 que se muestra). El corazón contiene dos pares de cámaras: dos ventrículos y dos aurículas. Cuando los ventrículos se contraen, se expulsa sangre a través de las arterias. Las arterias principales se ramifican para formar arterias cada vez más estrechas, hasta llegar a los diminutos capilares. Ahí, los nutrimentos y el oxígeno que transporta la sangre se intercambian con los tejidos circundantes, y se recogen los desechos (dióxido de carbono). Luego, la sangre fluye por las venas hacia los pulmones para expulsar dióxido de carbono, regresar al corazón y completar el circuito. Cuando los ventrículos se contraen, empujando sangre hacia el sistema arterial, la presión en las arterias aumenta abruptamente. La presión máxima que se alcanza durante la contracción ventricular se denomina presión sistólica. Cuando los ventrículos se relajan, la presión arterial baja hasta su valor mínimo antes de la siguiente contracción. Dicho valor se llama presión diastólica. (El nombre de estas presiones proviene de dos partes del ciclo de bombeo, la sístole y la diástole.) Física para Ciencias de la Salud 68

6 Figura 5.5: Bombeo en el corazón humano Las paredes de las arterias tienen considerable elasticidad y se expanden y se contraen con cada ciclo de bombeo. Esta alternancia de expansiones y contracciones se puede detectar como un pulso en las arterias cercanas a la superficie del cuerpo. Por ejemplo, la arteria radial cercana a la superficie de la muñeca se usa comúnmente para medir el pulso de las personas. La tasa de pulso equivale a la tasa de contracción de los ventrículos, así que refleja el ritmo cardiaco. La medición de la presión sanguínea de una persona consiste en medir la presión de la sangre sobre las paredes de las arterias. Esto se hace con un esfigmomanómetro. (La palabra griega sphygmo significa pulso.) Se usa un manguito inflable para cortar temporalmente el flujo de sangre. La presión del manguito se reduce lentamente mientras la arteria se monitorea con un estetoscopio (figura reffig:5.6). Se llega a un punto en que apenas comienza a pasar sangre por la arteria constreñida. Este flujo es turbulento y produce un sonido específico con cada latido del corazón. Cuando se escucha inicialmente ese sonido, se toma nota de la presión sistólica en el manómetro. Cuando los latidos turbulentos cesan porque la sangre ya fluye suavemente, se toma la lectura diastólica. La Física para Ciencias de la Salud 69

7 presión arterial suele informarse dando las presiones sistólica y diastólica, separadas por una diagonal; por ejemplo, 120/80 (mm Hg, que se lee 120 sobre 80 ). (El manómetro de la figura 2 es del tipo aneroide; otros esfigmomanómetros más antiguos utilizaban una columna de mercurio para medir la presión arterial.) La presión arterial sistólica normal varía entre 120 y 139; y la diastólica, entre 80 y 89. (La presión arterial es una presión manométrica.) Figura 5.6: Estetoscopio 4. Ingrese al navegador de su computador y diríjase a la siguiente dirección y dele reproducir al vídeo y obsérvelo en su totalidad. 5. Además ingrese al navegador de su computador y diríjase a la siguiente dirección y dele reproducir al video y obsérvelo en su totalidad. IV IMPORTANTE Escoja un brazal del tamaño correcto. El brazal debe ser % más ancho que la circunferencia braquial (brazo superior) del sujeto. No es recomendable tomar la presión arterial si el sujeto ingirió alimentos o fumó previamente, se expuso a temperaturas extremas, realizó algún tipo de ejercicio físico, sufrió una alteración emocional o poco antes o después había orinado o defecado. Estos factores pueden afectar el valor real de la presión arterial. Bajo cualquiera de estas circunstancias, espere de media a una hora antes de tomarle la presión arterial Física para Ciencias de la Salud 70

8 V CUESTIONARIO Contestar las siguientes preguntas y que también deberán ser entregadas a su instructor el de forma digital antes del día de la práctica. 1. Qué le sucede a la presión si aumenta el área de contactos de la fuerza aplicada a una superficie? 2. Cuáles es el rango de valores normales de presión sistólica y diastólica? 3. Por qué el estudiante antes de hacer la práctica de presión no es recomendable injerir alguna bebida energizante? VI BIBLIOGRAFÍA 1. Jerry Wilson, A.B. (2006). Física para las Ciencias de la Salud. Person 2. Videos de (acceso 2016) Física para Ciencias de la Salud 71