LA SANGRE: UN FLUJO LAMINAR O TURBULENTO


 

 

 

 

El corazón es una bomba que impulsa la sangre por una red compleja de arterias, arteriolas, venas, vénulas y capilares; late en un promedio de 100.000 veces por día, que asegura que el impulso de la sangre a la red sea constante lo cual se logra por medio el ventrículo izquierdo que tiene un espesor de 8 a 10 mm, con una fuerza suficiente para hacer fluir la sangre a través de la arteria aorta hasta el resto del cuerpo.

La presión es un factor que determina el comportamiento del flujo de la sangre a través de la red sanguínea, pues en cada trayecto varía según las condiciones del medio. Así en la aorta y en las arterias de mayor calibre por ejemplo la presión se manifiesta de una manera significativa trabajando con valores entre 75 y 120 mmHg; mientras que en las venas que son vasos de pared delgada y poco lisas se presentan presiones alrededor de 10 mmHg en el extremo de los capilares y casi cero en la entrada de la vena cava al corazón.

Aunque en el sector arterial el caudal es variable, se puede asumir un valor medio, para lapsos mayores de 1 segundo en reposo, de 5L/s y una velocidad lineal del flujo sanguíneo que varía en el sistema circulatorio desde 30 a 35 cm/s en la aorta  hasta alrededor de 0.2 a 0.3 mm/s en los capilares.

De aquí, si se asume que volúmenes iguales serán  transportados a través de los diferentes segmentos de  circulación, en tiempos iguales, la velocidad media varía en relación inversa al área de sección transversal según V=Q/A.

 

La sangre se presenta esencialmente como un líquido de dos fases, por lo que la viscosidad no es constante en todos los puntos del recorrido ya que depende de factores como la velocidad del flujo, el diámetro del vaso y la concentración del medio de suspención, además de otras condiciones, considerando que la sangre es el medio de transporte de oxigeno, proteínas, azucares, entre otros. De esta manera, si se calcula con respecto al agua la viscosidad relativa de la sangre es de 3.6.

 

Juntando estos factores, se puede analizar el flujo de la sangre en la red sanguínea dentro del cuerpo, determinando si se comporta como un flujo laminar, cuando las moléculas de la sangre cerca a la pared  del vaso se encuentran estacionarias; y cada capa siguiente va aumentando la velocidad que es máxima en el eje; o turbulento cuando las velocidades son elevadas, donde las partículas siguen diferentes direcciones y sentidos.

 

Cuando el ingeniero británico Osborne Reynolds en 1883 definió los factores que afectan estos fenómenos, estableció que puede aparecer turbulencia en una corriente en movimiento cuando el número de Reynolds supera un valor de 2000 para la sangre y  para la mayoría de los líquidos, donde este valor depende de la velocidad media, la reducción del diámetro, la viscosidad del líquido y la densidad relativa, aunque esta ultima en la sangre es constante. Se rige según la ecuación:

 


 

Donde:

ρ = densidad relativa de la sangre

σ = Viscosidad de la sangre

V = Velocidad media del fluido.

D= diámetro del vaso


 

 

 

 

FIGURA 1: Representación del flujo laminar y turbulento en la sangre. sacado de www.mc.edu/thi/anato-sp.html

 

En el cuerpo la sangre puede comportarse como un flujo laminar o turbulento, según el medio y sus condiciones.

Así, cuando la sangre fluye a velocidad constante a través de un vaso liso y largo, lo hace a una corriente continua donde la velocidad del centro del vaso es mayor que en las paredes externas siguiendo un perfil parabólico, aquí se presenta la sangre como un flujo laminar en lugares como la llegada a la aorta.

Pero cuando la velocidad de la sangre es alta, cuando hay obstrucción en el vaso, cuando se presenta un giro brusco o cuando la sangre pasa por una superficie rugosa se presenta flujo turbulento, aquí la sangre fluye tanto transversalmente como a lo largo del vaso formando remolinos. Esto sucede en la aorta y en las ramas arteriales principales.

El flujo sanguíneo a través de las venas tiene un comportamiento muy diferente, mientras en los ductos arteriales la sangre es impulsada por la acción sistólica; en las venas la sangre es transportada de retorno al corazón succionada a través de las aurículas cardiacas, en la acción diastólica del corazón.

Cuando la sangre es impulsada a través de los canales arteriales se encuentran innumerables ramificaciones con reducción de diámetros, y en las venas la sangre fluye partiendo de capilares delgados hasta las venas cavas, donde la presión se hace casi cero. Aquí la sangre fluye con una velocidad diferente lo que su comportamiento cambia.

 

 

DATOS CURIOSOS

BIBLIOGRAFÍA

 

 

PRESENTADO POR: NATALIA SYLVA PALACIO

ESCUELA DE INGENIERÍA DE ANTIOQUIA

INGENIERÍA AMBIENTAL

amnasyl@eia.edu.co

Septiembre 22 del 2003