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Dra. Rocio A. Alcántara Muñoz. R1A Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso.

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1 Dra. Rocio A. Alcántara Muñoz. R1A Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

2 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

3 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

4 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

5 Sistemas y unidades de medidas Sistema internacional de medidas. MagnitudNombreSímbolo Longitudmetrom Masakilogramokg Tiemposegundos Intensidad de corriente eléctricaampereA Temperatura termodinámicakelvinK Cantidad de sustanciamol Intensidad luminosacandelacd Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

6 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/m 3 o kg·m ­3. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

7 ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

8 ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

9 ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS 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 Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

10 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

11 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 Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

12 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

13 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

14 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.

15 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.

16 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

17 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 CO 2 y ofrecer, al mismo tiempo, mínima resistencia para la respiración. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

18 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 CO 2. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

19 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

20 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

21 Ley de Boyle – Mariotte. El volumen de un gas varía en razón inversa con la presión que ejerce, siempre que su temperatura permanezca constante. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

22 Ley de Gay- Lussac. Cuando la presión permanece constante, el volumen que ocupa una masa gaseosa es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

23 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

24 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

25 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 pPresión (atm) VVolumen (L o dm 3 ) nNúmero de moles TTemperatura (K) R (L atm / K mole) Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

26 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

27 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

28 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

29 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

30 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

31 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.

32 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 Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

33 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.

34 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

35 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).

36 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

37 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".

38 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.

39 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

40 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

41 Coeficientes de solubilidad. Ley de Henry A temperatura constante la cantidad de un gas que se disuelve en un líquido es directamente proporcional a la presión externa. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

42 Coeficientes de solubilidad. 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.

43 Coeficientes de solubilidad. 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

44 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

45 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

46 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 ( ), 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) Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

47 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 con GC normal. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

48 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

49 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. Fundamentos de Anestesiología 3ª Ed. Guillerno López Alonso

50 Coeficientes de partición sangre/tejido de los anestésicos inhalatorios Coeficiente de partición SevofluranoDesfluranoIsofluranoHalotano Sangre/gas Cerebro/sangre Corazón/sangre Hígado/sangre Riñón/sangre Músculo/sangre Grasa/sangre

51 Bibliografía Fundamentos de Anestesiología 3ª ed. Guillerno López Alonso Fundamentos de Anestesiología 3ª ed. Guillerno López Alonso esia/a2/index.html esia/a2/index.html


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