Unidad de medida fisica y anestesia, sistema internacional de medicion flujo presion calor humedad.

FÍSICA Y ANESTESIA
Dr. Salvador Filippo chimento vilaro
R1 anestesiología
Unimetro 2015
Fundamentos de Anestesiología 3ª
Ed. Guillerno López Alonso

Unidades básicas de
medición.
 Se consideran ciencias experimentales aquellas que por sus
características y, particularmente por el tipo de problemas de los que
se ocupan pueden someter sus afirmaciones al juicio de la
experimentación.
 La física constituye un importante ejemplo.

Medida y magnitudes.
 La operación que permite
expresar una propiedad o
atributo físico en forma
numérica es precisamente la
medida.
 Se denominan magnitudes a
ciertas propiedades o
aspectos observables en un
sistema físico que pueden ser
expresados en forma
numérica.

Tipos de magnitudes
 Magnitudes fundamentales: constituyen la base de los sistemas de
medida empleados en física; estos son la longitud, la masa y el
tiempo.
 Magnitudes derivadas: por ejemplo, la velocidad es la relación entre
la longitud y el tiempo, por lo que se expresa en metros/segundo.

Sistemas y unidades de
medidas
 Sistema internacional de medidas.
Magnitud Nombre Símbolo
Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Intensidad de corriente eléctrica ampere A
Temperatura termodinámica kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd

ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS
 DENSIDAD
 La densidad de una sustancia es
la relación entre su masa y el
volumen que ésta ocupa.
 Su unidad en el sistema
internacional (SI) es el cociente
entre la unidad de masa y la del
volumen, es decir kg/m3 o kg·m3.

 PRESION
Es la magnitud que mide la fuerza que se ejerce por
unidad de superficie.
 En el (SI) la presión se mide en pascal (Pa) que es
equivalente a una fuerza total de un newton actuando
uniformemente en un metro cuadrado.
 Cuanto mayor sea la fuerza que actúa sobre una
superficie dada, mayor será la presión, y cuanto menor
sea la superficie para una fuerza dada.

Volumen Específico.
 Espacio ocupado por un gramo de la misma.
 La masa de toda sustancia (en cualquier estado
físico) ocupa un volumen inversamente proporcional
a su densidad.
 Los sólidos y los líquidos son incompresibles, por lo
tanto sus volúmenes pueden modificarse
exclusivamente mediante cambios térmicos, los que
producen la contracción o la dilatación de sus masas.

 Temperatura
 Medida de nivel de agitación interna de las
partículas que constituyen un cuerpo, nivel
expresado por el valor de su energía cinética
media.
 Cuanto mayor es la energía media de agitación
molecular, tanto mayor es la temperatura que
detecta la sensibilidad del hombre y que miden
los termómetros

DINÁMICA DE LOS FLUIDOS
 Flujo
 La acción de los fluidos en reposo o en movimiento.
 Puede subdividirse en dos campos principales: la estática de fluidos, o
hidrostática, y la dinámica de fluidos, o hidrodinámica.
 La aerodinámica, se ocupa del comportamiento de los gases cuando los
cambios de velocidad y presión son lo suficientemente grandes para que
sea necesario incluir los efectos de la compresibilidad.

Flujo.
 Los términos flujo o caudal se utilizan indistintamente para definir
el volumen de un determinado fluido que pasa por un sitio en un
tiempo dado.
 Flujo=Volumen/Tiempo

Viscosidad
 Los flujos pierden parte de su energía cinética debido a que
intervienen factores
 1) parte de la energía que se emplea para vencer la fricción contra
paredes del tubo que contiene fluido
 2) otra parte se gasta en vencer el roce de las moléculas entre sí.

Principio de Bernoulli.
 La presión de un fluido que pasa por un tubo de diámetro variable es
menor en el punto de mayor constricción y la velocidad es mayor en
este punto; a nivel del diámetro máximo la presión, la presión es
máxima la velocidad es mínima.
 2 flujos:
 Laminar /lento
 Turbulento /movimiento rápido.

Aplicación en anestesiología
 La disminución de la presión que resulta medida que un gas fluye a
través de un tubo se llama resistencia.
 Resistencia se ve en el estrechamiento progresivo de las vías
respiratorias, a medida que la luz de bronquios y bronquiolos
disminuye, el esfuerzo respiratorio aumenta a fin de mantener un
volumen-minuto constante.

Principio del tubo de
Venturi.
 La velocidad de un fluido en un tubo de diámetro variable, es
inversamente proporcional al área de sección.
 Un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye
su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona de
sección menor. Si en este punto del conducto se introduce el extremo de
otro conducto, se produce una aspiración del fluido contenido en este
segundo conducto.

Rotámetro.
 Instrumento para determinar el caudal de
fluidos, es decir, líquidos o gases en
tuberías.
 La altura que alcanza el cuerpo en
suspensión del rotametro depende del
caudal. Si aumenta el caudal, aumenta la
resistencia del flujo.

Dinámica de los circuitos
respiratorios en anestesia
La finalidad de un sistema de administración de anestesia o circuito anestésico no
es solamente la de proveer oxígeno, sino también debe permitir bajo condiciones
controladas la administración de gases y de vapores anestésicos, garantizando con
eficiencia, la eliminación del CO2 y ofrecer, al mismo tiempo, mínima resistencia
para la respiración.

Dinámica de los
circuitosrespiratorios en
anestesia
 1. Eliminación hacia la atmósfera por medio de válvulas u
orificios teniendo por base la relación entre el flujo de
admisión de gases frescos (FGF) y el volumen-minuto
respiratorio (VMR).
 2. Por la utilización de válvulas que no permiten la
reinhalación.
 3. Mediante la absorción química del CO2.

PROPIEDADES DE LA MATERIA
Ley de Gases:
 Las moléculas están en
constante movimiento.
 Choques de bombardeo.
 Aire: mezcla de gases -> la
colisión entre las
moléculas de cada gas
contribuyen a la presión
total ejercida por el aire.

Leyes de los gases.
Ley de Dalton.
 En cualquier mezcla de gases que no reaccionan entre sí, la presión total
de la mezcla es la suma de las presiones que cada gas ejercería si
ocupara por sí solo el volumen total de la mezcla a la misma
temperatura.

Ley de Boyle – Mariotte.
 El volumen de un gas varía en razón inversa
con la presión que ejerce, siempre que su
temperatura permanezca constante.

Ley de Gay- Lussac.
 Cuando la presión permanece constante, el volumen que ocupa una
masa gaseosa es directamente proporcional a su temperatura
absoluta.

Ley de Charles.
 El volumen de una cantidad fija de gas a presión constante se
incrementa linealmente con la temperatura.
 La presión ejercida por un gas es directamente proporcional a la
temperatura absoluta, siempre que su volumen permanezca
constante.

Ley de Avogadro
 El volumen de un gas depende también
de la cantidad de sustancia.
 Al aumentar el número de moléculas de
un gas a presión y temperatura
constantes, el volumen crece.

La ecuación del gas ideal
 La combinación de las leyes de Boyle, Charles y Avogadro, da como
resultados la ley de los gases ideales.
 pV = nRT
p Presión (atm)
V Volumen (L o dm3)
n Número de moles
T Temperatura (K)
R 0.0821(L atm / K mole)

Propiedades la materia
 Licuefacción.
 cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado
gaseoso al líquido, por acción de la temperatura y el aumento de
presión, llegando a una sobrepresión elevada.

Propiedades de los gases.
 Vaporización.
Una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso, tras
haber adquirido energía suficiente para vencer la tensión
superficial.
A diferencia de la ebullición, este proceso se produce a
cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más
elevada aquélla.

Vaporización.
 Se hace pasar un flujo de O2 que influye sobre la
vaporización y que además actúa como gas
transportador del anestésico volatilizado.
 Temperatura del líquido
 Tiempo durante el cual cada unidad de vol. de
O2 se mantiene en contacto con el anestésico
inhalado.

Propiedades de la materia.
 Humedad.
 La cantidad de vapor de agua en un volumen
dado de aire.
 Si el aire está seco, una parte del agua se evapora
en forma gaseosa, es el vapor de agua.

Soluciones.
 Mezcla: Es la unión de 2 o mas sustancias en proporción variable, en
la que los componentes conservan sus propiedades físicas o
químicas; sus componentes se puedenseparar fácilmente por
medios físicos; generalmente no hay absorción o desprendimiento
de energía

Mezclas homogéneas:
 Sus componentes se encuentran
distribuidos uniformemente en una sola
fase.
 Presentan iguales propiedades en todos
sus puntos.
 Se separan por cristalización, extracción,
destilación y cromatografía.
 Estas mezclas se conocen más
genéricamente como Soluciones.
“Solvente”, que es el componente que se halla
en mayor cantidad o proporción
“Solutos”, que son las substancias que se
hallan dispersas homogéneamente en el
solvente.

Mezclas heterogéneas
 Son aquellas cuyos componentes no se distribuyen uniformemente y
se distinguen con facilidad; se encuentran en dos o tres fases.
Presentan un aspecto no uniforme.
 Se separan por filtración, decantación y por separación magnética
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SOLUBILIDAD
Cantidad de sustancia que se puede disolver en una cantidad
determinada de solvente a una temperatura específica.
Fases de la disolución:
 Fase dispersante: El soluto se encuentra en menor proporción.
 Fase dispersora: El solvente o disolvente se encuentra en mayor
proporción.
Si el soluto se disuelve en grandes cantidades, decimos que es muy
soluble; si lo hace en pequeñas cantidades es poco soluble, pero si no
se disuelve en ninguna cantidad, lo llamamos insoluble.

CONCENTRACIÓN:
 Se refiere al número de partículas en un volumen determinado.
 Por lo general, la velocidad de la reacción en gases o sustancias
disueltas en agua, cambia al variar la concentración de uno o mas
reactivos.
 Cuando la concentración aumenta, la frecuencia de colisiones
aumenta y la reacción se acelera, y al disminuir la concentración,
disminuye la velocidad. En las soluciones acuosas la concentración
aumenta al disolver mas cantidad de especie.

Propiedades Coligativas
 Aquellas propiedades de una disolución que dependen únicamente
de la concentración (generalmente expresada como concentración
molar, es decir, de la cantidad de partículas de soluto por partículas
totales, y no de la naturaleza o tipo de soluto.
 presión de vapor.
 solvente y de la temperatura a la cual sea medida (a mayor temperatura, mayor
presión de vapor).

Difusión y ósmosis.
 El proceso mediante el cual las moléculas de los fluidos se mezclan entre
sí.
 Osmosis: difusión pasiva, caracterizada por el paso del agua, disolvente, a
través de la membrana semipermeable, desde la solución más diluida a la
más concentrada

Ley de Graham y ley de Fick
 Graham, "a iguales presiones parciales, la velocidad de difusión de
los gases es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de sus
pesos moleculares".
 La ley de Fick que dice: "la magnitud de la difusión es proporcional al
gradiente de presiones parciales de los gases o de las
concentraciones de los líquidos".

Difusión y osmosis.
La difusión del O2 de la luz alveolar de la sangre y desde ésta
hacia los tejidos, está influenciada por los siguientes factores:
 a) Peso molecular del O2 (ley de Graham).
 b) Gradiente de presión parcial (alvéolo-capilar) ley de Fick.
 c) Solubilidad del O2 en agua (membrana alvéolo-capilar).
 d) Solubilidad del O2 en sangre (coeficiente de Ostwald).
 e) Superficie (área) alveolar total.
 f) Espesor de la membrana alvéolo-capilar (0.5 micras).
 g)Temperatura.

Tensión superficial.
 Tensión superficial de un líquido a la
cantidad de energía necesaria para
aumentar su superficie por unidad de
área.
 Esta definición implica que el líquido tiene
una resistencia para aumentar su
superficie.

Coeficientes de solubilidad.
 La máxima cantidad de gas que puede
disolverse en un líquido depende de tres factores:
 1. La presión parcial del gas.
 2.Temperatura del líquido.
 3. La solubilidad específica del líquido.

 Ley de Henry
 A temperatura constante la cantidad de un gas que se disuelve en
un líquido es directamente proporcional a la presión externa.

 La solubilidad es inversamente proporcional a la temperatura. En
tanto que la presión parcial, otro factor determinante enunciado en
la ley de Henry, es de particular importancia en el proceso de
absorción de los gases anestésicos y en la fisiología respiratoria.

 Hay gases muy solubles y otros poco solubles tanto en agua, como
en otros líquidos; a esta característica propia de cada gas se le
designa como coeficiente de solubilidad y se expresa de manera
cuantitativa.

Coeficiente de solubilidad de
Ostwald
 Es el volumen de gas, medido a la temperatura del experimento, que
se disuelve en la unidad de volumen de un líquido a determinada
temperatura, cuando la presión del gas encima del líquido es de una
atmósfera.

Coeficiente de solubilidad de
Bunsen
 Se define prácticamente igual que el coeficiente de solubilidad de
Ostwald, pero en el coeficiente de Bunsen se toman los valores de
solubilidad a la temperatura y presión del experimento expresado en
unidades STP.

Implicaciones del coeficiente
sangre/gas
 Influye de manera determinante en la cinética de captación,
distribución y eliminación de los anestésicos inhalatorios.
 Los agentes con coeficientes de solubilidad sangre/gas bajos, como
desflurano (0.42), óxido nitroso (0.47) y sevoflurano (0.60-0.69), son
captados rápidamente por los alvéolos y alcanzan el equilibrio con la
sangre arterial y en consecuencia con el cerebro en un tiempo corto
(minutos)

Coeficiente sangre /gas.
 Con los anestésicos que tienen un coeficiente de solubilidad
sangre/gas alto, la velocidad para llegar al equilibrio entre (FI) y (FA)
es lenta y la respiración es el factor principal limitante del equilibrio.
 la hiperventilación inicial es una maniobra que se utiliza para intentar
acortar el tiempo de equilibrio con anestésicos con un coeficiente de
solubilidad sangre/gas elevado.
 Se debe esperar entonces que en pacientes con un GC bajo (sepsis,
hipovolemia, etc.), la velocidad de equilibrio no sea rápida, como
ocurre en el paciente conGC normal.

Coeficiente tejido/gas
 La velocidad de acercamiento de la concentración alveolar (FA) a la
concentración inspirada (F I) es mayor entre más alta sea la
concentración que se inspira.
 Agentes de baja solubilidad como sevoflurano, también es posible
crear un efecto de concentración aumentando su concentración
inspirada originando así una "sobrepresión" en el circuito de
anestesia.

Coeficientes de distribución o
sangre /tejido.
 Se define como la relación entre el volumen en centímetros cúbicos
de gas solubilizado por cada mililitro de líquido, a la temperatura y
presión del experimento.
 Los anestésicos inhalatorios presentan un grado diferente de
solubilidad en varios tejidos.

Coeficientes de partición sangre/tejido de los anestésicos
inhalatorios
Coeficiente de
partición
Sevoflurano Desflurano Isoflurano Halotano
Sangre/gas 0.60 0.42 1.41 2.40
Cerebro/sangre 1.70 1.29 1.57 1.94
Corazón/sangre 1.78 1.29 1.61 1.84
Hígado/sangre 1.85 1.31 1.75 2.07
Riñón/sangre 1.15 0.94 1.05 1.16
Músculo/sangre 3.13 2.02 2.92 3.38
Grasa/sangre 47.50 27.20 44.90 51.10

Bibliografía
 Fundamentos de Anestesiología 3ª ed.
Guillerno López Alonso
 http://www.drscope.com/privados/pac/anest
esia/a2/index.html

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