LA SANGRE COMO FLUIDO NEWTONIANO

Fig. 1

Si señalamos la sangre como un fluido newtoniano, podemos explicar los procesos de circulación sanguínea y sus los fenómenos de desde la parte física  aplicando los conceptos básicos de la mecánica de fluidos como la viscosidad, la presión y las diferencias de flujo laminar y turbulento, entre otros. 

El brazo de una persona puede funcionar exactamente como un manómetro de presión, debido a que la arteria es el extensor y este va conectado a un   transductor para medir la presión, estos transductores son eléctricos (puentes de Wheatstone) y según el voltaje que generen la presion, se grafica y se puede observar y valorizar. 

Dependiendo si la viscosidad de la sangre es alta o baja se puede conocer si es flujo de tipo turbulento o laminar. Y conociendo ya la fluidez de la sangre en una arteria coronaria se puede saber en cuanto ha disminuido el diámetro del conducto sanguíneo y cuanto es el flujo de sangre que pasa por la arteria. 

Según la ecuación de Hagen-Poiseuille (fig 2), si se reduce el diametro de la arteria, la fuerza aumenta, lo cual demuestra que el corazón estaría haciendo un esfuerzo de mas.

Fig. 2

Casi siempre la sangre tiene flujo laminar, solo en determinadas condiciones es turbulento, sin embargo los principios de la hidrodinámica no aplican en la sangre debido a 2 razones:

1) Los conductos sanguíneos no son tubos rígidos. Y ya que son elásticos pueden ocurrir cambios que varíen algunas propiedades.   

Fig. 3

2) La sangre es un fluido no newtoniano, ya que su viscosidad aumenta cuando hay mas presencia de hematocrito, y además la viscosidad de la sangre varía cuando cambia la temperatura.

Cuando el radio del tubo (arteria) aumenta, la sangre ya no se comporta según la ecuación de Hagen-Poiseuille, por que al hacer una gráfica de la relación velocidad- presión  se puede ver que aumenta la resistencia, y según Reynolds, cuando cambia la resistencia hidráulica repentinamente, se convierte en flujo turbulento.

Fig. 4

Aplicando el   principio de Bernoulli y la ley de Laplace, se pueden conocer las explicaciones de problemas posteriores a la cirugia, por ejemplo, sabemos que el flujo de sangre es constante y depende de el radio de los conductos sanguíneos, cuando este radio disminuye la velocidad de la sangre aumenta,a es esto se le llama estenosis. Cuando el fluido sale de el área de la estenosis, hacia un área con mayor diámetro  la velocidad disminuye, produciendo un aumento de la presión sanguínea, lo cual se puede ver claramente en la ecuación de Bernoulli. En este punto del conducto, este aumento de la presión hace que haya un aumento de la tensión superficial (Ley de Laplace) y de el diámetro del vaso,lo cual hace que la velocidad del fluido disminuya y que la presión sanguínea aumente. A todo este proceso se le conoce como dilatación post-estenótica. 

Conclusiones 

• La forma de los vasos sanguíneos y su diámetro influye de manera directa para la velocidad y el flujo de la sangre en el sistema circulatorio.

• La viscosidad de la sangre depende de la temperatura del vaso, de la   hemo-dilución y de la cantidad de hematocritos presentes en el fluido.

• Los principios y leyes de la mecánica de fluidos ayudan a despejar dudas sobre algunos inconvenientes presentes en la cirugía cardio-vascular y el sistema circulatorio, también a darles una solución efectiva. 

• La aplicación de conceptos físicos y fisiológicos contribuyen a desarrollar nuevas técnicas y equipos útiles a las distintas especialidades médicas. 

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