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EL SISTEMA CARDIOVASCULAR

Circuito del sistema cardiovascular: El sistema cardiovascular es el responsable por la movilización de la sangre alrededor de todo el cuerpo, para cumplir esta tarea de poder llevarla hasta cada rincón del cuerpo, y luego a cada célula, necesita de una bomba y de muchos conductos que permitan que el flujo llegue hasta las zonas más alejadas, y aún necesita tener conductos que puedan recoger la sangre desoxigenada que sale después del intercambio directo con las células. Existe por lo tanto un entramado muy bien organizado de conductos que dominan el flujo, la presión, la temperatura, la viscosidad, el volumen y otros factores que influyen en el hecho de trasladar sangre por todo el cuerpo bajo cualquier circunstancia. El corazón: Es una bomba que esta que está compuesta por dos cámaras, cada una de ellas a su vez se divide en dos porciones dispuestas de manera vertical y se comunican a través de válvulas; estas dos cámaras están separadas por un tabique. La cámara derecha como ya mencionamos está compuesta por dos cavidades más dispuestas de forma vertical, la cavidad superior se le conoce como aurícula o atrio, en esta aurícula derecha se confluencian las venas cavas superior (que recoge toda la sangre desoxigenada de los miembros superiores, de la cabeza y del tórax), la vena cava inferior (que recoge sangre desoxigenada del resto del cuerpo) y el seno coronario que es la confluencia de toda la sangre desoxigenada proveniente del corazón; esta aurícula derecha se comunica a través de una válvula tricúspide con la cavidad que se encuentra inferior a esta, llamado ventrículo derecho, este ventrículo derecho, recibe toda la sangre desoxigenada que llego a la aurícula derecha y lo expulsa a través de la válvula pulmonar hacia las arterias pulmonares. La cámara izquierda está compuesta también por una aurícula izquierda y un ventrículo izquierdo dispuestos del mismo modo pero separados por una válvula bicúspide, al atrio izquierdo llega la sangre de las venas pulmonares (que traen sangre oxigenada de los pulmones), el ventrículo izquierdo recibe toda la sangre que llego a la aurícula para luego eyectarlo mediante la válvula aórtica hacia la arteria aorta, quien llevará la sangre oxigenada hacia todo el cuerpo para el intercambio de gases.

Los vasos sanguíneos: Son los encargados de trasladar la sangre oxigenada y desoxigenada por todo el cuerpo, ellos llegan a todas las partes cuerpo y se distribuyen de la siguiente manera: arteria, arteriola, capilar, vénula y vena. -Arteria: es el vaso sanguíneo que tiene la pared más gruesa, la aorta es la mayor entre todas, siendo la rama que sale directamente del corazón, de ella emergen arterias grandes y pequeñas, contienen un desarrollo importante de tejido elástico, músculo liso (endotelio) y tejido conectivo; deben tener todas estas características, porque son ellas quienes soportan toda la tensión de la sangre al salir del corazón. -arteriola: son el foco de resistencia más alta del flujo sanguíneo, tiene el musculo liso o endotelio muy bien desarrollado. Su musculo liso esta ricamente inervado por terminaciones nerviosas de los nervios simpáticos, por otro lago sus paredes tienen gran cantidad de receptores alfa1 adrenérgicos y beta 2 adrenérgicos, si las terminaciones nerviosas actúan sobre los receptores alfa 1 adrenérgicos se producirá la constricción del vaso lo que disminuirá su diámetro, aumentara su resistencia y disminuye el flujo sanguíneo; por otro lado si las terminaciones nerviosas actúan sobre los receptores beta 2 adrenérgicos, entonces provocara dilatación, aumento del diámetro del vaso, disminución de la resistencia y aumento del flujo sanguíneo, esto último no es tan común. -capilares: son los vasos más pequeños que existen, en ellos se encuentran paredes finas de una monocapa de células endoteliales con su respectiva lamina basal, en estos capilares se da el intercambio de nutrientes a nivel celular, las sustancias liposolubles atraviesan la membrana de manera sencilla por difusión, sin embargo las sustancias hidrosolubles atraviesan la membrana capilar a través de hendiduras llenas de agua entre las células endoteliales o entre algunas pocas aquaporinas aquí existentes. Cabe resaltar que el capilar es muy selectivo con el paso de sustancias, ya sea que salgan del torrente sanguíneo o ya sea que entren en el. -vénulas y venas: poseen paredes finas compuestas de células endoteliales, poco tejido elástico y poco tejido conjuntivo. Las venas son las encargadas de transportar grandes volúmenes de sangre pero sin tensión, puesto que solo se confluencian hasta el corazón.

Velocidad del flujo sanguíneo: La velocidad en el que se desplaza la sangre por unidad de tiempo, intervienen factores como el diámetro:

                                                   Dónde:

V = Q/A V= velocidad del flujo sanguíneo

                                              Q= flujo sanguíneo
                                              A= área de sección transversal

En esta fórmula se puede concluir que a mayor área de sección transversal, es decir a mayor diámetro del vaso, menor velocidad, si se hace un pequeño cálculo matemático y se compara el diámetro de la aorta, el diámetro de la suma de todas las arteriolas, y la suma del diámetro de todos los capilares, se notaría que la diferencia entre el área de sección transversal de los capilares es muchísimo mayor que el de la aorta razón por la cual se deduce que la velocidad de difusión en la aorta es muchísimo mayor que en las arteriolas y que en los capilares.


No se debe olvidar que el flujo de manera directa está relacionado con las resistencias que puedan generar los vasos, de manera exclusiva como ya mencionamos, las arteriolas. Todo esto está regido por la ley de OHM. Q = diferencia de P/R. Se puede encontrar la resistencia periférica total si al momento de aplicar la formula, aplicamos la diferencia de presiones entre la aorta y la vena cava, y sustituyendo el flujo sanguíneo por el gasto cardiaco. Se puede encontrar también la resistencia en solo un órgano si al momento de aplicar la formula, reemplazamos la diferencia de presiones por la diferencia de presión que hay entre la arteria que irriga el órgano y la vena que recoge sangre de él, y sustituyendo el flujo por el flujo sanguíneo que llega solo al órgano.


Ecuación de Poiseuille: R = 8nl/pi.r4

Una ecuación en la que se puede concluir que pequeños cambios en el  radio del vaso genera grandes cambios en la resistencia y viceversa.  

La resistencia además se puede sumar si están en serie, y si están distribuidos de forma paralela entonces se suman las inversas de estas.

El flujo laminar y el flujo turbulento: En condiciones normales del flujo sanguíneo el flujo es laminar, aquí hay un perfil parabólico que señala que la parte del centro del vaso contiene mayor fluidez que la parte que está más en contacto con las paredes que generan mayor resistencia, es decir que la velocidad del flujo en la periferia del vaso es nula, mientras que en el centro del vaso la velocidad es mayor; sin embargo cuando sucede alguna irregularidad en el vaso, se desorganiza el flujo y se convierte en un flujo turbulento, en este tipo de flujo, no se mantiene un perfil parabólico ni especial, puesto que este es un flujo desorganizado, este movimiento tan desorganizado, necesita más energía para darle impulso.


El número de Reynolds es un valor que nos muestra mediante cálculos saber si un fluido será laminar o turbulento. N =pdv/n Dónde:

p = densidad de la sangre 

d= diámetro del vaso v= velocidad del flujo sanguíneo n= viscosidad de la sangre Se concluye que si el número de Reynolds es menor de 2000, el flujo será laminar; si el número de Reynolds es mayor a 2000 será turbulento.

Presión arterial en la circulación sistémica: Las pulsaciones reflejan la actividad pulsátil del corazón, impulsando sangre durante la sístole, descansando sobre la diástole, y repitiéndose ese proceso una y otra vez. -Presión diastólica: es la presión arterial más baja media durante el ciclo cardiaco, debe ser así, pues las venas, que tienen una presión bastante débil, deben verter su contenido en las aurículas para luego pasar al ventrículo quien se encuentra en la relajación para su respectivo llenado. -presión sistólica: es la presión más elevada del ventrículo durante el ciclo cardiaco, pues de él debe eyectarse la sangre y teniendo en cuenta que la ley de ohm dice que el flujo siempre es de un lugar de mayor presión a menor presión, por esta razón debe tener el nivel más alto de presión,. -presión del pulso: es la diferencia entre las dos presiones, es decir entre la presión sistólica y la presión diastólica, esta presión puede usarse como un indicador del volumen sistólico. -presión arterial media: es el promedio de presión en un ciclo cardíaco completo y se calcula por la fórmula:

           Presión arterial media = presión diastólica + 1/3 presión del pulso


Electrofisiología cardiaca: El corazón es una bomba que funciona por un sistema autónomo que tiene forma de marcapaso, compuesto por un sistema propio llamado nodo sinusal, este crea el gradiente eléctrico que hace que el corazón puede excitarse y relajarse en los momentos exactos de modo que los momentos de eyección y de llenado estén muy bien ubicados, pese a las distintas situaciones como aumento de la actividad física o alguna otra situación. Está compuesto por el nódulo sino auricular, nódulo auriculoventricular, haz de his, ramas derechas e izquierdas y las fibras de Purkinje, todos estos forman parte de un sistema de excitación propia del corazón, diferente al sistema nervioso



Contracción del músculo cardíaco Estructura de la célula miocárdica Hay varias diferencias morfológicas y funcionales entre el músculo cardíaco y el esquelético, pero la maquinaria contráctil básica en ambos tipos celulares es la misma. Al igual que en el músculo esquelético, la célula muscular cardíaca está compuesta de sarcómeros, que discurren de una línea Z a otra línea Z, y constan de dos tipos de filamentos. Los filamentos gruesos están compuestos de miosina, cuyas cabezas globulares presentan puntos de unión a la actina y actividad ATPasa. Los filamentos finos están compuestos de tres proteínas: actina, tropomiosina y troponina. La actina es una proteína globular con un punto de unión a la miosina que, cuando se polimeriza, forma dos hebras enroscadas. La tropomiosina discurre a lo largo de la hendidura formada por las hebras de actina enroscadas y actúa bloqueando el punto de unión de la miosina. La troponina es una proteína globular compuesta de un complejo de tres subunidades; la subunidad de troponina C se une al Ca2+. Cuando el Ca2+ se une a la troponina C se produce un cambio en la configuración que elimina la inhibición de la interacción entre la actina y la miosina. Al igual que en el músculo esquelético, la contracción se produce según el modelo de deslizamiento de filamentos. Al igual que en el músculo esquelético y liso, el acoplamiento excitación-contracción en el músculo cardíaco traduce el potencial de acción en la producción de tensión. El acoplamiento excitación-contracción en el músculo cardíaco consta de los siguientes pasos: 1. El potencial de acción cardíaco se inicia en la membrana de la célula miocárdica y la despolarización se propaga hasta el interior de la célula a través de los túbulos T. Una característica exclusiva del potencial de acción cardíaco es su meseta (fase 2), que se debe a una corriente de entrada de Ca2+. 2. La entrada de Ca2+ hacia el interior de la célula miocárdica da lugar a un aumento de la concentración de Ca2+ intracelular. Este proceso se denomina liberación de Ca2+ inducida por Ca2+, y el Ca2+ que entra durante la fase de meseta del potencial de acción se denomina Ca2+ desencadenante. 3. y 4. La liberación de Ca2+ desde el retículo sarcoplásmico hace que aumente aún más la concentración de Ca2+ intracelular. El Ca2+ se une entonces a la troponina C, la tropomiosina cambia de dirección y puede producirse la interacción de la actina y la miosina. La actina y la miosina se unen, se forman enlaces cruzados que luego se rompen, los filamentos gruesos y finos se desplazan unos sobre otros y se genera tensión. 4. Un concepto de gran importancia es que la magnitud de la tensión desarrollada por las células miocárdicas es proporcional a la concentración de Ca2+ intracelular. La relajación se produce cuando el Ca2+ vuelve a acumularse en el retículo sarcoplásmico por la acción de la Ca2+ ATPasa.

Contractilidad La contractilidad o inotropismo es la capacidad intrínseca de las células miocárdicas para desarrollar fuerza a una longitud concreta de la célula muscular. Se dice de las sustancias que producen un aumento en la contractilidad que tienen efectos inotrópicos positivos. Las sustancias inotrópicas positivas aumentan tanto el ritmo de desarrollo de la tensión como la tensión máxima. De las que producen una disminución de la contractilidad se dice que tienen efectos inotrópicos negativos. Las sustancias inotrópicas negativas reducen el ritmo de desarrollo de la tensión y la tensión máxima.


La contractilidad guarda una relación directa con la concentración de Ca2+ intracelular, que depende a su vez de la cantidad de Ca2+ liberada desde los depósitos del retículo sarcoplásmico durante el acoplamiento entre la xcitación y la contracción. La cantidad de Ca2+ liberada desde el retículo sarcoplásmico depende de dos factores: la magnitud de la corriente de entrada de Ca2+ durante la fase de meseta y la cantidad de Ca2+ previamente almacenada en el retículo sarcoplásmico para liberarse. Por tanto, cuanto mayor sea la cantidad de la corriente de Ca2+ y mayores sean los depósitos intracelulares, mayor será el incremento en la concentración de Ca2+ intracelular y mayor la contractilidad. La estimulación del sistema nervioso simpático y las catecolaminas circulantes tienen un efecto inotrópico positivo sobre el miocardio (es decir, aumentan la contractilidad). Este efecto inotrópico positivo tiene tres características importantes: aumento de la tensión máxima, aumento del ritmo de desarrollo de la tensión, y velocidad de relajación más rápida. La estimulación del sistema nervioso parasimpático y de la ACh tiene un efecto inotrópico negativo sobre las aurículas. Este efecto está mediado por receptores muscarínicos que están unidos a través de una proteína Gi (denominada GK) a la adenililciclasa. Como en este caso la proteína G es inhibidora, la contractilidad está reducida (al contrario de lo que sucede con la activación de los receptores b1 por parte de las catecolaminas).

Los cambios en la frecuencia cardíaca producen cambios en la contractilidad: cuando aumenta la frecuencia cardíaca aumenta la contractilidad; cuando disminuye la frecuencia cardíaca, disminuye la contractilidad. El mecanismo puede comprenderse recordando que la contractilidad guarda una relación directa con la concentración de Ca2+ intracelular durante el acoplamiento excitación-contracción. Por ejemplo, un aumento en la frecuencia cardíaca produce un incremento en la contractilidad, lo que puede explicarse como sigue: (1) cuando aumenta la frecuencia cardíaca hay más potenciales de acción por unidad de tiempo y un aumento de la cantidad total de Ca2+ desencadenante que entra en la célula durante la fase de meseta de los potenciales de acción. Además, si el aumento en la frecuencia cardíaca se debe a estimulación simpática Efecto de escalera positivo. El efecto de escalera positivo se denomina también efecto Bowditch o Treppe (en alemán. Cuando, por ejemplo, se duplica la frecuencia cardíaca, la tensión desarrollada en cada latido aumenta de manera escalonada hasta un valor máximo. Este aumento en la tensión se produce porque hay más potenciales de acción por unidad de tiempo, entra en la célula una mayor cantidad de Ca2+ durante las fases de meseta y hay más Ca2+ para acumularse en el retículo sarcoplásmico. Efecto de los glucósidos cardíacos sobre la contractilidad

Los glucósidos cardíacos son una clase de fármacos que actúan como sustancias inotrópicas positivas. Estos fármacos proceden de extractos de la planta dedalera (Digitalis purpurea). El prototipo de fármaco es la digoxina; otros fármacos de esta clase son digitoxina y ouabaína.Una de las acciones conocidas de los glucósidos cardíacos es la inhibición de la Na+-K+ ATPasa. En el miocardio, la inhibición de la Na+-K+ ATPasa subyace al efecto inotrópico positivo de los glucósidos cardíacos. 1. La Na+-K+ ATPasa se encuentra en la membrana celular de la célula miocárdica. Los glucósidos cardíacos inhiben a la Na+¬K+ ATPasa en el punto de unión del K+ extracelular. 2. Cuando se inhibe la Na+-K+ ATPasa, disminuye la cantidad de Na+ que se bombea al exterior de la célula, aumentando la concentración de Na+ intracelular. 3. El incremento en la concentración de Na+ intracelular modifica el gradiente de Na+ a través de la membrana celular miocárdica, alterando de este modo la función del intercambiador de Ca2+¬Na+. Este intercambiador bombea Ca2+ hacia el exterior de la célula contra un gradiente electroquímico que se intercambia por la entrada de Na+ hacia el interior de la célula a favor del gradiente electroquímico.

4. Como se bombea menos Ca2+ hacia el exterior de la célula mediante el intercambiador de Ca2+-Na+, aumenta la concentración intracelular de Ca2+. 5. Dado que la tensión es directamente proporcional a la concentración de Ca2+ intracelular, los glucósidos cardíacos generan un aumento en la tensión, incrementando la concentración de Ca2+ intracelular: un efecto inotrópico positivo. La principal aplicación terapéutica de los glucósidos cardíacos es el tratamiento de la insuficiencia cardíaca congestiva, una patología caracterizada por la disminución de la contractilidad del músculo entricular (es decir, inotropismo negativo).


Relación entre longitud y tensión en el músculo cardíaco

Al igual que en el músculo esquelético, la tensión máxima que puede desarrollar una célula miocárdica depende de su longitud en reposo. Recuérdese que la base fisiológica de la relación entre longitud y tensión es el grado de solapamiento de los filamentos gruesos y finos y del número de puntos posibles para la formación de enlaces cruzados. (Después, la concentración de Ca2+ intracelular es la que determina qué fracción de estos enlaces posibles se formará realmente y entrará en su ciclo.) En las células miocárdicas, el desarrollo de la tensión máxima se produce con longitudes celulares de aproximadamente 2,2mm, o Lmáx. La tensión de una sola fibra muscular del ventrículo izquierdo se corresponde con la tensión o la presión desarrollada por la totalidad de dicho ventrículo.

La curva superior es la relación entre la presión ventricular desarrollada durante la sístole y el volumen telediastólico (o longitud telediastólica de la fibra). El desarrollo de esta presión es un mecanismo activo. En la rama ascendente de la curva, la presión aumenta abruptamente a medida que aumenta la longitud de la fibra, reflejando grados de solapamiento mayores de los filamentos gruesos y finos, una formación y un

reciclado mayor de los enlaces cruzados y una mayor tensión desarrollada. Esta relación entre presión sistólica y volumen (es decir, longitud y tensión) para el ventrículo es la base de la relación de Frank¬Starling en el corazón. La curva inferior es la relación entre la presión y el volumen ventricular durante la diástole, cuando el corazón no se está contrayendo. A medida que aumenta el volumen telediastólico aumenta también la presión ventricular mediante mecanismos pasivos. La presión creciente en el ventrículo refleja la tensión creciente de las fibras musculares mientras van estirándose hasta longitudes mayores. Los términos «precarga» y «poscarga» pueden aplicarse al músculo cardíaco del mismo modo que se aplican al músculo esquelético. La precarga para el ventrículo izquierdo es el volumen telediastólico del ventrículo izquierdo o la longitud telediastólica de la fibra; es decir, la precarga es la longitud en reposo desde la cual se contrae el músculo. La poscarga para el ventrículo izquierdo es la presión aórtica. La velocidad de acortamiento del músculo cardíaco es máxima cuando la poscarga es cero, y la velocidad de acortamiento disminuye a medida que aumenta la poscarga.


Volumen sistólico, fracción de eyección

y gasto cardíaco

La función de los ventrículos la describen los parámetros siguientes: (1) El volumen sistólico es el volumen de sangre expulsado por el ventrículo en cada latido. La fracción de eyección es la fracción de volumen telediastólico expulsado en cada volumen sistólico y constituye una medida de la eficiencia ventricular. El gasto cardíaco es el volumen total expulsado por el ventrículo por unidad de tiempo.

Volumen sistólico

El volumen de sangre expulsado por una contracción ventricular constituye el volumen sistólico. Es la diferencia entre el volumen de sangre en el ventrículo antes de la eyección (volumen telediastólico) y el volumen que queda en el ventrículo después de la eyección (volumen telesistólico). Lo normal es que el volumen sistólico sea aproximadamente de unos 70 ml. l volumen sistólico sea aproximadamente de unos 70ml. De este modo:

Volumen sistólico=Volumen telediastólico – Volumen telesistólico Fracción de eyección

La eficacia de los ventrículos para expulsar la sangre se describe mediante la fracción de eyección, que es la fracción del volumen telediastólico expulsada en un volumen sistólico. Normalmente, la fracción de eyección es, aproximadamente, del 0,55 o 55%. La fracción de eyección es un indicador de la contractilidad, de modo que los incrementos en la fracción de eyección reflejan un incremento en la contractilidad, mientras que los descensos en la fracción de eyección reflejan una disminución de la contractilidad. Así: Fracción de eyección = Volumen sistólico - Volumen telediastólico

Gasto cardíaco

El volumen total de sangre expulsado por unidad de tiempo es el gasto cardíaco. Así, el gasto cardíaco depende del volumen expulsado en un latido (volumen sistólico) y del número de latidos por minuto (frecuencia cardíaca). El gasto cardíaco es de aproximadamente 5.000ml/min en un hombre de 70kg (basándose en un volumen sistólico de 70ml y en una frecuencia cardíaca de 72 lat/min). Así: Gasto cardíaco=Volumen sistólico × Frecuencia cardíaca Relación de Frank-starling

Ya se ha descrito la relación entre longitud y tensión para la sístole ventricular. Se puede explicar y comprender esta relación aplicando los parámetros del volumen sistólico, la fracción de eyección y el gasto cardíaco. El fisiólogo alemán Otto Frank fue el primero en describir la relación entre la presión desarrollada durante la sístole en un ventrículo de rana y el volumen del ventrículo inmediatamente antes de la sístole. La ley de Frank-Starling del corazón o relación de Frank¬Starling afirma que el volumen de sangre expulsado por el ventrículo depende del volumen presente en el ventrículo al final de la diástole. Curvas de presión y volumen ventriculares Curva de presión y volumen ventricular normal

La función del ventrículo izquierdo puede apreciarse a lo largo de todo el ciclo cardíaco (diástole más sístole) combinando las dos relaciones de presión y volumen de la. Al conectar estas dos curvas de presión y volumen, es posible construir la denominada curva de presión y volumen ventricular. Contracción isovolumétrica . El ciclo empieza en el punto 1, que señala el final de la diástole. El ventrículo izquierdo se ha llenado de sangre procedente de la aurícula izquierda y su volumen es el volumen telediastólico, de 140ml. Eyección ventricular . En el punto 2, la presión en el ventrículo izquierdo supera a la presión aórtica, provocando que se abra la válvula aórtica. La presión en el punto 2 está determinada por la presión aórtica. Una vez que la presión ventricular alcanza al valor de la presión aórtica, la válvula aórtica se abre y el resto de la contracción se utiliza para expulsar el volumen sistólico a través de la válvula aórtica abierta.) Una vez que la válvula está abierta, la sangre es expulsada y rápidamente impulsada por el gradiente de presión entre el ventrículo izquierdo y la aorta. Durante esta fase, la presión del ventrículo izquierdo permanece elevada porque el ventrículo está todavía contrayéndose. Sin embargo, el volumen ventricular disminuye drásticamente a medida que la sangre es expulsada hacia el interior de la aorta. El volumen restante en el ventrículo en el punto 3 es el volumen telesistólico, de unos 70 ml. Relajación isovolumétrica . En el punto 3 concluye la sístole y el ventrículo se relaja. La presión ventricular disminuye por debajo de la presión aórtica y la válvula aórtica se cierra. Aunque la presión ventricular disminuye rápidamente durante esta fase, el volumen permanece constante (isovolumétrico) en el valor telesistólico de 70ml, ya que todas las válvulas vuelven a cerrarse.

♦ Llenado ventricular. En el punto 4, la presión ventricular ha descendido hasta un valor que en ese momento es menor que el de la presión de la aurícula izquierda, provocando la apertura de la válvula mitral. El ventrículo izquierdo se llena de sangre procedente de la aurícula izquierda de forma pasiva y activa, gracias a la contracción auricular en el ciclo siguiente. El volumen del ventrículo izquierdo vuelve a aumentar hasta el volumen telediastólico de 140ml. Durante esta última fase, el músculo ventricular está relajado y la presión sólo aumenta ligeramente a medida que el ventrículo distensible va llenándose de sangre.

Trabajo Cardíaco

El trabajo se define como el producto de la fuerza por la distancia. En términos de función miocárdica, el «trabajo» es el trabajo sistólico o el trabajo que realiza el corazón en cada latido. En el caso del ventrículo izquierdo, el trabajo sistólico es el volumen sistólico multiplicado por la presión aórtica, donde ésta última se corresponde con la fuerza, y el volumen sistólico, con la distancia. El trabajo del ventrículo izquierdo puede verse también como el área contenida dentro de la curva de presión y volumen. El trabajo por minuto o potencia se define como el trabajo por la unidad de tiempo. En términos de función miocárdica, el trabajo por minuto cardíaco es el gasto cardíaco multiplicado por la presión aórtica. Por tanto, pueden considerarse dos componentes en el trabajo por minuto cardíaco: trabajo por volumen (esto es, gasto cardíaco) y trabajo por presión (es decir, presión aórtica). Consumo de oxígeno miocárdico

El consumo de O2 miocárdico guarda relación directa con el trabajo por minuto cardíaco. De los dos componentes del trabajo por minuto cardíaco, en términos de consumo de O2, el trabajo por presión es bastante más costoso que el trabajo por volumen. En otras palabras, el trabajo por presión constituye un porcentaje amplio del trabajo cardíaco total y el trabajo por volumen contribuye con un porcentaje pequeño. Estas observaciones explican por qué el consumo miocárdico global de O2 guarda una relación escasa con el gasto cardíaco: el porcentaje de consumo de O2 más grande es para el trabajo por presión (o trabajo interno), el cual no es el gasto cardíaco. En estados patológicos, como la hipertensión sistémica (presión arterial elevada en la circulación sistémica), el ventrículo izquierdo debe generar incluso más trabajo por presión que el que desarrolla normalmente. Como la presión aórtica está elevada, la pared del ventrículo izquierdo se hipertrofia (engrosa) a modo de compensación por el aumento de la carga de trabajo. El mayor grosor de la pared normal del ventrículo izquierdo y la hipertrofia compensadora de la pared del ventrículo izquierdo constituyen mecanismos de adaptación para lograr un trabajo por presión mayor. Estos mecanismos de adaptación pueden explicarse por la ley de Laplace. Aplicada a una esfera (es decir, la configuración aproximada del corazón), dicha ley afirma que la presión se relaciona directamente con la tensión y el grosor de la pared, mientras que guarda una relación inversa con el radio. Así: P = 2HT

         R

donde: P=Presión H=Grosor (altura) T=Tensión r=Radio En otras palabras, la ley de Laplace para una esfera establece que cuanto mayor sea el grosor de la pared de la esfera (p. ej., ventrículo izquierdo), mayor será la presión que puede generarse.

Medición del gasto cardíaco.

Princípio de Fick

El principio de Fick afirma que hay conservación de la masa, un concepto que puede aplicarse a la utilización del O2 por el organismo. En el estado de equilibrio, la tasa de O2 consumido por el organismo debe ser igual a la cantidad de O2 que abandona los pulmones por la vena pulmonar menos la cantidad de O2 que regresa a los pulmones por la arteria pulmonar. Cada uno de estos parámetros puede medirse. El consumo de O2 total puede determinarse directamente. Flujo sanguíneo pulmonar es el gasto cardíaco de la parte derecha del corazón y es igual al gasto cardíaco de la parte izquierda del corazón. Así, la expresión matemática de lo anterior es como sigue: Consumo de O2 = Gasto cardíaco×[O2]vena pulmonar – Gasto cardíaco×[O2]arteria pulmonar

o, reordenando para resolver el gasto cardíaco: Gasto cardíaco= Consumo de O2

                          [O2]vena pulmonar−[O2]arteria pulmonar

El consumo de O2 total del cuerpo en un varón de 70 kg es normalmente de 250 ml/min. El contenido de O2 de la sangre venosa pulmonar puede medirse obteniendo una muestra de sangre de una arteria periférica (ya que los tejidos no han consumido todavía nada del O2 añadido a la sangre en los pulmones). El contenido de O2 de la sangre arterial pulmonar es igual al de la sangre venosa mixta, de la cual puede extraerse una muestra de sangre en la arteria pulmonar propiamente dicha o bien del ventrículo derecho. Ciclo cardíaco

El ciclo se divide en siete fases que están separadas en la figura por líneas verticales. El ECG señala los fenómenos eléctricos del ciclo cardíaco. También se representan simultáneamente la presión y el volumen del ventrículo izquierdo, las presiones aórtica y de la aurícula izquierda, así como los ruidos cardíacos. Puede utilizarse el ECG como marcador de tiempo y de fenómenos. El ciclo comienza con la despolarización y la contracción de las aurículas.

Sístole auricular La sístole auricular es la contracción auricular y está precedida por la onda P en el ECG, que señala la despolarización de las aurículas. La contracción de la aurícula izquierda produce un aumento de la presión en dicha aurícula. Cuando este incremento en la presión auricular se refleja de vuelta a las venas, aparece en el registro del pulso venoso como la onda a. Durante esta fase, el ventrículo izquierdo está relajado y, dado que la válvula mitral (válvula AV del lado izquierdo del corazón) está abierta, el ventrículo se llena de sangre procedente de la aurícula, incluso antes de la sístole auricular. La sístole auricular aumenta aún más el volumen ventricular, ya que la sangre es impulsada activamente desde la aurícula izquierda hasta el ventrículo izquierdo a través de la válvula mitral abierta. El pequeño cambio de presión del ventrículo izquierdo refleja este volumen adicional añadido al ventrículo desde la sístole auricular.

Contracción ventricular isovolumétrica

La contracción ventricular isovolumétrica comienza durante el complejo QRS, que representa la activación eléctrica de los ventrículos. Cuando se contrae el ventrículo izquierdo, empieza a aumentar la presión en dicho ventrículo. En cuanto la presión en el ventrículo izquierdo excede a la presión de la aurícula izquierda, la válvula mitral se cierra (en el lado derecho del corazón se cierra la válvula tricúspide). Eyección ventricular rápida

El ventrículo continúa contrayéndose y la presión ventricular alcanza su valor máximo. Cuando la presión ventricular excede a la de la presión aórtica, la válvula aórtica se abre. En este momento, la sangre es expulsada rápidamente desde el ventrículo izquierdo hacia la aorta a través de la válvula aórtica abierta, impulsada por el gradiente de presión entre el ventrículo izquierdo y la aorta. La mayor parte del volumen sistólico se expulsa durante la eyección ventricular rápida, disminuyendo de forma notable el volumen ventricular. A la vez, aumenta la presión aórtica como resultado del gran volumen de sangre que se añade súbitamente a la aorta. Durante esta fase comienza el llenado de las aurículas y la presión de la aurícula izquierda aumenta lentamente a medida que la sangre va regresando hacia el lado izquierdo del corazón desde la circulación pulmonar. Por supuesto, esta sangre se expulsará desde el lado izquierdo del corazón en el ciclo siguiente. Eyección ventricular disminuida

Durante la eyección ventricular disminuida, los ventrículos empiezan a repolarizarse, lo que puede distinguirse en el ECG por el inicio de la onda T. La presión ventricular desciende porque los ventrículos dejan de contraerse. Como la válvula aórtica sigue abierta, continúa expulsándose sangre desde el ventrículo izquierdo a la aorta, aunque con un ritmo menor; el volumen ventricular también continúa disminuyendo, pero a un ritmo reducido. Aunque continúa llegando sangre a la aorta desde el ventrículo izquierdo, la sangre va «fugándose» hacia el árbol arterial a un ritmo incluso más rápido, provocando que descienda la presión aórtica. La presión de la aurícula izquierda sigue aumentando a medida que va regresando sangre al lado izquierdo del corazón procedente de los pulmones.

Relajación ventriccular isovolumétrica

La relajación ventricular isovolumétrica comienza una vez que los ventrículos están completamente repolarizados, lo que en el ECG está señalado por el final de la onda T. Como el ventrículo izquierdo está relajado, la presión dentro de dicho ventrículo desciende de forma notable. Llenado ventricular rápido

Cuando la presión ventricular desciende hasta su valor más bajo, la válvula mitral se abre. Entonces el ventrículo empieza a llenarse de sangre procedente de la aurícula izquierda y el volumen ventricular empieza a aumentar con rapidez. No obstante, la presión ventricular se mantiene baja porque el ventrículo sigue estando relajado y distensible

LLenado ventricular disminuido

El llenado ventricular disminuido o diástasis es la fase más larga del ciclo cardíaco y abarca la porción final del llenado ventricular, que se produce a un ritmo más lento que en la fase previa. El final de la diástasis señala el final de la diástole, momento en el que el volumen ventricular es igual al volumen telediastólico. Los cambios en la frecuencia cardíaca alteran el tiempo disponible para la diástasis, ya que es la fase del ciclo cardíaco de mayor duración


Regulación de la presión arterial

La función general del sistema cardiovascular es suministrar sangre a los tejidos para aportar O2 y nutrientes y eliminar los productos de desecho. El flujo sanguíneo hacia los tejidos es impulsado por la diferencia de presión entre los lados arterial y venoso de la circulación. La presión arterial media (Pa) es la fuerza impulsora del flujo de la sangre y debe mantenerse elevada, a un valor constante de aproximadamente 100 mmHg. Dada la disposición en paralelo de las ramificaciones arteriales de la aorta, la presión en la arteria principal de cada órgano es igual a la Pa. (El flujo sanguíneo hasta cada órgano está regulado entonces independientemente por los cambios en la resistencia de sus arteriolas a través de mecanismos de control locales.) En este apartado se comentan los mecanismos que ayudan a mantener la Pa en un valor constante. Las bases para esta regulación pueden apreciarse examinando la ecuación para la Pa: Pa = Gasto cardíaco × RPT Donde: Pa = Presión arterial media (mmHg) Gasto cardíaco = Gasto cardíaco (ml/min) RPT = Resistencia periférica total (mmHg/ml/min)

Obsérvese que la ecuación para la Pa es simplemente una variación de la ecuación para la presión, el flujo y la resistencia utilizada antes en este capítulo. Al inspeccionar la ecuación, se pone de manifiesto que la Pa puede cambiarse modificando el gasto cardíaco (o cualquiera de sus parámetros), modificando la RPT (o cualquiera de sus parámetros) o modificando tanto el gasto cardíaco como la RPT. Obsérvese que esta ecuación es engañosamente simple, ya que el gasto cardíaco y la RPT no son variables independientes. En otras palabras, los cambios en la RPT pueden alterar el gasto cardíaco, y los cambios en el gasto cardíaco pueden alterar la RPT. Por tanto, no puede afirmarse que si se duplica la RPT se duplicará también la Pa. Del mismo modo, no puede afirmarse que si se divide a la mitad el gasto cardíaco, también se dividirá a la mitad la Pa.

CIRCULACIONES ESPECIALES El flujo sanguíneo varia de un órgano a otro en función de las demanda globales de cada órgano por ejemplo el flujo sanguíneo que va a los pulmones es igual al gasta cariaco porque toda la sangre debe pasar los pulmones permitiendo que añada O2 y se extraiga CO2 de ella. Los riñones el digestivo y el musculo esquelético tienen flujos sanguíneos elevados y cada uno de ellos recibe aproximadamente 25% del gasto cardiaco.






MECANISMOS PARA EL CONTROL DEL FLUJO SANGUINEO REGIONAL 1: Control de flujo sanguíneo local: Hay varios ejemplos de flujo local como la autorregulación, la hiperemia activa y la hiperemia reactiva. 1.1: AUTORREGULACION: Consiste en que el flujo sanguíneo se mantenga constante frente a los cambios en la presión arterial como ejemplo los órganos como el corazón, los riñones, el cerebro y el musculo esquelético. 1.2: HIPEREMIA ACTIVA: Él flujo sanguíneo es proporcional a su actividad metabólica ejem: SI AMUENTA LA ACTIVIDAD METABOLICA EN EL MISCULO ESQUELETICO COMO RESULTADO DE UN EJERCICIO INTENSO EL FLUJO SANGUINEO A DICHO MUSCULO AUMENTARA PROPORCIONALMENTE. 1.3: HIPEREMIA REACTIVA: Consiste en un incremento del flujo sanguíneo en respuesta o como reacción a un periodo previo de disminución del flujo sanguíneo. MECANISMOS BASICOS: 1: HIPOTESIS MIOGENA: Puede explicar la autorregulación, establece que el musculo liso vascular se contrae cuando se estira de forma que si aumenta bruscamente la presión arterial, las arteriolas se estiran y el musculo liso vascular contare sus paredes en respuesta a dicho estiramiento Se podría considerar el mecanismo miogeno en términos de mantenimiento de la tensión mural arteriola, como los vasos tienen una configuración concreta para soportar las tensiones murales que ven normalmente. 2: HIPOTESIS METABOLICA: Puede explicar cada uno de los fenómenos de control local del flujo sanguíneo. CONTROL NERVIOSO Y HORMONAL DEL FLUJO SANGUINEO: CIRCULACION CONTROL METABOLICO LOCAL METABOLISMO VASOACTIVO CONTRL SIMPATICO EFECTOS MECANICOS CORONARIA Mecanismo más importante Hipoxia Adenosina Mecanismo menos importante Comprensión mecánica durante la sístole CEREBRAL Mecanismo más importante CO2 H Mecanismo menos importante El aumento de la presión disminuye el flujo MUSCULO ESQUELETICO Mecanismo mas importante - Lactato K Adenosina Mecanismo mas importante La actividad muscular comprime los vasos sanguíneos PIEL Mecanismo menos importante --------------- Mecanismo mas importante -------------- PULMONAR Mecanismo menos importante La hipoxia vaso constriñe Mecanismo menos importante Insuflación pulmonar RENAL Mecanismo más importante ---------------- Mecanismo menos importante -----------------

TERMOREGULACION Los seres humanos mantiene una temperatura corporal normal en un valor homeostático de 37°.Como las temperaturas ambientales varían en gran medida ,el organismo dispone de una serio de mecanismos corporales en el hipotálamo anterior con los que generan y perdían calor para mantener constante la temperatura corporal .

MECANISMOS PARA DISIPAR EL CALOR Los mecanismos para disipar calor se coordinan en el hipotálamo anterior. Él aumento de la temperatura corporal disminuye la actividad simpática en los vasos sanguíneos cutáneos.


POTENCIAL DE ACCIÓN Y POTENCIAL DE REPOSO

La célula

Es la unidad fundamental más pequeña que puede realizar todas las actividades asociadas con la vida. Las células son los bloques o unidades de construcción de los organismos vivos como los tejidos, posteriormente la unión de los tejidos formarán los órganos y estos alcanzaran la formación de un sistema, dando como final la organización de un ser vivo.

Las células se clasifican de 2 formas: de acuerdo a su naturaleza y de acuerdo a su núcleo. De acuerdo a su naturaleza se dan en células vegetales y células animales; mientras que de acuerdo a su núcleo en procariotas y eucariotas.

Las células disponen de ciertas sustancias y partes quienes lo conforman: la membrana celular, el citoplasma y el núcleo. La membrana celular es característica por tener una bicapa fosfolipidica que en su exterior presenta glucocális o proteínas periféricas; también existen proteínas integrales que traspasan la membrana celular. El citoplasma presenta ciertas organelas como: la mitocondria, el aparato de Golgi, retículo endoplasmático, lisosomas, vacuolas, ribosomas, centrómeros, citoesqueleto, entre otros. El núcleo es el centro de control de las células donde se encuentra el DNA quien lleva la información genética a través del tiempo.

Ciertas funciones principales de las membranas celulares son:

•Separa el extracelular del intracelular.

•Regula el transporte de iones y moléculas.

•Crea una gradiente eléctrica.

•Recibe mensajes de otras células y provoca cambios en la función celular.

•Reconocimiento celular.

•Mantenimiento de la forma celular al proveer sitios de anclaje para el citoesqueleto.

DIFUSIÓN

Es el paso de iones o moléculas (soluto o solvente) del lugar de mayor concentración al lugar de menor concentración. Concentraciones de electrolitos

Extracelular:

Na+ 135 – 145 mM/l K+ 3.5 – 5.5 mM/l Ca+2 4.5 – 5.5 mM/l Cl- 108 mM/l

Intracelular:

Na+ 14 mM/l K+ 140 mM/l Ca+2 0.0001 mM/l Cl- 10 mM/l

Para el paso de los electrolitos mediante la membrana celular lo hace mediante canales iónicos. Los canales iónicos son proteínas transmembranales que permiten el paso selectivo de iones específicos cuando se abren. El paso de iones tiene lugar cuando la estructura molecular lo permite. Los estados conformacionales de los canales iónicos son de dos tipos: activo (abierto) e inactivo (cerrado activable y cerrado inactivable).

El transporte activo es el transporte de los iones o moléculas en contra de la gradiente de concentración, con gasto de ATP. Las proteínas de la membrana que realizan esta labor se denominan bombas. Se dan en dos clases: transporte activo primario y secundario. El transporte activo primario encontramos a la famosa bomba de Na+/K+, donde cambia 3 Na+ del intracelular por 2 K+ del extracelular. Potencial de membrana

•Potencial de reposo: es la energía que aparece por la diferencia de carga eléctrica entre el interior y el exterior de la membrana celular. Esto se produce por: difusión de K+, difusión de Na+, Bomba de Na+/K+ ATPasa. El potencial de reposo en las grandes fibras nerviosas es de -90 mV. En las neuronas del SNC es de -40 mV a -60 mV. Pero el valor promedio es de -70 mV.

•Potencial de acción: las células excitables son las pueden producir un potencial de acción. Tenemos a las células musculares, quien provoca la contracción; neuronas, quien hacen la conducción del impulso nervioso: transmite señales. Al recibir un estímulo, las células excitables disparan un potencial de acción, donde los tipos de estímulos son: eléctrico, químico, mecánico, fotónico. Potencial de acción es una fluctuación eléctrica que se desplaza a lo largo de la superficie de la membrana plasmática o el cambio rápido en el potencial de membrana en respuesta a un estímulo, seguido de un retorno al potencial de reposo. En síntesis palabras es el cambio de potencial de reposo de la célula. Es caracterizado por ser: súbito, transitorio y que se propaga. En las neuronas, el potencial de acción varía desde -50 mV a +30 mV.

Características del potencial de acción:

Cumple la ley de todo o nada

Una vez generado se auto mantiene y propaga por retroalimentación positiva: la apertura de canales de Na+ provoca la apertura de otros.

El tiempo que los canales dependientes de voltaje permanecen abiertos es independiente de la intensidad del estímulo.

Un estímulo supraumbral no aumenta la despolarización celular.

Etapas del potencial de acción:

a)El estímulo induce la apertura de canales Na+. Su difusión al citoplasma despolariza la membrana celular.

b)Al alcanzarse el potencial umbral se abren más canales Na+. El aumento en la entrada de Na+ despolariza aún más la membrana.

c)Cuando el potencial alcanza su máximo (valores positivos) se cierran los canales Na+.

d)La apertura de los canales K+ permite la salida del catión y la repolarización de la membrana

e)Tras un breve periodo de hiperpolarización, la bomba Na+/K+ restablece el potencial de reposo

Propagación del potencial de acción El potencial de acción se propaga hacia todas las direcciones, pero no retrocede, ya que la membrana precedente se encuentra en período refractario (canales de Na+ inactivos)

Periodos refractarios

1.Absoluto: Es el periodo de tiempo en el que el axón es incapaz de responder a un segundo estímulo. La causa son los canales Na+ en estado inactivo.

2.Relativo: Es el periodo de tiempo en el que el axón es capaz de responder a un segundo estímulo de una elevada intensidad. La causa es que se ha iniciado la repolarización y hay canales Na+ en estado cerrado.

Tipos de potenciales de acción:

•Potenciales en espiga: típico de las neuronas

•Potenciales en meseta: Típicos de las células musculares

•Potenciales rítmicos: Típicos de las células del sistema eléctrico del corazón   POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO DE LAS NEURONAS

El potencial de membrana en reposo de las fibras nerviosas grandes cuando no transmiten señales nerviosas es de aproximadamente -90 mV. Es decir, el potencial en el interior de la fibra es 90 mV más negativo que el potencial del líquido extracelular que está en el exterior de la misma. En los siguientes párrafos se explican las propiedades de transporte de la membrana en reposo de los nervios para el sodio y el potasio, así como los factores que determinan el nivel de este potencial en reposo.

Transporte activo de los iones sodio y potasio a través de la membrana: la bomba sodio-potasio (Na+-K+).

Todas las membranas celulares del cuerpo tienen una potente bomba Na+-K que transporta continuamente iones sodio hacia el exterior de la célula e iones potasio hacia el interior. Además, obsérvese que se trata de una bomba electrógena porque se bombean más cargas positivas hacia el exterior que hacia el interior (tres iones Na+ hacia el exterior por cada dos iones K+ hacia el interior), dejando un déficit neto de iones positivos en el interior; esto genera un potencial negativo en el interior de la membrana celular.

La bomba Na+-K también genera grandes gradientes de concentración para el sodio y el potasio a través de la membrana nerviosa en reposo. Estos gradientes son los siguientes:

•Na+ (exterior): 142 mEq/l

•Na* (interior): 14 mEq/l

•K+(exterior):4 mEq/l

•K* (interior): 140 mEq/l

Los cocientes de estos dos iones respectivos desde el interior al exterior son:

•Fuga de potasio y de sodio a través de la membrana nerviosa.

El lado derecho de la figura 5-4 muestra una proteína del canal, a veces denominada “dominio de poros en tándem”, canal de potasio o canal de fuga de potasio (K*), en la membrana nerviosa a través de la que pueden escapar iones potasio incluso en una célula en reposo. Estos canales de fuga de K+ también pueden dejar que se pierdan algunos iones de sodio, pero los canales son mucho más permeables al potasio que al sodio, normalmente aproximadamente 100 veces más permeables. Como se analiza más adelante, esta diferencia de permeabilidad es un factor clave para determinar el nivel del potencial de membrana en reposo normal.

Origen del potencial de membrana en reposo normal

Los factores importantes que establecen el potencial de membrana en reposo normal de -9 0 mV. Son los siguientes:

CONTRIBUCIÓN DEL POTENCIAL DE DIFUSIÓN DE POTASIO.

En la figura 5-5A partimos del supuesto de que el único movimiento de iones a través de la membrana es la difusión de iones potasio, como se muestra por los canales abiertos entre los símbolos del potasio (IC) en el interior y el exterior de la membrana. Debido al elevado cociente de los iones potasio entre el interior y el exterior, 35:1, el potencial de Nernst que corresponde a este cociente es de -9 4 mV porque el logaritmo de 35 es 1,54, y 1,54 multiplicado por -61 mV es -9 4 mV. Por tanto, si los iones potasio fueran el único factor que genera el potencial en reposo, el potencial en reposo en el interior de la fibra sería igual a -9 4 mV, como se muestra en la figura.

CONTRIBUCIÓN DE LA DIFUSIÓN DE SODIO A TRAVÉS DE LA MEMBRANA NERVIOSA.

La figura 5-5b muestra la adición de la ligera permeabilidad de la membrana nerviosa a los iones sodio, producida por la minúscula difusión de los iones sodio a través de los canales de fuga de K-Na+. El cociente de los iones sodio desde el interior hasta el exterior de la membrana es de 0,1, y esto da un potencial de Nernst calculado para el interior de la membrana de +61 mV.

CONTRIBUCIÓN DE LA BOMBA NA+-K

En la figura 5-5C se muestra que la bomba Na+-K+ proporciona una contribución adicional al potencial en reposo. En esta figura hay bombeo continuo de tres iones sodio hacia el exterior por cada dos iones potasio que se bombean hacia el interior de la membrana. El hecho de que se bombeen más iones sodio hacia el exterior que iones potasio hacia el interior da lugar a una perdida continua de cargas positivas desde el interior de la membrana; esto genera un grado adicional de negatividad (aproximadamente -4m V mas) en el interior además del que se puede explicar por la difusión de manera aislada. Por tanto, como se muestra en la figura 5-5C, el potencial de membrana neto cuando actúan todos estos mecanismos a la vez es de aproximadamente -9 0 mV. En resumen, los potenciales de difusión aislados que produce la difusión del sodio y del potasio darían un potencial de membrana de aproximadamente -8 6 mV, casi todo determinado por la difusión de potasio. Además, se generan -4Mv adicionales al potencial de membrana por la acción continúa de la bomba de Na+-K+ electrógena, generándose un potencial neto de membrana de -90 mV.

POTENCIAL DE ACCION NERVIOSO

Las señales nerviosas se transmiten mediante potenciales de acción que son cambios rápidos del potencial de membrana que se extienden rápidamente a lo largo de la membrana de la fibra nerviosa. Cada potencial de acción comienza con un cambio súbito desde el potencial de membrana negativo en reposo normal hasta un potencial positivo y después termina con un cambio casi igual de rápido de nuevo hacia el potencial negativo. Para conducir una señal nerviosa el potencial de acción se desplaza a lo largo de la fibra nerviosa hasta que llega al extremo de la misma. La parte superior de la figura 5-6 muestra los cambios que se producen en la membrana durante el potencial de acción, con transferencia de las cargas positivas hacia el interior de la fibra en el momento de su inicio y el regreso de las cargas positivas al exterior al final del mismo. La parte inferior muestra gráficamente los cambios sucesivos del potencial de membrana durante unas pocas diez milésimas de segundo, ilustrando el inicio explosivo del potencial de acción y la recuperación, que es casi igual de rápida. Las sucesivas fases del potencial de acción son las siguientes.

FASE DE REPOSO

Este es el potencial de membrana en reposo antes del comienzo del potencial de acción. Se dice que la membrana esta polarizada durante esta fase debido al potencial de membrana negativo de -90 mV que está presente.

# FASE DE DESPOLARIZACIÓN

En este momento la membrana se hace súbitamente muy permeable a los iones sodio, lo que permite que un gran número de iones sodio con carga positiva difunda hacia el interior del axón. El estado polarizado normal de -9 0 mV se neutraliza inmediatamente por la entrada de iones sodio cargados positivamente, y el potencial aumenta rápidamente en dirección positiva. Esto se denomina despolarización. En las fibras nerviosas grandes el gran exceso de iones sodio positivos que se mueven hacia el interior hace que el potencial de membrana realmente se sobreexcite más allá del nivel cero y que se haga algo positivo. En algunas fibras más pequeñas, así como en muchas neuronas del sistema nervioso central, el potencial simplemente se acerca al nivel cero y no hay sobre, excitación hacia el estado positivo.

# FASE DE REPOLARIZACIÓN

En un plazo de algunas diezmilésimas de segundo después de que la membrana se haya hecho muy permeable a los iones sodio, los canales de sodio comienzan a cerrarse y los canales de potasio se abren más de lo normal. De esta manera, la rápida difusión de los iones potasio hacia el exterior restablece el potencial de membrana en reposo negativo normal. Esto se denomina repolarización de la membrana. Para explicar más en detalle los factores que producen tanto la despolarización como la repolarización se describirán las características especiales de otros dos tipos de canales transportadores que atraviesan la membrana nerviosa: los canales de sodio y de potasio activados por el voltaje.   POTENCIALES DE ACCIÓN CARDÍACOS:

El corazón dispone de dos clases de células musculares: las contráctiles y las de conducción:

1.Células de conducción:

•Están en los tejidos del nódulo SA (sinoauricular), los fascículos internodulares auriculares, en nódulo AV, el Haz de His y el sistema de Purkinje.

•Actúan para distribuir rápidamente los potenciales de acción por todo el miocardio.

•Generan potenciales de acción simultáneamente: Actúan como marcapasos (las células del nódulo SA son las únicas miocárdicas con automatismo intrínseco, mientras que las otras de conducción son como “marcapasos latentes”.

Fases del potencial de acción:

El potencial de acción aquí es de -60mv a + 10mv

Repolarización: Salida de K+

Despolarización espontánea o potencial marcapasos:

Porción más larga.

Potencial diastólico máximo es de aproximadamente -65mv.

Entra Na+, despolarización lenta secundaria.

La velocidad de la despolarización de la fase 4 determina la frecuencia cardiaca.

2.Potencial de acción de los ventrículos, las aurículas y el Sistema Purkinje

•El potencial de acción iniciado por el nodo SA viaja a lo largo del sistema de conducción y se esparce excitando las fibras musculares auriculares y ventriculares “funcionantes”, denominadas fibras contráctiles.

•Las células de las aurículas, los ventrículos y el sistema Purkinje muestran un potencial de membrana en reposo estable o constante.

Fases del potencial de acción:

Se despolariza aquí de -90mv a +40mv

0.Despolarización rápida: entrada de Na+

1.Repolarización inicial: Cesa la corriente de entrada de Na+; corriente de salida de K+.

2.Meseta: Hay un potencial de membrana relativamente estable pues las corrientes de entrada y salida son iguales (entra Ca2+, sale K+); el calcio entra lentamente, por canales de tipo L.

3.Repolarización: Disminuye la entrada de Ca2+, aumenta la salida de K+ hasta llegar al potencial de equilibrio de K (aprox. -85mv). Potencial de membrana en reposo; estabilidad.

Bibliografia

1. Constanzo LS. Fisiologia. quinta edi. 2014. 127-38 p.

2. Tortora, Derrickson. Principios de Anatomia y Fisiologia. décimoterc. 2013. 775 p.

3. Hall y Guyton. Tratado de fisiología médica. 12th ed. S.R.L. E, editor. España; 2012. 1083 p.

4. Solomon E, Berg L, Martín D. Biología. 9°. S.A. CLE, editor. México; 2013. 1260 p.

FLUIDOS: PROPIEDADES. PRESIÓN. VISCOSIDAD. ATMÓSFERA. PRESIÓN ATMOSFÉRICA. RELACIÓN ENTRE ALTITUD Y PRESIÓN ATMOSFÉRICA.

¿Que es Fluido? Es toda aquella porción de cuerpo donde la posición relativa de sus partículas se puede modificar adoptando la forma del recipiente que lo contenga. Se considera fluidos a los líquidos y gases(1).

Propiedades de los fluidos Densidad: es la medida del grado de compactación de un material. Para un fluido homogéneo se define como la masa por unidad de volumen y depende de factores tales como su temperatura y la presión a la que está sometido.

Compresibilidad: Cuando la presión cambia bruscamente en un líquido, la compresibilidad se hace evidente e importante. La compresibilidad se expresa mediante el módulo elástico de compresión.

Viscosidad: es una medida de la resistencia del fluido al corte cuando el fluido está en movimiento. Se le puede ver como una constante de proporcionalidad entre el esfuerzo de corte y el gradiente de velocidad.

Tensión superficial: Es cuando una molécula dentro del líquido es atraída en todas direcciones por otras moléculas mediante fuerzas cohesivas. Cuando un líquido está en contacto con algún otro medio (aire, otro líquido, un sólido) se forma una superficie de contacto entre el líquido y el otro medio.

Equilibrio: la suma de las fuerzas de atracción es cero. Sin embargo, en la superficie de contacto, la suma de estas fuerzas tiene como resultante una fuerza neta, perpendicular a la superficie y con sentido hacia el interior del líquido(2).

Características de un fluido ideal

El movimiento de un fluido real es muy complejo. Para simplificar su descripción consideraremos el comportamiento de un fluido ideal cuyas características son las siguientes:

A.- Fluido no viscoso. Se desprecia la fricción interna entre las distintas partes del fluido. B.- Flujo estacionario. La velocidad del fluido en un punto es constante con el tiempo.

C.- Fluido incompresible. La densidad del fluido permanece constante con el tiempo D.- Flujo irrotacional. No presenta torbellinos, es decir, no hay momento angular del fluido respecto de cualquier punto(3).

Las diferencias entre un fluido Newtoniano y un fluido no Newtoniano Newtoniano: La viscosidad es independiente del gradiente de velocidad, y puede depender sólo de la temperatura y quizá de la presión. Para estos fluidos la viscosidad dinámica es función exclusivamente de la condición del fluido. La magnitud del gradiente de velocidad no influye sobre la magnitud de la viscosidad dinámica.

No Newtoniano: Es aquel donde la viscosidad varía con el gradiente de velocidad. La viscosidad el fluido no newtoniano depende de la magnitud del gradiente del fluido y de la condición del fluido. Para los fluidos no newtonianos, la viscosidad se conoce generalmente como viscosidad aparente para enfatizar la distinción con el comportamiento newtoniano(4).

Las diferencias entre flujo laminar y turbulento

Flujo laminar: Las partículas se desplazan siguiendo trayectorias paralelas, formando así en conjunto capas o láminas de ahí su nombre, el fluido se mueve sin que haya mezcla significativa de partículas de fluido vecinas. Este flujo se rige por la ley que relaciona la tensión cortante con la velocidad de deformación angular(5).

Flujo turbulento: El flujo turbulento es más comúnmente desarrollado debido a que la naturaleza tiene tendencia hacia el desorden y esto en términos de flujos significa tendencia hacia la turbulencia. Este tipo de flujo se caracteriza por trayectorias circulares erráticas, semejantes a remolinos. El flujo turbulento ocurre cuando las velocidades de flujo son generalmente muy altas o en fluidos en los que las fuerzas viscosas son muy pequeñas(6).

La formación de turbulencias en el sistema respiratorio La corriente de aire se mueve por las vías respiratorias sobre todo de forma laminar, sin formación de turbulencias. Cuando la velocidad de la corriente de aire aumenta, o las vías respiratorias se estenosan, se forman remolinos, unas corrientes turbulentas, y con ello la resistencia de las vías respiratorias se incrementa. La resistencia aumenta en mayor grado en aquellas vías respiratorias cuyo diámetro interno es mayor de 2mm(7).

¿Que es presión?

Puede definirse como una fuerza por unidad de área o superficie, en donde para la mayoría de los casos se mide directamente por su equilibrio directamente con otra fuerza, conocidas que puede ser la de una columna liquida un resorte, un embolo cargado con un peso o un diafragma cargado con un resorte o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformación cualitativa cuando se le aplica la presión(8).

¿Que es viscosidad?

La viscosidad es la principal característica de la mayoría de los productos lubricantes. Es la medida de la fluidez a determinadas temperaturas. Es una propiedad que depende de la presión y temperatura y se define como el cociente resultante de la división de la tensión de cizallamiento (t ) por el gradiente de velocidad (D)(9).

Factores que afectan la viscosidad del aire

Según la altitud, la temperatura y la composición del aire, la atmósfera terrestre se divide en cuatro capas: troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera. A mayor altitud disminuyen la presión y el peso del aire(10).

¿Que es atmósfera?

La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a la Tierra. Es una capa gaseosa de aproximadamente 10.000 km de espesor que rodea la litosfera e hidrosfera. Está compuesta de gases y de partículas sólidas y líquidas en suspensión atraídas por la gravedad terrestre. En ella se producen todos los fenómenos climáticos y meteorológicos que afectan al planeta, regula la entrada y salidos de energía de la tierra y es el principal medio de transferencia del calor(11).

¿Que es presión atmosférica? Se conoce como presión atmosférica a aquella presión que ejerce el aire en cualquier punto de la atmósfera(12).

Explica la relación entre presión atmosférica y altitud

La presión atmosférica disminuye al aumentar la altura a la que nos encontramos sobre el nivel del mar. Sin embargo, esta disminución no es uniforme, ya que al principio disminuye más rápidamente que después, debido a que la atmósfera va perdiendo densidad a medida que vamos ascendiendo, pues el aire se va enrareciendo (cada vez hay menos aire y se hace más raro).

Explica los factores que afectan el trabajo respiratorio

Los factores que están relacionados con el trabajo respiratorio y que pueden modificar o alterar con un cambio en sus propiedades. El trabajo respiratorio tiene una serie de componentes representados por las fuerzas elásticas, viscoelásticas, plastoelásticas, inerciales, gravitacionales, de compresibilidad y distorsión de la pared torácica, sin olvidar que el trabajo en fase acelerativa, se recupera en la fase decelerativa(13).


LEY DE OHM DEL FLUJO DE FLUIDOS. LEYES DE LOS GASES IDEALES Y EL SISTEMA RESPIRATORIO. DIFUSIÓN DE GA-SES. GRADIENTE DE VENTILACIÓN/PERFUSIÓN. RESIS-TENCIA DE VÍAS AÉREAS.

Con la intención de ilustrar los conocimientos, he creado un blog para hablar del tema... ;)

Click en la descripción del link abajo.

http://biofirespiracion.blogspot.pe/2017/09/ley-de-ohm-del-flujo-de-fluidos.html


TRANSPORTE DE GASES EN LA SANGRE

Leyes de los gases

La ley de Boyle permite explicar la ventilación pulmonar, proceso por el que se intercambian gases entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares. El aire entra en los pulmones porque la presión interna de estos es inferior a la atmosférica y por lo tanto existe un gradiente de presión. Inversamente, el aire es expulsado de los pulmones cuando estos ejercen sobre el aire contenido una presión superior a la atmosférica. Este mecanismo es estudiado con más detalle en el apartado "mecánica de la respiración pulmonar".

La ley de Charles se aplica en la respiración: cuando el aire entra en los pulmones, generalmente más calientes que el ambiente, se expanden aumentando el volumen pulmonar.

La ley de Dalton establece que en una mezcla de gases cada gas ejerce su presión como si los restantes gases no estuvieran presentes.

La ley de Henry explica, por ejemplo, la narcosis nitrogenada, o intoxicación que se manifiesta en los buceadores que respiran aire en botellas cuando la presión por la profundidad disuelve grandes cantidades de nitrógeno en la sangre. Altas concentraciones de este gas producen un efecto narcotizante. Además, la ley de Henry también explica por qué al retornar a la superficie los buceadores deben subir escalonadamente para permitir que el nitrógeno disuelto en la sangre se libere al disminuir la presión. De no hacerlo así, el buceador corre el riesgo de experimentar los síntomas de la descompresión, resultantes de las burbujas de gas que se desprenden de la sangre al retornar a la presión atmosférica.

El transporte del Oxígeno en la sangre El O2 difunde de los alvéolos a los capilares sanguíneos pulmonares por un gradiente de presión. En los otros tejidos del cuerpo, una mayor PO2 en la sangre capilar que en los tejidos hacen que el O2 difunda hacia la células circundantes. Por otro lado, cuando el O2 se ha metabolizado en las células para formar CO2, la PCO2 intracelular aumenta hasta un valor tan elevado lo que hace que el CO2 difunda hacia los capilares tisulares.

El transporte del CO2 en la sangre En condiciones de reposo cada 100ml de sangre transporta 4 ml de CO2 desde los tejidos a los pulmones.  Un 70% es transportado en forma de iones de bicarbonato  Un 23% va unido a la Hb y a las proteínas del plasma  Un 7% se transporta disuelto en el líquido de la sangre

Afinidad por el oxígeno

Es la fuerza del enlace oxígeno hemoglobina, Se expresa como como el porcentaje de la hemoglobina total que está saturada (hemoglobina unida al oxigeno) y es llamada también Efecto Bohr.

Los factores que afectan la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno

Los factores más importantes que afectan a la curva de disociación de la hemoglobina son: Presión parcial de anhídrido carbónico en sangre (pCO2), el aumento de la concentración de CO2 disminuye la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y produce un desplazamiento de la curva hacia la derecha.

Relación entre el oxígeno y la hemoglobina

Alrededor del 97% del oxígeno es transportado de los pulmones a los tejidos en combinación con la Hb. El 3% llega a los tejidos disueltos con agua y células del plasma. El oxígeno puede transportarse tanto en disolución como en combinación con la hemoglobina.

¿Que es distensibilidad pulmonar?

Es el esfuerzo requerido para distender los pulmones y la pared del tórax. Una distensibilidad elevada significa que los pulmones y la pared torácica se expanden con facilidad, mientras que una distensibilidad baja significa que resisten la expansión.

Factores que afectan la distensibilidad pulmonar

Disminuciones:

• Fibrosis: cicatrices en el intersticio.
• Edema: Líquido en el alveolo
• Respiración continuada a bajos volúmenes

Aumentos: •Edad •Enfisema Pulmonar • (Perdida de Elasticidad)

¿Que es retracción pulmonar?

Es la tendencia del tejido pulmonar a recuperar un tamaño menor tras haber sido distendido de forma pasiva durante la inspiración.

Factores que afectan la retracción pulmonar

Los factores que afectan son: •Tensoactivo pulmonar •La interdependencia estructural de los alvéolos

¿Que es elasticidad pulmonar?

Se debe a fibras de elastina y de colágeno localizadas en las paredes alveolares. Las propiedades elásticas son: Distensibilidad: Facilidad con la que se hinchan los pulmones.

¿Que es tensión superficial?

La tensión superficial es el fenómeno en el cual la superficie de un líquido se comporta como una película fina elástica, el líquido también presenta resistencia a aumentar su superficie. Los líquidos con mayor tension superficial

Los 3 líquidos con mayor tensión superficial son: • Agua 72.75 dinas/cm • Benceno 28,85 dinas/cm • Tolueno 28,5 dinas/cm

El origen de la tensión superficial

Su origen es por las fuerzas cohesivas (de atracción) entre las moléculas del líquido, ya que tratan de hacer el área de un líquido lo más pequeño posible. Surge en todas las interfaces aire- agua porque las moléculas polares del agua se atraen con mayor intensidad entre sí, que con las moléculas de gas en el aire. ¿Que es surfactante?

Es la sustancia que disminuye la tensión superficial, también llamado tensoactivo.

La membrana respiratoria

La membrana respiratoria consiste de: • líquido que reviste al alvéolo (agua + surfactante) • Neumocitos I • Membrana basal del Neumocito • Espacio intersticial • Membrana basal capilar • Célula endotelial

El rol del neumocito II en la producción del surfactante

En los neumocitos II la producción de surfactante están almacenados en cuerpos lamerales.

La naturaleza química del surfactante

Su naturaleza química consiste en: Bovino y Porcino.

Surfactante disminuye la tensión superficial

El surfactante está compuesto del 90% de lípidos y el 10% de proteínas, El surfactante reemplaza al agua en la superficie del aire. 58. Explica la relación entre distensibilidad y elasticidad en el pulmón. En condiciones normales, los pulmones tienen una distensibilidad elevada y se expanden fácilmente porque las fibras elásticas del tejido pulmonar se estiran.

La ley de Laplace

Es una ley física que relaciona el cambio de presiones en la superficie que separa dos fluidos de distinta naturaleza con las fuerzas de línea debidas a efectos moleculares. La tensión parietal es directamente proporcional a la presión transmural y al radio del vaso e inversamente proporcional al grosor de la pared vascular.

Usa la ley de Laplace para explicar el volumen y radio de un alveolo

La ley de Laplace nos da a entender que la radio es directamente proporcional al grosor de la pared, entonces si hay mayor radio también aumentara el volumen.

Predice como un cambio en la presión transmural a nivel de los alveolos, el radio y el grosor del alveolo afectan la tensión superficial

La presión necesaria para evitar que el alveolo se colapse como consecuencia de la tensión superficial alveolar es proporcional a dicha tensión superficial e inversa al radio del alveolo.

Bibliografía: •Principios de Anatomía y Fisiología (Tortora-Derrikson)(Aparato Respiratorio) •Guyton y Hall tratado de FIsiologia medica (Respiracion) •Fisiología Linda S. Constanzo (Fisiologia Respiratoria)




REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA CORPORAL ¿Qué es temperatura? Desde el punto de vista de la física, calentar una cosa significa hacer que sus moléculas se muevan o vibren más rápido. Esa medida de la agitación de las moléculas se llama TEMPERATURA. Cuando tocas algo y te quema, lo que estás sintiendo es el golpeteo de las moléculas que chocan contra tu mano. Relación entre calor y temperatura Todos sabemos que cuando calentamos un objeto su temperatura aumenta. A menudo pensamos que calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo, esto no es así. El calor y la temperatura están relacionadas entre sí, pero son conceptos diferentes. Como ya dijimos, el calor es la energía total del movimiento molecular en un cuerpo, mientras que la temperatura es la medida de dicha energía. El calor depende de la velocidad de las partículas, de su número, de su tamaño y de su tipo. La temperatura no depende del tamaño, ni del número ni del tipo.

Ley cero de la termodinámica La ley cero, conocida con el nombre de la ley del equilibrio térmico fue enunciada en un principio por Maxwel y llevada a ley por Fowler y dice: “Dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí”. El equilibrio térmico debe entenderse como el estado en el cual los sistemas equilibrados tienen la misma temperatura. Esta ley es de gran importancia porque permitió definir a la temperatura como una propiedad termodinámica y no en función de las propiedades de una sustancia. La aplicación de la ley cero constituye un método para medir la temperatura de cualquier sistema escogiendo una propiedad del mismo que varíe con la temperatura con suficiente rapidez y que sea de fácil medición, llamada propiedad termométrica. En el termómetro de vidrio esta propiedad es la altura alcanzada por el mercurio en el capilar de vidrio debido a la expansión térmica que sufre el mercurio por efecto de la temperatura. Cuando se alcanza el equilibrio térmico, ambos sistemas tienen la misma temperatura.

Escalas de temperatura Escala Celsius Para esta escala, se toman como puntos fijos, los puntos de ebullición y de solidificación del agua, a los cuales se les asignan los valores de 100 y 0 respectivamente. En esta escala, estos valores se escriben como 100° y 0°. Esta unidad de medida se lee grado Celsius y se denota por °C. El grado Celsius, es la unidad creada por Anders Celsius para su escala de temperatura. Se tomó para el Kelvin y es la unidad de temperatura más utilizada internacionalmente. A partir de su creación en 1750 fue denominado grado centígrado (se escribía °c, en minúscula). Pero en 1948 se decidió el cambio en la denominación oficial para evitar confusiones con la unidad de ángulo también denominada grado centígrado (grado geométrico), aunque la denominación previa se sigue empleando extensamente en el uso coloquial. Hasta 1954 se definió asignando el valor 0 a la temperatura de congelación del agua, el valor 100 a la de temperatura de ebullición «ambas medidas a una atmósfera de presión» y dividiendo la escala resultante en 100 partes iguales, cada una de ellas definida como 1 grado. Estos valores de referencia son muy aproximados pero no correctos por lo que, a partir de 1954, se define asignando el valor 0,01 °C a la temperatura del punto triple del agua y definiendo 1 °C como la fracción 1/273,16 de la diferencia con el cero absoluto.

Escala Kelvin En este caso, la escala fue establecida por la escala kelvin, donde el valor de 0° corresponde al cero absoluto, temperatura en la cual las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínima energía térmica posible. Ningún sistema macroscópico puede tener una temperatura inferior. En escala Celsius esta temperatura corresponde a -273 °C. Esta unidad de medida se lee Kelvin y se denota por [K]. Esta unidad se llama también Escala Absoluta y es también la unidad adoptada por el Sistema Internacional de Unidades. Dado que 0 K corresponden a -273,15 °C, se puede hallar una fórmula de conversión, entre la escala Celsius y la escala Kelvin, de la siguiente forma:

                                          TK = TC + 273.15 C·

Escala Fahrenheit En esta escala también se utilizaron puntos fijos para construirla, pero en este caso fueron los puntos de solidificación y de ebullición del cloruro amónico en agua. Estos puntos se marcaron con los valores de 0 y 100 respectivamente. La unidad de esta escala se llama grado Fahrenheit y se denota por °F. Dado que en escala Celsius, los valores de 0 °C y 100 °C corresponden a 32 °F y 212 °F respectivamente, la fórmula de conversión de grados Celsius a Fahrenheit es:

                                           Tf = 9/5  Tc + 32 c·

Temperatura seca La temperatura seca es la temperatura del aire medida por un termómetro de mercurio normal. Esta temperatura no tiene en cuenta ni la humedad relativa ni la velocidad del aire. Tampoco se ve afectada por la radiación calorífica (o radiación térmica) de los objetos que se encuentran próximos.

Temperatura húmeda La temperatura húmeda es la que se mide con un termómetro cuyo bulbo está cubierto con una gasa o un paño de algodón humedecido con agua (termómetro de bulbo húmedo). La temperatura seca y húmeda será la misma cuando el aire esté saturado de vapor, pero cuanto menor sea la humedad relativa del aire menor será la temperatura húmeda. Las corrientes de aire también afectan a la temperatura húmeda. Estas corrientes aceleran la evaporación del agua que está en contacto con el bulbo, provocando un descenso de la temperatura debido al calor latente (energía requerida por el agua al pasar de estado líquido a gaseoso).

Temperatura radiante La temperatura radiante media de un local, se define como la temperatura única y uniforme de sus cerramientos con la cual la transferencia de calor por radiación desde o hacia una persona situada en el interior del mismo, fuera la misma que se produce en la situación actual con las temperaturas superficiales reales.

Homotermo Conjunto de animales capaces de regular su temperatura corporal, de manera automática, consumiendo energía química, procedente de los alimentos. Los mamíferos y las aves son los dos grandes grupos animales que poseen esta característica, aunque también existen algunas especies de tiburones con este mecanismo termorregulador. Gracias al autoabastecimiento de calor, los homeotermos pueden sobrevivir en las condiciones de frío más adversas como es el caso de los pingüinos.

Temperatura corporal central

El cuerpo maneja una temperatura corporal central y una periférica. Ambas están controladas por el centro termorregulador y sus respuestas, por lo que se mantienen en rangos que se consideran como normales. La temperatura corporal periférica o cutánea aumenta o disminuye, dependiendo de cual sea la temperatura del entorno, pues la piel tiene la característica de transferir calor al entorno. Por otra parte, la temperatura corporal central permanece muy constante, tanto así que aunque el cuerpo se exponga a temperaturas bajas o altas, su variación es mínima, en un margen de más o menos 0,6 º C. Factores que afectan la temperatura corporal central La temperatura corporal central sufre cambios debido a condiciones como la realización de ejercicio, que aumenta el calor corporal y por los extremos de la temperatura ambiental. A su vez, factores como la fiebre, la ingesta de alimentos y el ciclo menstrual pueden realizar modificaciones en la misma.

- Dee Unglaub Silverthorn, D.U.S. Fisiología humana, un enfoque integrado. (4ta ed.). University of Texas, Austin: Editorial Médica Panamericana; 2008.

- José López Chicharro, J.L.C, Almudena Fernández Vaquero, A.F.V. Fisiología del ejercicio. (3ra ed.). : Editorial Médica Panamericana; 2006.


Mecanismos físicos de producción y Pérdida de Calor Corporal

Los mecanismos físicos de pérdida de calor son: Conducción, Convección, Radiación y evaporación.

Conducción: es un mecanismo de pérdida de calor por contacto directo entre dos o más cuerpos que están a distintas temperaturas, hasta que se alcance el equilibrio térmico. El flujo de calor vá siempre desde el que tiene mayor energía interna, que es proporcional a la temperatura, hasta el que tiene menor energía interna. Entonces, El flujo de calor és directamente proporcional al gradiente de temperatura, o sea, cuanto mayor el gradiente de temperatura, mayor es el flujo de calor. De igual modo ocurre cuando dos partes del mismo cuerpo están a distintas temperaturas, la parte más caliente cede energía a la parte más fria por conducción. [1]

El mecanismo por lo que ocurre la transferência de energía en la conducción es la transferência de energía cinética entre las moléculas em contacto. Las moléculas más rápidas tienen mayor energía cinética y, por tanto, el valor medio de energía , que es proporcional a la temperatura, es mayor. En los choques entre moléculas, parte de la cantidad de movimiento de las moléculas más rápidas se transfiere a las más lentas, ocurrindo el flujo de energía por conducción. [1]

El cálculo que demonstra el flujo de calor por unidad de tiempo mediante conducción afirma que: el calor transferido (Q) por unidad de tempo (Δt) és diretamente proporcional al coeficiente de conductividad térmica (k), que es uma propriedade específica de cada material. También es directamente proporcional al área de transferência de calor, o sea, cuanto mayor el área de transmisión de calor, mayor será el calor transferido. El Q/ Δt es diretamente proporcional al gradiente de temperatura (ΔT) y inversamente proporcional a la longitud del cuerpo (l), o sea, cuanto mayor la longitude del cuerpo, más difícil es la propagación de calor. [1]

Convección: Es la transmisión de energía térmica mediante el movimento de fluidos provocados por la fuente de calor. Primeramente, de acuerdo com la ley de Charles, la temperatura del aire és diretamente proporcional a su volúmen. Cuando um fluido es calientado, se aumenta su volumen, pues las moléculas se agitam más, y com este aumento de volúmen hay uma disminuición de la densidade, portanto, el fluido tende a subir. Los seres humanos acalientan uma fina camada de aire al su entorno por transmissión de energía, este aire calientado tende a subir, mientras el aire frio tende a bajar. [2]

  • El aire calientado pirde energía por entrar em contacto con moléculas frias y aumenta su densidade, descendiendo como consecuencia. Este processo genera um ciclo conocido como corrientes de convección. Por este processo los calentadores em las casas son puestos abajo, por la tendência del aire calientado de subir, y por eso que los refrigeradores son puestos arriba, por la tendência del aire frio de bajar. Existen situaciones en que el processo de convección es acelerado, como cuando existen corrientes de viento, que sustituyen la camada de aire calentado por el cuerpo com mucho más rapidez. Este processo influye em la sensación térmica sentida por el cuerpo. [2]

Radiacción: Todos los cuerpos emiten radiacción electromagnética cuya intensidade y características dependen de su temperatura. La emisión de esta radiación supone perdida de energía interna. La mayor parte de la amisión de radiaciones infrarrojas, um tipo de onda electromagnetica, que sale del organismo tiene unas longitudes de onda de 5 a 20 μm, es decir, de 10 a 30 veces la longitude de los rayos de luz visible. Si la temperatura del cuerpo es mayor que la ambiental, el cuerpo emite uma mayor cantidad de calor de la que recibe, y si es menor, el cuerpo recibe más cantidad de calor de la que emite [3]

Evaporación: La evaporación es um importante mecanismo de perdida de calor em el ser humano, y es esencial para el mantenimiento de la temperatura em los rangos normales y necesários para la vida. El calor latente de vaporización del água es 2.257 kJ/kg o 539 kcal/kg, o sea, por cada gramo de agua evaporados perdimos cerca de 539 calorías. Perdimos cerca de 600 a 700 ml de água por día mediante evaporación, em lo que consiste uma perdida de 19 a 19 calorías por hora, aunque la persona no sude. El principal medio de perdida de agua por evaporacion son los pulmones, aunque la piel y el vello también contribuyan. [4]

Las proporciones de perdida de calor em el ser humano, considerando uns situacción em que la persona está desnuda, em um ambiente cerrado com poco o nulo viento, son: radiacción de ondas de calor 60%, Evaporación 22%, Conducción a la atmosfera mediante corrientes de aire (convección) 15 %, y conducción a los objetos 3 %. Pero deve-se tener em vista que el flujo de calor és diretamente proporcional al gradiente de temperatura, portanto el intercambio de calor entre el ser humano y la atmosfera puede ser em diferentes sentidos, excepto por la evaporación, que és um mecanismo o exclusivamente de perdida de calor. [4]

[1] (Villar R. López C. Cussó F. Fundamentos físicos de los processos biológicos volume 2; pg 34, 35 y 36)

[2] (Villar R. López C. Cussó F. Fundamentos físicos de los processos biológicos volume 2; pg 37, 38, 39)

[3] (Villar R. López C. Cussó F. Fundamentos físicos de los processos biológicos volume 2; pg 40)

[4] ( Guyton y Hall, Tratado de Fisiologia Médica; pg 913)


Mecanismos fisiológicos de la producción y pérdida de calor

La función de la termorregulación es mantener la temperatura central del cuerpo estable, es decir, manteniendo un equilibrio saludable entre la producción, captación y pérdida de calor. Si la temperatura corporal aumenta por encima de la señal de referencia, establecido en aproximadamente 37º C, se aumenta la corriente térmica interna por dilatación de los vasos cutáneos, pues de esta forma se aumenta temperatura superficial, y por consiguiente,también lo hace la pérdida de calor, todo esto mediado por los reflejos simpáticos y parasimpáticos. También aumenta la secreción sudorípara, lo que hace que se de un enfriamiento cutáneo. El gradiente entre las temperaturas cutánea y central hace que se libere el calor, pues se da la evaporación, que hace que la energía corporal sea usada para convertir el agua del sudor en vapor de agua.

No obstante, si la temperatura disminuye por debajo de la señal de referencia, la pérdida de calor para, y aumenta la producción de calor a través de la tiritona, que en otras palabras es la contracción tónica de los músculos. También se da la piloerección, en la que los músculos constrictores del pelo se contraen y hacen que el aire adyacente a la piel se caliente para evitar la transferencia de calor al exterior. A su vez, ocurre la denominada termogenia química, en la que estimulaciones simpáticas ocasionan un desacoplamiento de la fosforilación oxidativa, la cual hace que en vez de que se produzca ATP, ocurra una producción de calor a través de la grasa parda, que se encuentra principalmente en neonatos y bebés. Y para un control a largo plazo en cuanto a temperaturas bajas, la tiroxina, liberada por la glándula tiroides activa una proteína desacopladora y eleva la tasa metabólica celular. En caso de que la condición térmica persista, la tiroides sufrirá una hipertrofia y alcance un nuevo umbral de secreción de tiroxina. - David Le Vay, D.L.V. Anatomía y fisiología humana. (2da ed.). : Editorial Paidotribo; 2004. - Stefan Silbernagl, S.S, Agamemnon Despopoulus, A.D. Fisiología Atlas y texto. (7º ed.). : Editorial Médica Panamericana; 2007. - John E. Hall, J.E.H, Arthur C. Guyton, A.C.G. Tratado de fisiología médica. (12º ed.). Jackson, Mississippi: Editorial Elsevier; 2011.

Termorreceptores

Las sensaciones térmicas cutáneas se dan gracias a diferentes fibras nerviosas encargadas de enviar aferencias previamente transducidas y codificadas para transmitir información con respecto a los cambios de temperatura en el ambiente. Son activados por modificaciones de la temperatura. Se ubican justo bajo la piel de forma espaciada y separados entre sí. Se reconocen receptores para el frío, calo y dolor, siendo más abundantes los receptores del frío, de los cuales se dice que son terminaciones de fibras Aδ mielínicas, mientras que en menor cantidad se encuentran los receptores de calor, que son terminaciones nerviosas libres y su velocidad de aferencia es menor. Los receptores del dolor sólo se estimulan cuando la temperatura a alcanzado valores extremos y actúan junto con los otros dos, dependiendo de la situación.

Los receptores para el frío y calor no son estimulados directamente por los efectos físicos de la temperatura sino más bien por los cambios producidos en los índices metabólicos, debido a que esta modifica la velocidad de las reacciones químicas en el interior de las células.

- Víctor Manuel Alcáraz Romero, V.M.A.R. Estructura y función del sistema nervioso Recepción sensorial y estados del organismo. (2da ed.). Instituto de Neurociencias de la Universidad de Guadalajara: Editorial El Manual Moderno; 2001.


Variación cíclica del punto de regulación de temperatura

Tomando en cuenta una temperatura central crítica, se pueden observar variados cambios. Cuando se está por encima de esa temperatura, la producción de calor disminuye para que la temperatura corporal lo haga también. Sin embargo, la pérdida de calor sobrepasa el punto crítico, por lo que se vuelve a elevar para alcanzarlo. Lo mismo sucede cuando la temperatura es baja, y la producción de calor aumenta, y luego retorna al valor ideal térmico. Esa temperatura crucial se denomina punto de ajuste y es donde todos los mecanismos termorreguladores intentan llevar la temperatura corporal.

- John E. Hall, J.E.H, Arthur C. Guyton, A.C.G. Tratado de fisiología médica. (12º ed.). Jackson, Mississippi: Editorial Elsevier; 2011.

Control reflejo de la respuesta termorreguladora fisiológica

El cuerpo contiene termoreceptores en diferentes áreas (superficie, médula, hipotálamo anterior) y un centro integrador de informaciones que es el hipotálamo. Conforme las informaciones aferentes sobre la temperatura del ambiente, la temperatura periférica y la temperatura central, el hipotálamo es capaz de cambiar el punto de ajuste de la temperatura central, lo que puede ser motivado también por factores bacterianos por la síntesis de prostaglandina E2. En respuesta al nuevo punto de ajuste elevado el cuerpo presenta reacciones de producción de calor (vasoconstricción, piloerección, tiritona, secreción de adrenalina). Posteriormente, el hipotálamo puede efectuar un segundo reajuste volviendo el punto regulador de temperatura inicial en respuesta, por ejemplo a la ingestión de alguna medicina. EN ese momento de realizaran respuestas de pérdida de calor por vaso dilatación y sudoración. A ese mecanismo se llama el “control reflejo” de la temperatura.

Alteración de la temperatura durante el ejercicio en varios ambientes

Durante el ejercicio físico, la vía más importante en la regulación de la temperatura corpórea es la evaporación. En condiciones de elevada humedad atmosférica, se reduce la evaporación, el individuo es menos tolerante al calor y más susceptible al shock térmico. El ejercicio físico en ambiente seco o con poca humedad relativa, facilita la transpiración y por lo tanto la perdida de calor del cuerpo hacia el medio por evaporación lo que torna el ejercicio físico más tolerable.

Aclimatación a ambientes calurosos y a ambientes fríos

Todavía es polémico definir si el hombre es capaz a aclimatarse al frío ya que usualmente no se expone suficiente tiempo a esa condición. Aun que al exponerse temporariamente al clima frío la tasa metabólica aumenta con efectos de vasoconstricción, tiritona y piloerección. Cuando expuesto a temperaturas elevada temporariamente en el calor, el cuerpo trata de perder calor por medio de vaso dilatación en convección y radiación.

Al aclimatarse al calor, por ejemplo en condiciones de ejercicio físico vigoroso regular, el organismo desciende el umbral de temperatura central favoreciendo el inicio de la sudoración a temperaturas más bajas al mismo tiempo que presenta una sudoración más intensa. Ese efecto de aclimatación al calor suele pasar entre 8 a 10 días de exposición regular al calor.

Sensación térmica

La misma temperatura puede ser interpretada por el cuerpo de manera diferente, a lo que se llama “sensación térmica”. La sensación térmica depende con mayor importancia de factores ambientales de humedad y convección. Clima seco y con corriente de aire favorece la tolerancia al calor aproximado de 54 grados. Por otro lado, clima húmedo y sin corriente de aire es muy poco tolerable por el cuerpo humano, alrededor de 34 grados.

Regulación de temperatura del neonato

El neonato presenta un metabolismo acelerado en relación a los adultos, con una exigencia cardíaca mayor. Por otro lado, el neonato manifiesta menores posibilidades de producción de calor ya que su gran superficie y poca masa favorecen el efecto opuesto de pérdida de calor. El efecto combinado del elevado metabolismo y acentuada pérdida de calor hace inestables el control térmico en el neonato sobretodo en los primeros días de vida. El neonato tiende a equilibrar su temperatura entre 32 a 34 grados Celsius, según el ambiente en que se encuentre. Siendo que el descenso en la temperatura debajo de 35 grados está asociado con riesgo de muerte. Para favorecer el mantenimiento de la temperatura en el neonato muchas veces se utiliza la incubadora en los primeros días de vida del prematuro.

Referencias bibliográficas

1. Guyton AC, Hall JE. Textbook of medical Physiology. 13th ed. United States of America: Elsevier; 2016. 911-22; 1071-81. 2. Tresguerres JAF, et al. Fisiología Humana. 4ta ed. Mexico: McGraw Hill; 2010. 1066-77. 3. Rhoades R, Bell D. Medical Physiology. Principles for Clinical Medicine. 4th ed. Philadelphia: Kluwer W; 2013. 550-74; 712-31.



ONDAS

1.Define onda

En física, una onda (del latín unda) consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad del espacio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El espacio perturbado puede contener materia (aire, agua, etc) o no (vacío).

2.Define cresta de una onda

La creta de una onda es aquel punto de máxima elongación o máxima amplitudes de onda, es decir, el punto de la onda más separado de su posición de reposo. En otra definición la cresta es aquel punto que ocupa la posición más alta en una onda.

3.Define valle de una onda

El valle es aquel punto más alejado de la posición de equilibrio de una onda, pero en el lado opuesto al lugar donde se ubican las crestas. En otra definición el valle es aquel punto que ocupa la posición más baja en una onda.

4.Define elongación de una onda

La elongación en mecánica es la distancia que, en un instante dado, separa a una partícula o cuerpo sometidos a oscilación de su posición de equilibrio. Por extensión, en un sistema físico se define la elongación asociada a una magnitud física característica del mismo como la diferencia de su valor en un instante dado y el correspondiente al estado de equilibrio del sistema. En física, la elongación se refiere comúnmente a los sistemas oscilantes, tanto materiales (ejemplo, masa sujeta a un muelle) como inmateriales (oscilaciones electromagnéticas). Así, en el caso de las oscilaciones de una masa sujeta a un muelle, la elongación se define como la separación de la masa (o el alargamiento/acortamiento del muelle) con respecto a suposición de equilibrio. En este ejemplo, la elongación se mide en unidades de longitud (metros, en el S.I.). En el caso de las oscilaciones libres del sistema masa-muelle, la elongación viene expresada por la función.

5.Define ciclo de una onda

Para la física, el ciclo de una onda es la distancia más pequeña que existe antes de que dicha onda se reitere. El ciclo, por lo tanto, depende de la longitud de onda.

6.Define amplitud de onda

En física la amplitud (del latín amplitūdō) de un movimiento oscilatorio, ondulatorio o señal electromagnética es una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra magnitud física que varía periódica o cuasiperiódicamente en el tiempo. Es la distancia entre el punto más alejado de una onda y el punto de equilibrio o medio. Es una perturbación física que se propaga en el espacio como una onda armónica. Puede modelizar matemáticamente como una magnitud física , cuyo valor varía con el tiempo y de un punto a otro del espacio.

7.Define longitud de onda (λ)

La longitud de onda es la distancia real que recorre una perturbación (una onda) en un determinado intervalo de tiempo. Ese intervalo de tiempo es el transcurrido entre dos máximos consecutivos de alguna propiedad física de la onda. En el caso de las ondas electromagnéticas esa propiedad física (que varía en el tiempo produciendo una perturbación) puede ser, por ejemplo, su efecto eléctrico (su campo eléctrico) el cual, según avanza la onda, aumenta hasta un máximo, disminuye hasta anularse, cambia de signo para hacerse negativo llegando a un mínimo (máximo negativo). Después, aumenta hasta anularse, cambia de signo y se hace de nuevo máximo (positivo). Esta variación del efecto eléctrico en el tiempo, si la representamos en un papel, obtenemos "crestas" y "valles" (obtenemos una curva sinusoidal) pero la onda electromagnética no "tiene" crestas y valles. Otra propiedad física, que podríamos haber utilizado para medir la longitud de onda de las ondas electromagnéticas, es su efecto magnético (su campo magnético), que también varía en el tiempo.1​2​ En el caso de las ondas llamadas "olas del mar", esa propiedad puede ser la posición de una de sus moléculas respecto al nivel medio del mar. La perturbación avanza a una determinada velocidad (que depende de varios aspectos que aquí no son relevantes). Si medimos lo que avanza la perturbación en el transcurso de tiempo empleado por una de sus moléculas en pasar dos veces consecutivas por un máximo en su posición respecto al nivel medio del mar, obtendremos la longitud de onda de esa onda que llamábamos "olas del mar". En este caso, esa distancia (esa longitud de onda) coincide con la separación entre dos crestas consecutivas, pero no es conveniente quedarse con la idea de que todas las ondas tienen "crestas". La luz no las tiene. La definición de "distancia recorrida por la perturbación (no por el material, moléculas, etc. ) en una determinada duración de tiempo" es la definición válida.1​2​ Si representamos en dos dimensiones cómo varía esa propiedad física con la distancia que recorre la onda obtenemos una curva cuyo aspecto muestra cierta periodicidad. En muchos casos esa curva tiene aspecto sinusoidal. La distancia entre dos máximos de esa curva sinusoidal nos muestra el valor (expresado en metros, centímetros o cualquier otra unidad de medida de distancia) de la longitud de onda, pero no "es" la longitud de onda. La longitud de onda es una distancia real recorrida por la onda. No es la distancia entre dos máximos de una curva pintada en un papel. Como es lógico, para poder representar esta curva, necesitamos conocer la velocidad a la que avanza la onda. Las ondas electromagnéticas que llamamos "luz visible" pasan de un máximo de su campo eléctrico a un mínimo y otra vez a un máximo varios billones de veces por segundo. A pesar de que la onda va a una velocidad de casi 300 000 km/s, la distancia que puede recorrer la onda entre dos máximos consecutivos de su campo eléctrico es pequeñísima (nanómetros). En cambio, las ondas electromagnéticas que llamamos "ondas de radio" tienen la propiedad de que su campo eléctrico se hace máximo y mínimo a un ritmo muchísimo menor que el de la luz visible. Por ello, las ondas de radio pueden avanzar centímetros, metros e incluso kilómetros en el transcurso de dos máximos consecutivos de su campo eléctrico. Es por ello que la longitud de onda y la frecuencia (número de veces que su campo eléctrico se hace máximo por segundo) son parámetros que necesariamente están relacionados. Es necesario recalcar que la longitud de onda no es la distancia que recorren las partículas implicadas en la propagación de la onda (moléculas de agua en las olas del mar, átomos o moléculas de la corteza terrestre en un terremoto, moléculas de la atmósfera terrestre propagando un sonido, etc.). Es la distancia que recorre la onda. En lenguaje físico/matemático podemos decir que la longitud de onda, es una magnitud física que describe la distancia entre dos puntos consecutivos de una onda sinusoidal que poseen la misma fase. La longitud de onda es descrita frecuentemente con la letra griega lambda (λ). El concepto de longitud de onda suele extenderse también a cualquier onda periódica aunque no sea sinusoidal. La longitud de onda se mide en metros en unidades del Sistema Internacional de Unidades. En aquellas ondas que se desplazan a una velocidad constante, la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia y directamente proporcional al período de la onda. Ejemplos comunes de ondas son las ondas elásticas (como el sonido) y las ondas electromagnéticas (como la luz). Longitud de onda en una sinusoide representada por la letra griega λ (lambda).

8. Define velocidad de propagación (v)

El factor de velocidad de una línea de transmisión es la relación entre la velocidad de propagación de una señal en un cable y la velocidad de propagación de la luz en el espacio libre. La constante dieléctrica es simplemente la permeabilidad relativa del material. La constante dieléctrica relativa del aire es 1.0006. Sin embargo, la constante dieléctrica de los materiales comúnmente utilizados en las líneas de transmisión varían de 1.2 a 2.8, dando factores de velocidad desde 0.6 a 0.9. Los factores de velocidad se muestran en la siguiente tabla donde aparecen las varias configuraciones comunes de las líneas de transmisión. La constante dieléctrica depende del tipo de material que se utilice. Las bobinas almacenan energía magnética y los condensadores almacenan energía eléctrica. Se necesita una cantidad finita de tiempo para que una bobina o condensador tome o dé energía. Por lo tanto, la velocidad a la cual una onda electromagnética se propaga a lo largo de una línea de transmisión varia con la inductancia y la capacitancia del cable. Se puede demostrar que el tiempo es igual a longitud sobre velocidad(no lo hacemos pues es un principio básico de la física y de la cinemática). Por lo tanto, la inductancia, la capacitancia, y la velocidad de propagación están relacionadas matemáticamente por la fórmula del Movimiento rectilíneo uniforme. Todas las ondas tienen una velocidad de propagación finita., en cuyo valor influyen las fuerzas recuperadoras elásticas del medio y determinados factores de la masa del medio: la densidad lineal en las cuerdas; la profundidad del agua bajo la superficie, o el coeficiente adiabático, la masa molecular y la temperatura en el caso de la propagación del sonido en un gas. En todos los casos la velocidad es constante y, como siempre, será:

Pero veamos qué es el que la onda recorre en un tiempo . El periodo será el tiempo que transcurre entre dos instantes consecutivos en los cuales un punto del medio vuelve a poseer las mismas propiedades. Será pues igual siendo la frecuencia del movimiento oscilatorio del punto. Por su parte el espacio recorrido por la onda en ese tiempo será la distancia entre dos puntos consecutivos que se encuentran con la misma propiedad. A esa distancia se le llama longitud de onda, . Por lo tanto No obstante, esa velocidad puede medirse en algunos casos. Así: a) Velocidad a lo largo de una cuerda Podrá realizarse midiendo el tiempo que tarda un pulso en llegar desde un punto A hasta otro B de la cuerda.

En el esquema que sigue puede ser determinada por la velocidad de propagación de una onda sobre la base de cualquiera de las expresiones matemáticas :

9.    Define periodo (T)

Como se muestra anteriormente, la representación gráfica de las olas se puede hacer en función de la distancia de propagación . Pero esto también puede hacerse en función del tiempo de retraso , debido a que el concepto de ciclo ( oscilación completa ) se extiende hasta el tiempo de propagación de la onda . En el caso de la representación gráfica de la onda es una función del tiempo con respecto a la propagación de la onda se llama el periodo de la ola (T) a la duración del ciclo . Esto se corresponde con el intervalo de tiempo necesario para la aparición de una oscilación completa o ciclo . Se representa por la letra T


10. Define frecuencia (f)

La frecuencia (f) de una onda es el número de oscilaciones completas o ciclos producidos en cada unidad de tiempo . Nombre del físico alemán Heinrich Rudolf Hertz , la unidad de frecuencia , la SI , es el hertz ( Hz ). La frecuencia de una onda es determinada por la fuente emisora y no cambia durante su propagación , y la representación gráfica de las ondas para determinar sus frecuencias. Un hertz corresponde a la frecuencia de una oscilación completa cada segundo .


De frecuencia: (f) Es el número de oscilaciones completas o ciclos producidos en cada unidad de tiempo . La unidad (SI) de frecuencia es Hertz (Hz) . La frecuencia a veces se representa con la letra . Al observar la representación de dos ondas con frecuencias diferentes , fácilmente concluir que cuanto mayor es la frecuencia de la onda, menor es su periodo .

Por el contrario, cuanto más alto es el periodo de la ola, más pequeña es su frecuencia

La más alta la frecuencia de la onda, menor es su periodo . • La mayor al periodo de la ola, más pequeña es su frecuencia .

11.Explica la relación entre longitud de onda y frecuencia

La longitud de onda y la frecuencia son dos parámetros íntimamente ligados. Cuando se trata el tema de transmisión de ondas de radio, se habla de frecuencia de emisión y frecuencia de recepción, empleando términos tales como Megahertz (Megaciclos) y Kilohertz (Kilociclos).

La longitud de onda se representa con la letra griega lambda (λ) y es igual periodo de la onda. La frecuencia (f) es inversamente proporcional a la longitud de onda. Entonces la relación longitud de onda – frecuencia es:

f = 1/λ y λ = 1/f

Ejemplos de ondas con diferente frecuencia. La longitud de onda de cada una es inversamente proporcional a la frecuencia. Para comprender mejor el significado de lo anterior, veamos el significado de los términos: longitud de onda y frecuencia.

Relación Longitud de onda – Frecuencia

Longitud de onda (lambda): Es el espacio que avanza la onda durante un período (T) del voltaje alterno que produce la onda.

ESPACIO = VELOCIDAD x TIEMPO

ESPACIO (d) = VELOCIDAD x PERIODO (T) de la onda

Simplificando: d = VxT. Como d = , entonces = VxT.

Donde: d: es el espacio recorrido por el principio de una onda A durante un período T al final del cual empieza el período siguiente de una onda B. Frecuencia (F): Es el número de períodos por segundo. De la fórmula obtenida en el párrafo anterior: = VxT y conociendo la relación entre frecuencia (F) y periodo (T) de una onda: F= 1/T…. se despeja, resultando: = V/F

12. Define Hertz

El hertz (símbolo: Hz) es la unidad de frecuencia derivada en el Sistema Internacional de Unidades (SI) y se define como un ciclo por segundo. [1] Es nombrado para Heinrich Rudolf Hertz, la primera persona a proporcionar prueba concluyente de la existencia de ondas electromagnéticas. Los hertz son comúnmente expresados en múltiples: kilohercios (10 3 Hz, kHz), megahercios (10 6 Hz, MHz), gigahertz (10 9 Hz, GHz) y terahertz (10 12 Hz, THz). Algunos de los usos más comunes de la unidad están en la descripción de ondas seno y tonos musicales, particularmente aquellos utilizados en aplicaciones relacionadas con la radio y el audio. También se utiliza para describir las velocidades en las que se conducen ordenadores y otros dispositivos electrónicos. O hertz é equivalente a ciclos por segundo , ou seja, "1 / segundo" ou {\ Displaystyle {\ text {s}} ^ {- 1}} \ Text {s} ^ {- 1}. [2] O Comitê Internacional de Pesos e Medidas definiu o segundo como "a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133 e, em seguida, Acrescenta a conclusão óbvia: "Segue-se que a divisão hiperfina no estado fundamental do átomo de césio 133 é exatamente 9 192 631 770 hertz, ν (hfs Cs) = 9 192 631 770 Hz". Em inglês, "hertz" também é usado como forma plural. [4] Como uma unidade SI, Hz pode ser prefixado ; Os múltiplos geralmente utilizados são kHz (kilohertz, 10 3 Hz), MHz (megahertz, 10 6 Hz), GHz (gigahertz, 10 9 Hz) e THz (terahertz, 10 12 Hz). Um hertz simplesmente significa "um ciclo por segundo " (geralmente o que está sendo contado é um ciclo completo); 100 Hz significa "cem ciclos por segundo", e assim por diante. A unidade pode ser aplicada a qualquer evento periódico - por exemplo, um relógio pode ser dito para marcar a 1 Hz, ou um coração humano pode ser dito bater em 1,2 Hz. A taxa de ocorrência de aperiódica ou estocásticaOs eventos são expressos segundo ou inverso segundo (1 / s ou s -1 ) em geral ou, no caso específico de decaimento radioativo , em becquerels . [5] Considerando que 1 Hz é 1 ciclo por segundo , 1 Bq é 1 evento de radionuclídeo aperiódico por segundo. Embora a velocidade angular , a freqüência angular ea hertz da unidade tenham a dimensão 1 / s, a velocidade angular e a freqüência angular não são expressas em hertz [6], mas sim em uma unidade angular apropriada, como radianos por segundo . Assim, um disco que gira a 60 rotações por minuto (rpm) é dito que gira em 2 π rad / s ou 1 Hz, onde o primeiro mede a velocidade angular e o segundo reflete o número de revoluções completas por segundo. A conversão entre uma frequência f medida em hertz e uma velocidade angular ω medida em radianos Por segundo.

13.    Explica la reflexión de las ondas

Se denomina reflexión de una onda al cambio de dirección que experimenta ésta cuando choca contra una superficie lisa y pulimentada sin cambiar de medio de propagación. Si la reflexión se produce sobre una superficie rugosa, la onda se refleja en todas direcciones y se llama difusión. En la reflexión hay tres elementos: rayo incidente, línea normal o perpendicular a la superficie y rayo reflejado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de reflexión al formado por la normal y el rayo reflejado. Las leyes de la reflexión dicen que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión y que el rayo incidente, reflejado y la normal están en el mismo plano. Cuando la luz viene a dar sobre una superficie, una parte de ella cambia de dirección y rebota (regresa a la misma dirección desde donde salió); a esto es que se conoce como reflexión. El rayo que sale de la superficie (que es rebotado) recibe el nombre de rayo reflejado.


Ésto no sólo ocurre con la luz, sino también con las ondas de sonido. Pero en el caso de la luz, existen dos tipos: especular y difusa. La reflexión especular ocurre cuando la luz se refleja en el mismo ángulo, mientras que la reflexión difusa se produce cuando la luz reflejada sobre una superficie rugosa; se dispersa en toda dirección. Se denomina reflexión de una onda al cambio de dirección que experimenta ésta cuando choca contra una superficie lisa y pulimentada sin cambiar de medio de propagación. Si la reflexión se produce sobre una superficie rugosa, la onda se refleja en todas direcciones y se llama difusión. En la reflexión hay tres elementos: rayo incidente, línea normal o perpendicular a la superficie y rayo reflejado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de reflexión al formado por la normal y el rayo reflejado. Las leyes de la reflexión dicen que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión y que el rayo incidente, reflejado y la normal están en el mismo plano. Ejemplos típicos de reflexión se producen en espejos, en superficies pulidas, en superficies de líquidos y cristales, etc. A la izquierda se ilustra una onda que experimenta el fenómeno de reflexión.

14. Explica la refracción de las ondas

Las imágenes que se observan a través de los vidrios, entre otros objetos son producto de la refracción. Cuando la luz invisible o blanca atraviesa un material transparente como el agua o el cristal, cambia de dirección y pasa de manera oblicua por entre dos medios.


Los espejos usan reflexión, mientras que las lentes utilizan refracción. Cuando entra en un nuevo medio de manera angular, la luz desacelera y este cambio de velocidad hace que el rayo doble o cambie de dirección. Diferencias clave entre refracción y reflexión

La reflexión se produce cuando la luz cae sobre cualquier superficie y una parte de ella es enviada de vuelta al mismo medio desde donde salió, mientras que la refracción generalmente deforma la imagen; dependiendo del ángulo en el que llega a otro plano o superficie. En el caso de la reflexión, la luz viaja en un mismo medio; mientras que en la refracción viaja de una medio a otro. Los espejos son un ejemplo de reflexión, mientras que las lentes son un ejemplo de refracción.

15. Explica la difracción de las ondas

Se denomina difracción de una onda a la propiedad que tienen las ondas de rodear los obstáculos en determinadas condiciones. Cuando una onda llega a un obstáculo (abertura o punto material) de dimensiones similares a su longitud de onda, ésta se convierte en un nuevo foco emisor de la onda. Esto quiere decir, que cuando una onda llega a un obstáculo de dimensión similar a la longitud de onda, dicho obstáculo se convierte en un nuevo foco emisor de la onda. Cuanto más parecida es la longitud de onda al obstáculo mayor es el fenómeno de difracción.

En física, la difracción es un fenómeno característico de las ondas que se basa en la desviación de estas al encontrar un obstáculo o al atravesar una rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz visible y las ondas de radio. También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga; por ejemplo, por causa de la difracción, el haz colimado de ondas de luz de un láser debe finalmente divergir en un rayo más amplio a una cierta distancia del emisor.

16.Explica el efecto doppler de las ondas

El efecto Doppler es un fenómeno físico donde un aparente cambio de frecuencia de onda es presentado por una fuente de sonido con respecto a su observador cuando esa misma fuente se encuentra en movimento.

Un micrófono inmóvil registra las sirenas de los automóviles de policía en movimiento en diversos tonos, dependiendo de su dirección relativa. El efecto Doppler, llamado así por el físico austriaco Christian Andreas Doppler, es el cambio de frecuencia aparente de una onda producida por el movimiento relativo de la fuente respecto a su observador.1​ Hay ejemplos cotidianos del efecto Doppler en los que la velocidad a la que se mueve el objeto que emite las ondas es comparable a la velocidad de propagación de esas ondas. La velocidad de una ambulancia (50 km/h) puede parecer insignificante respecto a la velocidad del sonido al nivel del mar (unos 1235 km/h), sin embargo, se trata de aproximadamente un 4 % de la velocidad del sonido, fracción suficientemente grande como para provocar que se aprecie claramente el cambio del sonido de la sirena desde un tono más agudo a uno más grave, justo en el momento en que el vehículo pasa al lado del observador. En el caso del espectro visible de la radiación electromagnética, si el objeto se aleja, su luz se desplaza a longitudes de onda más largas, produciéndose un corrimiento hacia el rojo. Si el objeto se acerca, su luz presenta una longitud de onda más corta, desplazándose hacia el azul. Esta desviación hacia el rojo o el azul es muy leve incluso para velocidades elevadas, como las velocidades relativas entre estrellas o entre galaxias, y el ojo humano no puede captarlo, solamente medirlo indirectamente utilizando instrumentos de precisión como espectrómetros. Si el objeto emisor se moviera a fracciones significativas de la velocidad de la luz, sí sería apreciable de forma directa la variación de longitud de onda.

17.Explica las interferencias de ondas

Para entender con claridad qué son las interferencias de ondas te proponemos comenzar con un ejemplo facilmente reproducible: lanza dos piedras a la vez en un estanque en calma. Observa que las ondas generadas por cada piedra se entrecruzan para seguir posteriormente cada una su camino. Sin embargo, en los puntos de interesección de las ondas habrá zonas con una amplitud mayor y zonas con una amplitud menor de la que tendria cada onda individualmente. Decimos que en tales puntos, en los que las ondas se superponen, se producen interferencias.

Una interferencia es la superposición de dos o más ondas que tiene lugar en un punto cuando es alcanzado por varias ondas a la vez Interferencias en un estanque Cuando dos o más ondas provocadas en puntos distintos se cruzan en el agua se forman interferencias.


Observa que, a diferencia de lo que ocurre con los cuerpos rígidos, varias ondas pueden pasar simultáneamente por el mismo punto. Así mismo, una vez que se ha producido la interferencia, los movimientos ondulatorios continúan su propagación separadamente, sin experimentar ninguna modificación ni en la energía ni en la cantidad de movimiento que tenían antes de la interferencia.

Pero, ¿cómo podemos describir matemáticamente una interferencia? Como quizás ya habrás podido intuir, las interferencias se rigen por el principio de superposición. Cuando en lugar de una onda, tenemos dos o más propagándose en el mismo medio, y estas se cruzan en un punto, dichas ondas interfieren. En este apartado vamos a estudiar las interferencias de ondas, particularizando para el caso de las producidas por perturbaciones armónicas. En este apartado vamos a estudiar:

Qué entendemos exactamente por interferencia en Física La ecuación resultante de una interferencia de dos ondas armónicas, a partir del principio de superposición Cómo clasificamos las interferencias Si no hay ninguna interferencia que te distraiga, vamos a empezar...

Concepto

Para entender con claridad qué son las interferencias de ondas te proponemos comenzar con un ejemplo facilmente reproducible: lanza dos piedras a la vez en un estanque en calma. Observa que las ondas generadas por cada piedra se entrecruzan para seguir posteriormente cada una su camino. Sin embargo, en los puntos de interesección de las ondas habrá zonas con una amplitud mayor y zonas con una amplitud menor de la que tendria cada onda individualmente. Decimos que en tales puntos, en los que las ondas se superponen, se producen interferencias.

Una interferencia es la superposición de dos o más ondas que tiene lugar en un punto cuando es alcanzado por varias ondas a la vez.

Interferencias en un estanque

Cuando dos o más ondas provocadas en puntos distintos se cruzan en el agua se forman interferencias. Observa que, a diferencia de lo que ocurre con los cuerpos rígidos, varias ondas pueden pasar simultáneamente por el mismo punto. Así mismo, una vez que se ha producido la interferencia, los movimientos ondulatorios continúan su propagación separadamente, sin experimentar ninguna modificación ni en la energía ni en la cantidad de movimiento que tenían antes de la interferencia. Pero, ¿cómo podemos describir matemáticamente una interferencia? Como quizás ya habrás podido intuir, las interferencias se rigen por el principio de superposición.

Superposición de ondas Matemáticamente el fenómeno de las interferencias puede ser descrito gracias al principio de superposición: Las ondas individuales se combinan entre sí en una región del espacio para producir una onda resultante. Para conocer el desplazamiento respecto al estado de equilibrio que se produce en un punto en el que interfieren varias ondas, sumamos vectorialmente los desplazamientos que produce cada una de ellas de forma separada. Si la dirección de vibración es la misma en todas las ondas, la suma vectorial se convierte en suma algebráica. La afirmación anterior quiere decir que si, por ejemplo, consideramos dos ondas mecánicas y un punto P tenía que desplazarse verticalmente +2 cm debido a la primera onda y -3 cm debido a una segunda, el paso simultáneo de las dos ondas, su interferencia, hará que dicho punto se desplace +2 - 3 = -1 cm. La siguiente imagen ilustra esta idea.

Superposición de Ondas La imagen superior ilustra distintos instantes de la propagación de dos pulsos de onda (A y B) sobre un mismo medio, una cuerda. En la primera columna, a la izquierda, se pueden observar los efectos cuando las elongaciones de los pulsos tienen igual sentido, y en la segunda, a la derecha, lo que ocurre cuando tienen sentido opuesto. En aquellos puntos en los que las ondas se encuentran, en la instantánea 2ª y 3ª de cada columna, el desplazamiento respecto a la posición de equilibrio experimentado es la suma de los que la cuerda experimentaría de manera individual, si sólo se propagase una de las ondas. Los fenómenos de interferencia son, en general, complejos. En este nivel vamos a centrarnos en el estudio de ondas armónicas que tienen igual amplitud, frecuencia angular y número de onda y que están en fase , o cuya diferencia de fase es constante en el tiempo (ondas coherentes). Si deseas consultar variaciones al desarrollo que vamos a presentarte, consulta los ejercicios de este apartado.


18.Describe los tipos de interferencia de ondas

El fenómeno de superposición de los efectos de las olas interseqúese se llama interferencia . Tenemos dos tipos de interferencia: el constructivas y destructivas . Observe la figura siguiente

En la interferencia constructiva ocurre un refuerzo de la onda, y la amplitud de la onda resultante es mayor que la amplitud de cada una de las ondas que se superponen.

En el caso de la interferencia destructiva ocurre una cancelación de la onda, siendo esa cancelación total o parcial, y la amplitud de la onda resultante es menor que por lo menos una de las amplitudes de las ondas que se superponen. Cuando ocurre la interferencia totalmente destructiva, el medio no presenta efecto de las perturbaciones, permaneciendo el punto en equilibrio, mientras perdure la superposición.

19.Clasifica a las ondas según la dirección de su propagación

En función de su dirección Ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos. Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en una superficie líquida en reposo cuando, por ejemplo, se deja caer una piedra en ella. Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas.

20.Clasifica a las ondas según el medio que necesitan para propagarse

En función del medio en el que se propagan Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio material elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas que se propagan en la superficie del agua o en una explosión controlada, las ondas sonoras y las ondas de gravedad. Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio material, pudiendo por lo tanto propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico, en relación con un campo magnético asociado. Las ondas electromagnéticas viajan aproximadamente a una velocidad de 300000 km/s, de acuerdo a la velocidad puede ser agrupado en rango de frecuencia. Este ordenamiento es conocido como Espectro Electromagnético, objeto que mide la frecuencia de las ondas. Los rayos X, la luz visible o los rayos ultravioleta son ejemplos de ondas electromagnéticas. Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio, sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.

21.Explica las diferencias entre ondas mecánicas y electromagnéticas

La principal diferencia es que una onda mecanica necesita de un MEDIO FISICO para propagarce (ej.: el sonido necesita del aire o el agua para llegar a ser oido a una cierta distancia). Por el contrario, las Ondas electromagnéticas no necesitan de un medio físico para propagarse, porque se propagan en el vacío. Solo una cosa mas, debido al compotamiento dual de las ondas electromagnéticas , pueden llegar a comportarce como una onda mecanica y adicionalmente como partícula.

22.Explica la diferencia entre ondas longitudinales y ondas transversales

En las ondas longitudinales el movimiento de las partículas que transportan la onda es paralelo a la dirección de propagación de esta. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal. Mientras que, en las ondas transeversales las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

ONDAS MECÁNICAS. EL SONIDO I

23.Explica porque el sonido es una onda mecânica El sonido es un movimiento ondulatorio, es decir se transmite por ondas mecánicas. El movimiento ondulatorio transfiere energía de una fuente emisora a una receptora, sin que exista transferencia de materia. El sonido se transmite a través de dos formas: A) Movimiento ondulatorio transversal.-Es cuando la direccion de la vibración de las particulas es perpendicular a la dirección de propagación de la onda, ejemplo: la cuerda de una guitarra o una pelota en el agua etc. B)Movimiento ondulatorio Longitudinal.-Se refiere ala misma dirección de la vibracion de la particula es la misma que la dirrección de la propagación de la onda ejemplo: El sonido, un resorte etc Una onda mecánica es una perturbación de las propiedades mecánicas de un medio material (posición, velocidad y energía de sus átomos o moléculas) que se propaga en el medio. Todas las ondas mecánicas requieren: Alguna fuente que cree la perturbación. Un medio en el que se propague la perturbación. Algún medio físico a través del cual elementos del medio puedan influir uno al otro. El sonido es el ejemplo más conocido de onda mecánica, que en los fluidos se propaga como onda longitudinal de presión. Los terremotos, sin embargo, se modelizan como ondas elásticas que se propagan por el terreno. Por otra parte, las ondas electromagnéticas no son ondas mecánicas, pues no requieren un material para propagarse, ya que no consisten en la alteración de las propiedades mecánicas de la materia (aunque puedan alterarlas en determinadas circunstancias) y pueden propagarse por el espacio libre (sin materia). Una onda sonora es un caso particular de onda elástica, concretamente una onda elástica longitudinal. Los fluidos son medios continuos que se caracterizan por no tener rigidez y por tanto no pueden transmitir ondas elásticas transversales sólo longitudinales de presión. Son ondas longitudinales que se producen comoconsecuencia de una compresión del medio a lo largode la dirección de propagación. El sonido, se propaga únicamente en medios materiales

que hagan de soporte de la perturbación, por tanto, no se propaga en el vacío. Para que haya sonido deben de existir vários elementos:

• Un foco emisor que produzca las vibraciones. • Un medio material elástico que las propaga. • Un detector, que en el caso de los seres humanos y el resto de los animales es el oído. Las cuerdas vocales, la guitarra, una moto, um avión...emiten un sonido cuando vibran. Para que estas vibraciones sean percibidas por nuestros oídos es necesario un medio elástico que lo transmita.

24.Enuncia la velocidad del sonido a 1 atmosfera y a 20oC en un sólido (acero), en el agua y en el aire.

La velocidad del sonido es la dinámica de propagación de las ondas sonoras. En la atmósfera terrestre es de 343,2 m/s (a 20 °C de temperatura, con 50 % de humedad y a nivel del mar). La velocidad del sonido varía en función del medio en el que se trasmite. Dado que la velocidad del sonido varía según el medio, se utiliza el número Mach 1 para indicarla. Así un cuerpo que se mueve en el aire a Mach 2 avanza a dos veces la velocidad del sonido, independientemente de la presión del aire o su temperatura. La velocidad o dinámica de propagación de la onda sonora depende de las características del medio en el que se realiza dicha propagación y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera. Su propagación en un medio puede servir para estudiar algunas propiedades de dicho medio de transmisión. La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 °C) es de 343,2 m/s. Si deseamos obtener la equivalencia en kilómetros por hora podemos determinarla mediante la siguiente conversión física: Velocidad del sonido en el aire en km/h = (343,2 m/1 s) · (3600 s/1 h) · (1 km/1000 m) = 1235,5 km/h. En el aire, a 0 °C, el sonido viaja a una velocidad de 331,5 m/s (por cada grado Celsius que sube la temperatura, la velocidad del sonido aumenta en 0,6 m/s) En el agua (a 25 °C) es de 1593 m/s. En el acero es de 6100 m/s.

25.Enumera las cualidades del sonido

Los sonidos se diferencian unos de otros por sus cualidades fundamentales:

• Intensidad sonora • Tono • Timbre • Resonancia • Reflexión: Eco y reverberación
• Refracción

La intensidad o volumen Está en relación con la fuerza con que hubiésemos pulsado la cuerda. Su unidad de medida es el decibelio (dB). Cada incremento de 10 dB nuestro oído lo percibe como el doble de intensidad. A partir de 120 dB entraríamos en el umbral del dolor. En la representación gráfica de un sonido fuerte observaríamos que posee una mayor amplitud que un sonido débil.

Sonido flerte Sonido suave Los sonidos de los distintos instrumentos musicales no tienen todos las mismas posibilidades de potencia sonora. Esta realidad se reconoce claramente en la disposición de los instrumentos dentro de una orquesta, donde los instrumentos con mayor potencia sonora son colocados hacia atrás. Sin embargo, hoy en día y gracias a los avances de la tecnología de amplificación del sonido, los posibles desequilibrios se pueden compensar con una adecuada utilización de los micrófonos y la mesa de mezclas.

26. Define tono de un sonido

Gráficamente la diferencia entre un sonido agudo y un sonido grave podría representarse:

Sonido agudo Sonido grave La unidad de medida de la frecuencia es el hercio (Hz), que equivale a una vibración por segundo. El ser humano no percibe todas las frecuencias. El rango de audición va de los 20 Hz hasta los 20000 Hz. Por encima de esta frecuencia se producen los ultrasonidos, que no podemos percibir. Las alturas que son capaces de producir los instrumentos musicales, excepto los electrónicos, no llegan a utilizar todo el rango de audición humano. De hecho, la mayoría de los instrumentos manejan una extensión limitada dentro de ese rango. Las notas que son capaces de producir (su tesitura) suelen situarse en la zona grave, intermedia o aguda de ese rango posible de audición. Al proceso de igualar las frecuencias de las diferentes notas entre los distintos instrumentos y/o con relación a un punto de referencia, que se denomina diapasón, se lo conoce con el nombre de afinación. Las distintas familias de instrumentos pueden tener sistemas de afinación distintos, aunque, para poder igualarlos, todos tienden a una afinación "temperada", en la que se supone que todos los semitonos (la distancia mínima que puede haber entre dos notas dentro de la música occidental) son iguales.

27.Define timbre de un sonido

El timbre Es la cualidad que nos permite distinguir entre los distintos sonidos de los instrumentos o de las voces, aunque interpreten exactamente la misma melodía. El timbre de los distintos instrumentos se compone de un sonido fundamental, que es el que predomina (siendo su frecuencia la que determina la altura del sonido), más toda una serie de sonidos que se conocen con el nombre de armónicos.


Sonido fundamental Sonido complejo

28.Define resonancia de un sonido

La resonancia acústica, consiste en la vibración de un objeto inducido por otro próximo a él. Por ejemplo, el cristal de las ventanillas de un coche vibra cuando pasa un camión. La razón es que algún sonido del ruido que emite el camión al pasar oscila con la misma frecuencia que el cristal es capaz de hacerlo. ¿Cómo se puede romper una copa con la voz? El sonido de la voz "golpea" la copa y la hace vibrar en resonancia. Si mantenemos el sonido de la voz en el tiempo la copa recibe cada vez más "golpes", es decir recibe una onda con la misma frecuencia con la que está oscilando, pero la amplitud de oscilación aumenta en cada empujón y llega a romper la copa. La resonancia se produce también si una frecuencia es múltiplo de la otra. La duración Está en relación con el tiempo que permanece la vibración y se representaría gráficamente:

Sonido largo Sonido corto El tiempo máximo de permanencia de la vibración está muchas veces limitado por las características de producción de sonido del instrumento musical. Naturalmente, los instrumentos electrónicos no tienen este tipo de limitaciones y, siempre que el timbre del instrumento que produzcan no tenga como característica una pronta extinción, la duración de los sonidos puede ser todo lo larga que deseemos. También existe una duración mínima de los sonidos a partir de la cual, aunque un instrumento electrónico fuese capaz de generar sonidos tan breves y tan rápidos (si los hace consecutivamente), nuestro oído acabaría percibiéndolos como simultáneos. En música la medición del tiempo de los sonidos no se realiza uno a uno, sino por comparación con los demás. Pero aún así, esta referencia relativa de duraciones necesita una referencia superior, para poder establecer su duración absoluta. Así tenemos la indicación metronómica, que se expresa en número de "golpes" por minuto (bpm: beats per minute). Cuanto mayor sea el número de la indicación metronómica, más rápido se interpretará la música y a la inversa.

29.Diferencia eco de reverberación de un sonido

El "eco" es un fenómeno en el que se percibe la reflexión del sonido. Lo podemos apreciar al estar frente a una montaña(a una distancia mayor a 17 metros de esta) y escuchar nuestra onda rebotar en la montaña y regresar despues de cierto tiempo.


La "reverberación" la podemos apreciar como una prolongación del sonido que producimos.

La diferencia entre el eco y la reverberación es simple: Como el ser humano puede distinguir diferentes sonidos separados por un tiempo mayor a 0.1 segundos, entonces si el retardo de una onda reflejada es mayor a 0.1 s, tenemos eco. Si el retardo es menor a 0.1s tenemos reverberación.

30.Define refracción de un sonido La refracción es el fenómeno por el cual las ondas sonoras cambian de velocidad y dirección cuando pasan de un medio a otro diferente. La refracción también puede producirse dentro de un mismo medio, cuando las características de éste no son homogéneas, cuando de un punto a otro aumenta o disminuye la temperatura. Por ejemplo, por la noche, el aire cercano a la superficie terrestre está más frío que el que está a mayor altura. Un sonido producido en la superficie se refracta hacia las capas superiores donde su velocidad es mayor. Una reflexión devuelve el sonido al suelo permitiendo que sea oído a grandes distancias. A diferencia de lo que ocurre en la reflexión, en la refracción, el ángulo refractado no es igual al de incidencia. 31.Enumera los 4 elementos del sistema fonatorio humano La laringe. El sistema respiratorio. Las cuerdas vocales. La cavidad bucal. órganos de fonación (cavidades glóticas: laringe, cuerdas vocales y resonadores -nasal, bucal y faríngeo-)

32.Explica la fisiología del vibrador del sist. Fonatorio La laringe es un conducto corto que comunica la faringe con la tráquea. Transforma el aire espirado en sonidos. La región laríngea se puede dividir anatómicamente en esqueleto, mucosa, músculos intrínsecos y músculos extrínsecos. El esqueleto laríngeo está formado por cinco cartílagos: la epiglotis, el tiroides, el cricoides, dos aritenoides y dos corniculados. Están unidos unos con otros, con la tráquea y con el hueso hioides a través de ligamentos:

Tiroides: está formados por dos láminas cuadradas unidas en la parte anterior y abiertas en la posterior formando un ángulo. Epiglotis: es elástico y tiene forma de pétalo. La parte inferior se encuentra unida al cartílago tiroides y al hueso hioides. La parte superior se encuentra libre y es móvil. En el acto de la deglución la laringe se eleva, haciendo que el cartílago epiglótico descienda cerrando la glotis. De esta manera se consigue que los alimentos se dirijan hacia el esófago y no a las vías aéreas. Cartílago cricoides: tiene forma de anillo de sello. Está unido al primer anillo cartilaginoso de la tráquea y al cartílago tiroides a través de ligamentos, es elemento de unión del vibrador al fuelle, dentro del sistema fonatorio. Cartílagos aritenoides: tienen forma de pirámide con el vértice hacia arriba. En su cara anterolateral presentan la fosita, en donde se insertan las cuerdas vocales. Los cartílagos aritenoides son cartílagos móviles. Realizando movimientos de giro sobre el cartílago cricoides.

Figura 3: Estructura anatómica de la laringe. Si analizamos la estructura de la laringe en la figura 3, en ella podemos encontrar dos pares de pliegues, formados por mucosa laríngea. Los pliegues superiores se conocen como pliegues

Vestibulares  o    cuerdas vocales falsas, mientras que los inferiores son las cuerdas vocales verdaderas. Las cuerdas vocales verdaderas, se encuentran formadas por el músculo tiroaritenoideo o músculo vocal. Entre los pliegues vocales, existe un espacio conocido como hendidura vestibular o glotis. Tomando este espacio como referencia, las estructuras laríngeas que se encuentran por encima de él toman el nombre de estructuras supraglóticas, mientras que las que están por debajo se conocen como estructuras subglóticas o infraglóticas. 

Anatómicamente la mucosa laríngea está compuesta por tres capas. Estas capas están constituidas por un epitelio cilíndrico ciliado pseudoestratificado, típico de las vías aéreas, un epitelio escamoso estratificado, presente en las zonas más castigadas de la laringe, como las caras superior e inferior de los pliegues vocales y una lámina propia, que a su vez está dividida en tres capas: la superficial, también conocida como espacio de Reinke, una intermedia y una profunda. El borde libre de la cuerda vocal está formado por epitelio escamoso, y es la parte vibrante de la misma. 33.Explica la fisiología del resonador del sist. Fonatorio Los resonadores son aquellas cavidades supraglóticas que participan en la emisión de la voz dando forma al sonido producido a en la laringe, y son la faringe, la cavidad bucal y las fosas nasales, mientras que los articuladores son estructuras que se encuentran dentro de estas cavidades y que se encargan de convertir el sonido en fonemas. La faringe es un conducto musculomembranoso comunicado por abajo con la laringe y por arriba con la cavidad bucal y las fosas nasales. Se divide en laringofaringe, orofaringe y nasofaringe. Las fosas nasales son dos cavidades que comunican hacia atrás con la nasofaringe. Están separadas por el tabique nasal. La cavidad bucal como órgano resonador está limitada por la bóveda del paladar por arriba y por el suelo de la boca por abajo. . Contiene en su interior a la lengua, que junto con los dientes y los labios forman los órganos articuladores 34.Explica la fisiología del articulador del sist. Fonatorio La boca por abajo. Contiene en su interior a la lengua, que junto con los dientes y los labios forman los órganos articuladores. Los senos son cavidades llenas de aire que se comunican con las fosas nasales. Son pares y son los maxilares, los etmoidales, los frontales y los esfenoidales. No presentan ningún papel en la modulación y articulación del sonido, pero tienen una gran importancia, como elementos aislantes, ya que impiden que las ondas sonoras se propaguen, a través del hueso, hacia los órganos de la audición, evitando perturbaciones en la audición. ONDAS MECÁNICAS. EL SONIDO II 35.Define intensidad sonora

Observa que:

La intensidad sonora disminuye al alejarse de la fuente según la razón del inverso del cuadrado de la distancia (1/r2)

Como en una onda la energía es proporcional al cuadrado de la amplitud y al cuadrado de su frecuencia, al depender directamente de ella, la intensidad sonora también lo será. Además, la intensidad sonora depende también de la naturaleza del medio presente entre la fuente y el oído. Cuanto menos elástico sea el medio, menor será su valor. Por ello se utilizan este tipo de materiales para insonorizar recintos.

Como el oído humano es capaz de percibir un rango de sonidos muy amplio, desde el umbral de audición (10-12 W/m²) hasta el umbral de dolor (1 W/m²), resulta engorroso trabajar con un número grande de cifras y por ello se utiliza una escala logarítmica, en la que se utiliza como nivel de referencia el umbral de audición.

36.Define Bel La unidad de medida para describir o comparar la intensidad de la señal acústica o eléctrica. Debe su nombre al inventor norteamericano Alexander Graham Bell (1847-1922). Las mediciones se proporcionan en décimas de bel, o decibeles. El logaritmo de la relación del sonido o la señal con un estándar proporciona la medición del decibel. Los sonidos del orden de un decibel son apenas audibles para los seres humanos pero pueden producir dolor si se encuentran en el orden de 1012 decibeles. El símbolo correspondiente a la unidad es B, pero dB es la unidad estándar. 37.Explica las diferencias entre bel y decibel número de Bels = log 10 I x / I r onde é I x o sinal que está sendo descrito e I r é um sinal usado como referência nível. O Bel pode ser usado para comparar as intensidades relativas de quaisquer dois sinais, por exemplo, a entrada e a saída de um filtro acústico. Quando uma descrição relativamente absoluta da intensidade de um sinal é necessária (como se você quisesse dizer "quão alto" o ruído de fundo em uma sala é), o nível de referência, I r , é de 10 a 12 watts / M2 . Esta medida é dito ser um Nível de Intensidade ou IL . Mas cada unidade incremental na escala Bel, de 1 a 2 ou de 5 a 6, corresponde a um fator de 10 em intensidade. Como dissemos, a faixa total que é relevante para a audição humana é, portanto, 12 Bels. Mas uma unidade menor seria mais gerenciável quando a maioria das comparações práticas forem feitas. Assim, o decibel, ou dB foi definido como um décimo de um Bel: Nível de intensidade em dB = 10 log 10 I x / I r Portanto, o som auditivo mais fraco é de aproximadamente 0 dB IL e uma voz sussurrada é 1000 vezes mais intensa ou 30 dB maior. Um concerto de rock alto, perto do limiar da dor pode ter uma razão de intensidade de 10 12 ou 120 dB IL (em relação ao nível de referência padrão). 38.Define potencia sonora A potência sonora ou a força acústica é a taxa a que a energia do som é emitida, refletida, transmitida ou recebida, por unidade de tempo. A unidade SI de energia sonora é o watt (W). É o poder da força do som sobre uma superfície do meio de propagação da onda sonora. Para uma fonte de som, ao contrário da pressão sonora, a energia sonora não depende nem da dependência da distância. A pressão sonora é uma medida em um ponto no espaço perto da fonte, enquanto a potência sonora de uma fonte é a potência total emitida por essa fonte em todas as direções. O poder sonoro que passa por uma área às vezes é chamado de fluxo de som ou fluxo acústico Através dessa área. 39.Define presión sonora La presión sonora o acústica La energía provocada por las ondas sonoras genera un movimiento ondulatorio de las partículas del aire, provocando la variación alterna en la presión estática del aire (pequeñas variaciones en la presión atmosférica. La presión atmosférica es la presión del aire sobre la superficie terrestre). En consecuencia de estas variaciones de presión atmosférica se producen áreas donde se concentran estas partículas (zonas de concentración) y otras áreas quedan menos saturadas (zonas de rarefacción). Las zonas con mayor concentración de moléculas tienen mayor densidad y las zonas de menor concentración tienen menor densidad. Cuando estas ondas se encuentran en su camino con el oído la presión que ejercen sobre el mismo no es igual para toda la longitud de onda. La presión acústica se define como la diferencia de presión instantánea y la presión atmosférica estática. La presión atmosférica se mide en pascales (Pa). En el SI (Sistema Internacional) un pascal (1 Pa) es igual a una fuerza de un newton (1 N) actuando sobre una superficie de un metro cuadrado (1 m2 ). La presión atmosférica se sitúa en torno a los 100 000 Pa (estableciéndose como valor normalizado los 101 325 Pa). Como en pascales las cifras obtenidas son muy grandes, normalmente, la presión atmosférica, se expresa en hectopascales hPa (igual dimensión que los milibares, que quedan en desuso) y se establecen 1013,25 hPa como presión atmosférica normalizada a nivel del mar. La presión sonora también se puede medir en pascales, no obstante, su valor es muy inferior al de la atmosférica. El umbral de dolor se sitúa en los 20 Pa,[1] mientras que el umbral de audición se sitúa en los 20 micropascales (20 μPa). Además del pascal, para medir la presión sonora se utiliza el microbar (μbar), que es la millonésima parte del bar (1 Pa=1 N/m²=10 μbar y 1 μbar=10-6 bar). La principal diferencia entre presión atmosférica y presión sonora es que, mientras que la presión atmosférica cambia muy lentamente, la presión sonora, alterna muy rápidamente entre valores negativos (menores que la presión atmosférica) y positivos (mayores). El número de veces que se repite un fenómeno por unidad de tiempo es lo que en física se denomina frecuencia. El ser humano no tiene sensibilidad ante todas la frecuencias. El margen de frecuencias que pueden producir la sensación de sonido cuando impresiona el oído humano es lo que se conoce como audiofrecuencias y va de los 20 a los 20 000 Hz. No hay que confundir presión acústica con potencia acústica. La confusión viene por el hecho de que la presión sonora es la responsable directa de la amplitud de la onda y la amplitud determinara la cantidad de energía (potencia acústica) que contiene una señal sonora. Para diferenciar entre sonidos más intensos (el oído soporta mayor cantidad de presión sonora), de sonidos débiles, se utiliza el llamado nivel de presión sonora.

Diagrama de presión sonora. 40.Describe la estructura del oído. El oído se divide en tres porciones principales: oído externo, oído medio y oído interno, todas son indispensables para oír.

Pabellón auricular: también llamado oído externo, es la parte visible a un lado de la cabeza; consta de cartílago cubierto de piel y su principal función es captar o recibir sonidos y llevarlos hacia el conducto auditivo externo (donde se produce la cera o cerumen), que conecta con el oído medio. La principal misión del oído medio es transformar las ondas sonoras en vibraciones y transmitirlas al oído interno, para lo cual requiere del tímpano, que es una lámina de piel fina y fuertemente tensada, como un tambor. El tímpano (membrana timpánica) es extremadamente sensible, por lo que para protegerlo, el conducto auditivo se curva ligeramente haciendo más difícil que, por ejemplo, los insectos puedan alcanzarlo. Asimismo, el tímpano separa el oído externo del oído medio y la cadena de huesecillos (osículos), que son los más pequeños y delicados del cuerpo. Cavidad timpánica: espacio situado medianamente tras la membrana timpánica y el espacio superior a ésta; se comunica con el oído interno mediante dos aberturas provistas de fina membrana: la ventana oval y la ventana redonda. El oído medio consta de osículos: martillo, yunque y estribo, cuyo objetivo es conectar la membrana timpánica con la ventana oval, siendo éstos el medio normal para la transmisión del sonido a través del oído medio. Cóclea: también llamada laberinto, esta estructura en forma de tubo enrollado en espiral (como caracol) se sitúa en el oído interno y contiene el órgano de Corti, responsable del sentido de la audición. Nervio auditivo: compuesto por el nervio coclear (transporta la información sobre el sonido) y el nervio vestibular (responsable del equilibrio) es clave en la función auditiva. Trompa de Eustaquio: como se muestra en este esquema del oído, es una estructura en forma de tubo (cerrado), que se extiende desde la caja del tímpano hasta la región nasofaríngea; su función es controlar la presión dentro del oído medio para proteger sus estructuras ante cambios bruscos y equilibrar las presiones a ambos lados del tímpano. También se le llama tuba o trompa auditiva.

41.Explica la fisiología de la audición La Coclea El órgano con el que oímos es el cerebro, y la ventana que aporta información al cerebro acerca de los sonidos es la cóclea. En la cóclea se convierten las señales acústicas en eléctricas, y estas son interpretadas por el sistema nervioso central.

La función coclear consta de dos pasos MECÁNICA COCLEAR El movimiento del estribo produce una onda líquida en la perilinfa de la rampa vestibular, y de allí a la rampa media o conducto coclear. Esta onda se desplaza por el conducto coclear haciendo vibrar la membrana basilar, con un movimiento ondulatorio sincrónico con la frecuencia del estímulo sonoro, y que viaja desde la ventana oval hacia el helicotrema.

La onda alcanza una amplitud máxima, y rápidamente comienza a disminuir hasta desaparecer. Ese punto máximo, dependiendo de la frecuencia del sonido, se localiza en distintos puntos de la cóclea: Los sonidos agudos, de alta frecuencia, en un punto próximo a la ventana oval. Los sonidos graves, de baja frecuencia, la amplitud máxima se sitúa cerca del ápex. La máxima amplitud también se localiza en puntos intermedios para las distintas frecuencias sucesivas, facilitándose, por tanto, la discriminación en la cóclea de los diversos tonos del sonidos.

Con el movimiento de presión hacia adentro del estribo, los líquidos de la cóclea presionan en sentido opuesto ,abombando la ventana redonda. Este es el llamado juego de ventanas.

Por lo descrito anteriormente concluímos que la membrana basilar hace de primer filtro analizador de frecuencias. Pero hace falta un segundo filtro para hilar más fino, y obtener la perfecta percepción individualizada de las frecuencias. Se encuentra en las células ciliadas externas, cuyos cilios se anclan en la membrana membrana tectoria traccionando de ella cuando se contraen y aproximando de este modo la tectoria a las células ciliadas internas, facilitando la descarga de un potencial de acción.

La activación de las células ciliadas externas e internas está ligado a los desplazamientos de sus estereocilios como consecuencia de la onda migratoria. Los desplazamientos son movimientos de cizallamiento entre la tectoria y la basilar. El órgano de corti se verá desplazado hacia arriba y hacia abajo. Los cilios de las CCE, ancladas en la tectoria, se angulan, recuperando luego su posició Las microcorrientes de endolinfa en la superficie del órgano de Corti son las que ocasionan el movimiento de las células ciliadas internas CCI, que no están unidas a la tectoria, desencadenando la despolarización de la célula, originándose el fenómeno bioeléctrico, ya que son realmente las CCI las encargadas de transportar la información sonora hasta la primera neurona del nervio coclear.

Se han propuesto dos mecanismos dependientes del calcio como posibles reguladores en la propiedades mecánicas de las CCE. Esto explica por qué los niveles bajos de calcio protegen frente al trauma sonoro al reducir la capacidad contráctil de las CCE. 
El mecanismo de la transducción (transformación de la energía mecánica en energía bioeléctrica) está intimamente ligado al flujo endolinfático de potasio. Parte de este potasio se transporta de célula a célula a través de las uniones celulares, que si están deterioradas dan lugar a hipoacusias neurosensoriales de intensidad variable.
En estas funciones peculiares de las células ciliadas, y sobre todo, en el umbral de energía mecánica capaz de estimular las CCI, puede encontrarse una explicación a la aparición de reclutamiento o recruitment. Tras la pérdida de células ciliadas se elevan los umbrales de excitación de las fibras del nervio coclear, lo que parece estar también relacionado con el reclutamiento.
la transducción es la transformación de la energía mecánica que actúa sobre los cilios de las CCI y CCE en energía bioeléctrica. 
El proceso de transducción depende del ciclo del potasio. La membrana de las células ciliadas, al recibir el estímulo mecánico producido por el movimiento de los cilios y de la placa cuticular en  que están anclados, varia su permeabilidad al paso de iones, aumentando la difusión de potasio, y modificando su potencial de reposo.
Cuando la modificación del potencial de reposo alcanza su umbral, en el polo sináptico de la célula se libera un neurotransmisor, glutamato, que va a originar un potencial de acción en la fibra nerviosa.

42.Define contaminación acústica Se llama contaminación acústica o contaminación sonora al exceso de sonido que altera las condiciones normales del ambiente en una determinada zona. Si bien el ruido no se acumula, traslada o mantiene en el tiempo como las otras contaminaciones, también puede causar grandes daños en la calidad de vida de las personas si no se controla bien o adecuadamente. El término "contaminación acústica" hace referencia al ruido (entendido como sonido excesivo y molesto), provocado por las actividades humanas (tráfico, industrias, locales de ocio, aviones, barcos, entre otros.) que produce efectos negativos sobre la salud auditiva, física y mental de los seres vivos. Este término está estrechamente relacionado con el ruido debido a que esta se da cuando el ruido es considerado como un contaminante, es decir, un sonido molesto que puede producir efectos nocivos fisiológicos y psicológicos para una persona o grupo de personas. Las principales causas de la contaminación acústica son aquellas relacionadas con las actividades humanas como el transporte, la construcción de edificios, obras públicas y las industrias, entre otras. Se ha dicho por organismos internacionales, que se corre el riesgo de una disminución importante en la capacidad auditiva, así como la posibilidad de trastornos que van desde lo psicológico (paranoia, perversión) hasta lo fisiológico por la excesiva exposición a la contaminación sónica. Un informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS), considera los 70 dB (a), como el límite superior deseable. En España, se establece como nivel de confort acústico los 55 . Por encima de este nivel, el sonido resulta pernicioso para el descanso y la comunicación. Según estudios de la Unión Europea (2005): «80 millones de personas están expuestas diariamente a niveles de ruido ambiental superiores a 65 y otros 170 millones, lo están a niveles entre 55-65 . 43.Define ruído Se suele llamar ruido a todo sonido desagradable o no deseado para quien lo escucha, aunque esto siempre dependerá de la sensibilidad de cada persona. Sin embargo a partir de un cierto volumen todas las personas se sienten molestas . 44.Diferencia entre ruido y sonido La gran diferencia entre el ruido y el sonido es que el primero nos resulta desagradable de escuchar y el segundo no. Por ejemplo, nuestra ciudad está llena de ruidos como las ambulancias, las bocinas, alarmas de coches, etc. El ruido generalmente produce una sensación de estrés e irritamiento. El sonido en tanto, es placentero y agradable de escuchar. Se asocia a la música y produce sensación de relajo y bienestar. Esta diferencia se da porque las vibraciones que produce el ruido son de frecuencia irregular, sin alturas definidas. En cambio las vibraciones producidas por el sonido, son regulares y tiene altura definida. 45.Describe los tipos de ruído Ruido continuo: se produce por maquinaria que opera del mismo modo sin interrupción, por ejemplo, ventiladores, bombas y equipos de proceso. Para determinar el nivel de ruido es suficiente medir durante unos pocos minutos con un equipo manual.

Ruido intermitente: cuando la maquinaria opera en ciclos, o cuando pasan vehículos aislados o aviones, el nivel de ruido aumenta y disminuye rápidamente . Para cada ciclo de una fuente de ruido de maquinaria, el nivel de ruido puede medirse simplemente como un ruido continuo. Pero también debe anotarse la duración del ciclo. El paso aislado de un vehículo o aeronave se llama suceso. Para medir el ruido de un suceso, se mide el Nivel de Exposición Sonora, que combina en un único descriptor tanto el nivel como la duración. El nivel de presión sonora máximo también puede utilizarse. Puede medirse un número similar de sucesos para establecer una media fiable.

Ruido impulsivo: es el caso del ruido de impactos o explosiones, por ejemplo de un martinete, troqueladora o pistola. Es breve y abrupto, y su efecto sorprendente causa mayor molestia que la esperada a partir de una simple medida del nivel de presión sonora (figura 3.). Para cuantificar el impulso del ruido, se puede utilizar la diferencia entre un parámetro con respuesta rápida y uno de respuesta lenta (como se ve en la base del gráfico). También deberá documentarse la tasa de repetición de los impulsos (número de impulsos por segundo, minuto, hora o día). Ruido de baja frecuencia: posee una energía acústica significante en el margen de frecuencias de8 a 100 Hz, típico en motores diesel de trenes, barcos y plantas de energía (figura 4.). Dado que este ruido es difícil de amortiguar y se extiende fácilmente en todas direcciones, puede ser oído a muchos kilómetros. El ruido de baja frecuencia es más molesto de lo que indica una medida del nivel de presión sonora ponderado A. La diferencia entre el nivel sonoro ponderado A y el ponderado C puede indicar la existencia o no de un problema de ruido de baja frecuencia. Para calcular la audibilidad de componentes de baja frecuencia en el ruido, se mide el espectro y se compara con el umbral auditivo. Los infrasonidos tienen un espectro con componentes significantes por debajo de 20 Hz y se perciben no como un sonido sino más bien como una presión. La evaluación de los infrasonidos es aún experimental y en la actualidad no está reflejado en las normas internacionales.

Ruido tonal: frecuentemente en máquinas rotativas, como motores, cajas de cambios, ventiladores y bombas, se producen desequilibrios o impactos repetidos causando vibraciones que, transmitidas al aire, pueden ser oídas como tonos (figura 5.). También pueden generar tonos los flujos pulsantes de líquidos o gases que se producen por causa de procesos de combustión o restricciones de flujo. Estos tonos pueden ser identificados subjetivamente, escuchándolos, u objetivamente, mediante análisis de frecuencias, comparando el nivel del tono con el nivel de los componentes espectrales circundantes. Los siguientes ruidos se utilizan para efectuar las medidas normalizadas Ruido blanco: contiene todas las frecuencias con la misma amplitud. Es un ruido patrón que se caracteriza por un aumento de 3dB en la presión sonora cada vez que aumenta la banda de octava (figura 6.). Ruido rosa: es un ruido cuyo nivel sonoro es constante en todas las bandas de octava. Es el que se usa en medidas de aislamiento y en laboratorio (figura 6.). Es un ruido patrón que se caracteriza por una disminución de 3dB en la presión sonora cada vez que aumenta la banda de octava.

Ruido de tráfico, de aviones y ferrocarriles: El ruido de tráfico se caracteriza por que su presión sonora es más importante en las frecuencias graves que en las agudas (figura 7.).

46.Analiza la relación entre contaminación acústica y salud humana La lista de posibles consecuencias de la contaminación acústica es larga: interferencias en la comunicación, perturbación del sueño, estrés, irritabilidad, disminución de rendimiento y de la concentración, agresividad, cansancio, dolor de cabeza, problemas de estómago, alteración de la presión arterial, alteración de ritmo cardíaco, depresión del sistema inmunológico (bajada de defensas), alteración de los niveles de segregación endocrina, vasoconstricción, problemas mentales, estados depresivos, etc.

Dado que la percepción del ruido es subjetiva, cada persona lo vive de forma diferente, por lo que no todas las personas sienten las molestias por igual.

Entre los efectos más significativos del ruido sobre la salud tendríamos los siguientes:

Efectos físicos: las reacciones fisiopatológicas, son aquellas que afectan físicamente al organismo en sus funciones y entre ellas, cuando los ruidos producen más de 60 decibelio, las más frecuentes son: aceleración de la respiración y del pulso, aumento de la presión arterial, disminución del peristalismo digestivo, que ocasiona gastritis o colitis, problemas neuromusculares que ocasionan dolor y falta de coordinación, disminución de la visión nocturna, aumento de la fatiga y dificultad para dormir, entre otros. Se ha comprobado que los niños sometidos a ruidos constantes y fuertes poseen unos niveles más elevados de tensión arterial que aquellos que no lo están y que este estado suele continuar con la madurez, posibilitando un mayor índice de enfermedades cardiovasculares. Numerosos estudios concluyen que un ruido constante por encima de los 55 decibelios produce cambios en el sistema hormonal e inmunitario que conllevan cambios vasculares y nerviosos, como el aumento del ritmo cardíaco y tensión arterial, el empeoramiento de la circulación periférica, el aumento de la glucosa, el colesterol y los niveles de lípidos. Además, repercute en el sueño produciendo insomnio, lo que conducirá a un cansancio general que disminuirá las defensas y posibilitará la aparición de enfermedades infecciosas. (Una exposición constante por encima de los 45 decibelios impide un sueño apacible).

Efectos psicológicos: entre éstos mencionaríamos el estrés, insomnio, irritabilidad, síntomas depresivos, falta de concentración, rendimiento menor en el trabajo, etc. Entre los que sufren mucho las consecuencias se encuentran los escolares cuya falta de concentración, incluso en las propias casas, hace que tengan un rendimiento escolar más bajo.

Efectos sociales: problemas en la comunicación, aislamiento. Ante la incapacidad de comunicarse adecuadamente el organismo tiende cada vez más a evitar la comunicación.

La pérdida de audición es el resultado más generalizado respecto a una contaminación sonora excesiva. En parte constituye una consecuencia y una adaptación a los ruidos excesivos. Para evitar los daños físicos o el malestar psicológico que produce el ruido constante, el organismo se habitúa al mismo a costa de perder capacidad auditiva. Pero, como resultado, cuando no adopta una protección adecuada, se puede desarrollar una pérdida permanente de la audición. Existen trabajadores y trabajadoras que poseen más riesgos de perder audición como consecuencia de estar expuestos a ruidos muy fuertes. Está demostrado que ruidos superiores a 90 decibelios experimentados de una forma habitual durante mucho tiempo producen la pérdida de audición. Sonidos menores pero continuados pueden dañar la salud del oído. Una exposición larga a sonidos con una intensidad superior a 90 decibelios puede producir pérdida de audición permanente. Igualmente una exposición continuada a sonidos de más de 80 decibelios puede producir los mismos resultados. También pueden producir pérdida de audición exposiciones de más de un cuarto de hora a 100 decibelios y de más de 1 minuto a 110 decibelios.

Entre las reacciones inmediatas al ruido están: la dilatación de las pupilas, la contracción de los músculos que se ponen tensos y dolorosos, sobre todo los del cuello y espalda, taquicardias, movimiento acelerado de los párpados que se cierran una y otra vez, agitación respiratoria y disminución de la secreción gástrica que dificulta la digestión, además hay una menor irrigación sanguínea y una mayor actividad muscular. En enfermos con problemas cardiovasculares, arteriosclerosis o problemas coronarios, los ruidos fuertes y súbitos pueden llegar a causar hasta un infarto y en los enfermos de diabetes, la elevación del azúcar puede ocasionar estados de coma y hasta la muerte. Con respecto a las reacciones del sistema circulatorio, una de las más frecuentes se produce en los vasos sanguíneos de los dedos que se tensan y en las sienes lo que puede ocasionar dolor de cabeza. 47.Describe los criterios sobre ruido de la organización mundial de la salud



En la lista siguiente se proporcionan valores límites recomendados por la Organización Mundial de la Salud. Las cifras representan los valores máximos a menos que se indique lo contrario. Más abajo se explican las abreviaturas.

Límite Efecto a evitar o situación en la que se aplica 100 - 130 dBA Incomodidad auditiva 130 - 140 dBA Riesgo de daño físico (por ejemplo, perforación del tímpano) 130 dBA Dolor agudo 70 dBA Leq24 Daño auditivo despreciable 30 dBA Leq Excelente inteligibilidad 45 dBA Leq Inteligibilidad completa 40 - 55 dBA Leq Inteligibilidad razonablemente buena Trev < 0.6 s Adecuada inteligibilidad Trev = 0.25 - 0.5 s Inteligibilidad adecuada para los hipoacúsicos S/N > 0 dB Comprensión de la palabra S/N > 10 dB - 15 dB Comprensión de la palabra extranjera, escuela, teléfono, mensajes complejos 100 dBA Leq4 Conciertos 90 dBA Leq4 Discotecas 140 dB peak Sonidos Impulsivos ASPL < 80 dBA Juguetes, en el oído del niño CSPL < 130 dBC Juguetes, en el oído del niño 30 dBA Leq Ruido interior 40 - 45 dBA Lmax (fast) Eventos ruidosos aislados al dormir 45 dBA Leq Ruido externo al dormir (ventanas abiertas, reducción de 15 dB) 35 dBA Leq Salas de hospital 45 dBA Lmax (fast) Eventos ruidosos aislados, salas de hospital 50 - 55 dBA Leq Exteriores de día 40 - 50 dBA Leq Exteriores de noche Trev = 1 s Buffet de escuela 55 dBA Leq Patios de escuela Si LeqC - LeqA > 10 dBA y LeqA < 60 dBA Sumar 5 dBA a LeqA Si LeqC - LeqA > 10 dBA y LeqA > 60 dBA Sumar 3 dBA a LeqA


ABREVIATURAS

Leq: Nivel equivalente durante la medición Leq24: Nivel equivalente durante 24 horas Leq4: Nivel equivalente durante 4 horas LeqA: Nivel equivalente con compensación de frecuencia A LeqC: Nivel equivalente con compensación de frecuencia C Lmax: Máximo nivel con una dada respuesta (rápida, lenta o impulsiva) Peak: Máximo nivel instantáneo fast: Respuesta con una constante de tiempo de .125 s slow: Respuesta con una constante de tiempo de 1 s SPL: Nivel de presión sonora dBA: Decibel compensación A dBC: Decibel compensación C S/N: Relación señal / ruido, en general en dB Trev: Tiempo de reverberación (tiempo que demora el sonido en extinguirse al cesar la fuente) Esta información fue tomada del libro "Community Noise", editado por Berglund and Lindvall, publicado por el Karolinska Institute, Suecia, que puede obtenerse de la Universidad de Estocolmo. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS, ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO 48.Describe las características de las ondas electromagnéticas Los campos producidos por las cargas en movimiento puden abandonar las fuentes y viajar a través del espacio ( en el vacio) creándose y recreándose mutuamente. Lo explica la tercera y cuarta ley de Maxwell. Las radiaciones electromagnéticas se propagan en el vacio a la velocidad de la luz "c". Y justo el valor de la velocidad de la luz se deduce de las ecuaciones de Maxwell, se halla a partir de dos constantes del medio en que se propaga para las ondas electricas y magnética .

Los campos electricos y magnéticos son perpendiculares entre si ( y perpendiculares a la dirección de propagación) y estan en fase: alcanzan sus valores máximos y mínmos al mismo tiempo y su relación en todo momento está dada por E=c·B El campo eléctrico procedente de un dipolo está contenido en el plano formado por el eje del dipolo y la dirección de propagación. El enunciado anterior también se cumple si sustituimos el eje del dipolo por la dirección de movimiento de una carga acelerada Las ondas electromagnéticas son todas semejantes ( independientemente de como se formen) y sólo se diferencian e n su longitud de onda y frecuencia. La luz es una onda electromagnética Las ondas electromagnéticas transmiten energía incluso en el vacio. Lo que vibra a su paso son los campos eléctricos y magnéticos que crean a propagarse. La vibracion puede ser captada y esa energía absorberse. Las intensidad instantánea que posee una onda electromagnética, es decir, la energía que por unidad de tiempo atraviesa la unidad de superficie, colocada perpendicularmente a la direción de propagación es: I=c· E2. La intensidad media que se propaga es justo la mitad de la expresión anterior. La intensidad de la onda electromagnética al espandirse en el espacio disminuuye con el cuadrado de la distancia y como "I "es proporcional a E2 y por tanto a sen2 . Por lo tanto existen direcciones preferenciales de propagación 49.Define radiación electromagnética La radiación electromagnética es un tipo de campo electromagnético variable, es decir, una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro.1​ Desde el punto de vista clásico la radiación electromagnética son las ondas electromagnéticas generadas por las fuentes del campo electromagnético y que se propagan a la velocidad de la luz. La generación y la propagación de estas ondas son compatibles con el modelo de ecuaciones matemáticas definido en las ecuaciones de Maxwell. La radiación electromagnética puede manifestarse de diversas maneras como calor radiado, luz visible, rayos X o rayos gamma. A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiación electromagnética se puede propagar en el vacío. En el siglo XIX se pensaba que existía una sustancia indetectable, llamada éter, que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de las ondas electromagnéticas. El estudio teórico de la radiación electromagnética se denomina electrodinámica y es un subcampo del electromagnetismo.

Las ondas electromagnéticas que componen la radiación electromagnética pueden ser representadas como campos eléctricos y magnéticos autopropagados en forma de onda transversal. El diagrama muestra una onda plana linealmente polarizada que se propaga de izquierda a derecha. El campo eléctrico (azul) está sobre el plano vertical y el campo magnético (rojo) sobre el plano horizontal. Los campos eléctrico y magnético en este tipo de ondas siempre están en fase a 90° una respecto a la otra. 50.Define luz visible La luz visible es una de las formas como se desplaza la energía. Las ondas de luz son el resultado de vibraciones de campos eléctricos y magnéticos, y es por esto que son una forma de radiación electromagnética (EM). La luz visible es tan sólo uno de los muchos tipos de radiación EM, y ocupa un pequeño rango de la totalidad del espectro electromagnético . Sin embargo, podemos percibir la luz directamente con nuestros ojos, y por la gran importancia que tiene para nosotros, elevamos la importancia de esta pequeña ventana en el espectro de rayos EM. Las ondas de luz tienen longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros (4 000 y 7 000 Å). A medida que el arcoiris se llena de matices, nuestros ojos perciben diferentes longitudes de ondas de luz. La luz roja tiene longitudes de onda relativamente largas, aproximadamente 700 nm (10-9 metros) de largo. La luz azul y la luz morada tienen ondas cortas, aproximadamente 400 nm. Las ondas más cortas vibran a mayores frecuencias, y tienen energías más elevadas. Las luz roja tiene una frecuencia aproximada de 430 terahertz, mientras que la frecuencia de la luz azul es de aproximadamente 750 terahertz. Los fotones rojos tienen aproximadamente 1.8 electrón-Volt(eV) de energía, mientras que cada fotón azul transmite aproximadamente 3.1 eV. Los vecinos de la luz visible en el espectro EM son la radiación infrarroja de un lado, y luz ultravioleta del otro lado. La radiación infrarroja tiene longitudes de ondas más largas que la luz roja, es por esto que oscila a una frecuencia menor y lleva consigo menor energía. La radiación ultravioleta tiene longitudes de ondas más cortas que la luz azul o violeta, por lo que oscila más rápidamente, y porta mayor cantidad de energía por protón que la luz visible. La luz viaja a la increíble velocidad de 299 792 458 kilometros por segundo (aproximadamente 186 282.4 millas por segundo). A esta increíble velocidad, ¡la luz podría girar más de siete veces alrededor de la Tierra en cada segundo!. La letra "c" minúscula se usa en las ecuaciones para representar la velocidad de la luz, como es el caso de la famosa relación entre energía y materia de Einstein: "E = mc2". Todas las formas de ondas electromagnéticas, incluyendo los rayos X y las ondas de radio , y todas las demás frecuencias a lo largo del espectro EM, también viajan a la velocidad de la luz. La luz viaja más rapidamente en el vacío, y se mueve más lentamente en materiales como agua o vídrio.


El ojo humano ha desarrollado la habilidad de ver mejor en el tipo de luz ofrecida por el Sol. Nuestros ojos son más sensibles a los colores del amarillo al verde 51.Define calor radiado Cuando se somete a algún metal y otras sustancias a fuentes de temperatura estas se calientan y llegan a emitir luz visible. Para un metal este fenómeno se denomina calentar "al rojo vivo", ya que la luz emitida inicialmente es rojiza-anaranjada, si la temperatura se eleva más blanca-amarillenta. Conviene señalar que antes que la luz emitida por metales y otras sustancias sobrecalentadas sea visible estos mismos cuerpos irradian calor en forma de radiación infrarroja que es un tipo de radiación electromagnética no visible directamente por el ojo humano. 52.Define el espectro electromagnético Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir ver el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación. El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la radiación ultravioleta, la luz visible y la radiación infrarroja, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo (véase Cosmología física) aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo.

Diagrama del espectro electromagnético, mostrando el tipo, longitud de onda con ejemplos, frecuencia y temperatura de emisión de cuerpo negro. 53.Describe el espectro electromagnético El espectro electromagnético (o simplemente espectro) es el rango de todas las radiaciones electromagnéricas posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese objeto. El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. Se piensa que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el tamaño del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo. 54.Describe el espectro visible Se llama espectro visible a la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama luz visible o simplemente luz. No hay límites exactos en el espectro visible: un típico ojo humano responderá a longitudes de onda de 390 a 750 nm, aunque algunas personas pueden ser capaces de percibir longitudes de onda desde 380 hasta 780 nm. Los arcoíris son un ejemplo de refracción del espectro.


55.Define de luz visible La luz visible es una de las formas como se desplaza la energía. Las ondas de luz son el resultado de vibraciones de campos eléctricos y magnéticos, y es por esto que son una forma de radiación electromagnética (EM). 56.Enuncia el rango de longitud de onda de la luz visible longitudes en las que termina un color ya se está formando el siguiente. Los límites del espectro de luz visible terminan en la luz ultravioleta y en los infrarrojos. A grandes rasgos, de forma muy simplificada, podemos establecer la siguiente categorización en cuanto a las longitudes de onda y el color que vemos:

625 - 740: Rojo. 590 - 625: Naranja. 565 - 590: Amarillo. 520 - 565: Verde. 500 - 520: Cian. 435 - 500: Azul. 380 - 435: Violeta. 57.Enuncia el rango de longitud de onda de la luz ultravioleta. Denomina radiación ultravioleta o radiación UV a la radiación electromagnética cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 400 nm (4x10−7 m) y los 15 nm (1,5x10−8 m). Su nombre proviene de que su rango empieza desde longitudes de onda más cortas de lo que los humanos identificamos como el color violeta, pero dicha luz o longitud de onda, es invisible al ojo humano al estar por encima del espectro visible. Esta radiación es parte integrante de los rayos solares y produce varios efectos en la salud al ser una radiación entre no-ionizante e ionizante. 58.Explica las teorías de la radiación electromagnética Teoría cuántica y Radiación Electromagnética Atomos y moléculas absorben o emiten energía sólo en ciertas cantidades discretas: “cuántos” Cuánto : mínima cantidad de energía que puede ser emitida o absorbida en forma de radiación electromagnética Radiación Electromagnética : Emisión y transmisión de energía a través del espacio en forma de ondas. La Radiación electromagnética se puede clasificar en radiación ionizante y radiación no ionizante, en función de si es capaz de ionizar los átomos y la ruptura de enlaces químicos. Las frecuencias ultravioletas y más altas, como rayos X s, o rayos gamma son ionizantes. Estos plantean sus propios riesgos especiales . La radiación no ionizante, discutida aquí, es asociada con dos riesgos mayores potenciales: eléctricos y biológicos. Adicionalmente, la corriente eléctrica inducida causada por radiación puede generar chispas y provocar peligro de incendio o explosión.. 59.Explica las diferencias entre radiación ionizante y radiación no ionizante Radiaciones ionizantes.Corresponden a las radiaciones de mayor energía (menor longitud de onda) dentro del espectro electromagnético. Tienen energía suficiente como para arrancar electrones de los átomos con los que interaccionan, es decir, para producir ionizaciones. Radiaciones no ionizantes. Son aquellas que no poseen suficiente energía para arrancar un electrón del átomo, es decir, no son capaces de producir ionizaciones. Las radiaciones no ionizantes son de baja energía, es decir, no son capaces de ionizar la materia con la que interaccionan. Estas radiaciones se pueden clasificar en dos grandes grupos: Radiaciones electromagnéticas. A este grupo pertenecen las radiaciones generadas por las líneas de corriente eléctrica o por campos eléctricos estáticos. Otros ejemplos son las ondas de radiofrecuencia, utilizadas por las emisoras de radio y las microondas utilizadas en electrodomésticos y en el área de las telecomunicaciones. Radiaciones ópticas. Pertenecen a este grupo los rayos infrarrojos, la luz visible y la radiación ultravioleta. En física, la radiación se refiere a la emisión o transmisión de energía a través de un medio en forma de ondas electromagnéticas o asociada a partículas. En principio, toda forma de energía se puede transmitir mediante radiación y en esta definición se podrían incluir fenómenos como:

Radiación electromagnética: calor, ondas de radio, luz visible, rayos X, ultravioleta, radiación gamma (γ), etc. Radiación corpuscular: se desplazan partículas subatómicas que transportan energía. Por ejemplo, la radiación de partículas alfa (α), beta (β) o la radiación de neutrinos. La radiación gamma se trasmite asociada a fotones, por lo que puede ser estudiada también como radiación corpuscular. Radiación acústica: ultrasonidos, ondas sísmicas, etc. Radiación gravitacional: es la radiación en forma de ondas gravitacionales que se producen por objetos muy masivos y acelerados. Todas estas manifestaciones de propagación energética se pueden catalogar en dos grandes grupos en función de la capacidad para ionizar la materia, es decir, de la capacidad de arrancar electrones de las sustancias irradiadas y transformarlas en iones. Así, se puede distinguir la radiación ionizante y la radiación no-ionizante, siendo la radiación ionizante generalmente de tipo electromagnético y corpuscular. Un ión se define como un átomo o molécula que no es neutra desde un punto de vista eléctrico. Generalmente los iones se pueden entender como una sustancia que pierde o gana electrones en comparación con un estado neutro de partida. Así, la ionización engloba de forma general a cualquier proceso que genera la pérdida o ganancia de electrones en un sustancia y, por tanto, la formación de iones. Cuándo una radiación es lo suficientemente energética e interacciona con átomos y moléculas puede desencadenar este proceso al ser capaz de desprender electrones de la materia irradiada.


La radiación no-ionizante no sería capaz de generar el proceso de ionización aunque pueden transmitir igualmente energía a la materia irradiada. Por ejemplo, pueden excitar a las moléculas y aumentar su temperatura; los infrarrojos y las microondas producen este efecto y son la base de electrodomésticos como hornos, estufas y hornos microondas. La radiación ionizante más común es de tipo electromagnético y corpuscular. En el espectro electromagnético, la radiación ionizante se corresponde con el rango de altas frecuencias y bajas longitudes de onda. Generalmente se habla de radiación ionizante a partir de la radiación ultravioleta, rayos X y rayos gamma.

ÓPTICA: LA LUZ, REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ 60.Definición de óptica La óptica es la rama de la física que analiza las características y las propiedades de la luz, estudiando cómo se comporta y se manifiesta. 61.Explica la naturaleza de la luz La luz emitida por las fuentes luminosas es capaz de viajar a través de materia o en ausencia de ella, aunque no todos los medios permiten que la luz se propague. Desde este punto de vista, las diferentes sustancias materiales se pueden clasificar en opacas, traslúcidas y transparentes. Aunque la luz es incapaz de traspasar las opacas, puede atravesar las otras. Las sustancias transparentes tienen, además, la propiedad de que la luz sigue en su interior trayectorias definidas. Éste es el caso del agua, el vidrio o el aire. En cambio, en las traslúcidas la luz se dispersa, lo que da lugar a que a través de ellas no se puedan ver las imágenes con nitidez. El papel vegetal o el cristal esmerilado constituyen algunos ejemplos de objetos traslúcidos. En un medio que además de ser transparente sea homogéneo, es decir, que mantenga propiedades idénticas en cualquier punto del mismo, la luz se propaga en línea recta. Esta característica, conocida desde la antigüedad, constituye una ley fundamental de la óptica geométrica.

Modelo de la composición de la luz de Christiaan Huyggens Dado que la luz se propaga en línea recta, para estudiar los fenómenos ópticos de forma sencilla, se acude a algunas simplificaciones útiles. Así, las fuentes luminosas se consideran puntuales, esto es, como si estuvieran concentradas en un punto, del cual emergen rayos de luz o líneas rectas que representan las direcciones de propagación. Un conjunto de rayos que parten de una misma fuente se denomina haz. Cuando la fuente se encuentra muy alejada del punto de observación, a efectos prácticos, los haces se consideran formados por rayos paralelos. Si por el contrario la fuente está próxima la forma del haz es cónica. La naturaleza de la luz ha sido objeto de la atención de filósofos y científicos desde tiempos remotos. Ya en la antigua Grecia se conocían y se manejaban fenómenos y características de la luz tales como la reflexión, la refracción y el carácter rectilíneo de su propagación, entre otros. No es de extrañar entonces que la pregunta: ¿qué es la luz?, se planteara como una exigencia de un conocimiento más profundo. Los griegos primero y los árabes después sostuvieron que la luz es una emanación del ojo que se proyecta sobre el objeto, se refleja en él y produce la visión. El ojo sería, pues, el emisor y a la vez el receptor de los rayos luminosos. A partir de esa primera explicación conocida, el desarrollo histórico de las ideas sobre la naturaleza de la luz constituye un ejemplo de cómo evolucionan las teorías y los modelos científicos a medida que, por una parte, se consolida el concepto de ciencia y, por otra, se obtienen nuevos datos experimentales que ponen a prueba las ideas disponibles.

62.Analiza la polarización de la luz En la polarización, las características transmitidas por una onda se «filtran» en una dirección de desplazamiento entre todas las direcciones aleatorias inicialmente posibles. Este fenómeno presenta particular interés en el caso de la luz, donde la polarización del campo electromagnético que se transmite permite aprovechar con fines específicos la energía asociada. 63.Enuncia las leyes de la reflexión de la luz La reflexión es el cambio de dirección de una onda, que, al entrar en contacto con la superficie de separación entre dos medios cambiantes, regresa al punto donde se originó. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua. La luz es una manifestación de energía. Gracias a ella las imágenes pueden ser reflejadas en un espejo, en la superficie del agua o un suelo muy brillante. Esto se debe a un fenómeno llamado reflexión de la luz. La reflexión ocurre cuando los rayos de luz que inciden en una superficie chocan en ella, se desvían y regresan al medio que salieron formando un ángulo igual al de la luz incidente, muy distinta a la refracción. Es el cambio de dirección, en el mismo medio, que experimenta un rayo luminoso al incidir oblicuamente sobre una superficie. Para este caso las leyes de la reflexión son las siguientes: 1a. ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal, se encuentran en un mismo plano. 2a. ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

64.Enuncia las leyes de la refracción de la luz Se denomina refracción luminosa al cambio que experimenta la dirección de propagación de la luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie de separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza. Las lentes, las máquinas fotográficas, el ojo humano y, en general, la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno óptico.

El fenómeno de la refracción va, en general, acompañado de una reflexión, más o menos débil, producida en la superficie que limita los dos medios transparentes. El haz, al llegar a esa superficie límite, en parte se refleja y en parte se refracta, lo cual implica que los haces reflejado y refractado tendrán menos intensidad luminosa que el rayo incidente. Dicho reparto de intensidad se produce en una proporción que depende de las características de los medios en contacto y del ángulo de incidencia respecto de la superficie límite. A pesar de esta circunstancia, es posible fijar la atención únicamente en el fenómeno de la refracción para analizar sus características.

Las leyes de la refracción

Al igual que las leyes de la reflexión, las de la refracción poseen un fundamento experimental. Junto con los conceptos de rayo incidente, normal y ángulo de incidencia, es necesario considerar ahora el rayo refractado y el ángulo de refracción o ángulo que forma la normal y el rayo refractado.

Sean 1 y 2 dos medios transparentes en contacto que son atravesados por un rayo luminoso en el sentido de 1 a 2 y e1 y e2 los ángulos de incidencia y refracción respectivamente. Las leyes que rigen el fenómeno de la refracción pueden, entonces, expresarse en la forma:

1.ª Ley. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.

2.ª Ley. (ley de Snell) Los senos de los ángulos de incidencia e1 y de refracción e2 son directamente proporcionales a las velocidades de propagación v1 y v2 de la luz en los respectivos medio LENTES. EL OJO HUMANO 65.Define lente Lente es un elemento que funciona mediante la refracción , la introducción de discontinuidades en el medio en el que la luz se propaga en un principio, y reconfigura la distribución de potencia de transmisión, independientemente de la frecuencia de la luz, es decir, tanto en ultravioleta y en el dominio óptico, de infrarrojos , de microondas -ondas , olas , la radio o incluso las ondas acústicas . La forma de la lente dependerá del tipo de reformateado de la onda luminosa que se desee. De acuerdo a Isaac Newton , " los rayos homogéneos saliendo desde varios puntos de cualquier objeto y caer perpendicularmente o casi perpendicularmente sobre cualquier plano reflector o refractor o superficie esférica divergen después de la de tantas otras cosas o son paralelas a tantos otros lineal o convergen para muchos otros Puntos con precisión o sin error notable. Y lo mismo sucede si los rayos se reflejan o refractan sucesivamente por dos o tres o más superficies esféricas planas o esféricas. La causa de la reflexión no es el choque de la luz con las partes sólidas o impenetrables de los cuerpos, como se cree. Los cuerpos reflejan y refractan la luz debido a la misma fuerza ejercida diversamente en diversas condiciones. Los estados de fácil reflexión son los retornos de la tendencia de cualquier rayo para ser reflejado; A los de su tendencia a ser transmitidos, estados de fácil transmisión; Y el espacio que se sucede entre cada retorno y el retorno siguiente, intervalo de sus estados. El motivo por el cual las superficies de todos los cuerpos espesos transparentes reflejan parte de la luz que sobre ellos incide y refractan el resto es que algunos rayos, en su incidencia, están en estados de fácil reflexión y otros en estados de fácil transmisión. Estas superficies de los cuerpos transparentes que refractan el rayo más fuertemente si está en un estado de refracción, lo reflejan más fácilmente si está en un estado de reflexión. " [ 1 ] Hay 6 tipos de lentes delgadas compatibles con esta definición: a) convexa ; b) plano-convexa ; c) cóncava-convexa ; d) bicóncava ; e) plano-cóncava ; f) convexo-cóncava .


66.Explica las características de los lentes convergentes En una lente esférica con comportamiento convergente, la luz que incide paralelamente entre sí es refractada, tomando direcciones que convergen a un solo punto. Tanto las lentes de bordes finas como de bordes gruesos pueden ser convergentes, dependiendo de su índice de refracción en relación al del medio externo. El caso más común es lo que la lente tiene un índice de refracción mayor que el índice de refracción del medio externo. En este caso, un ejemplo de lente con comportamiento convergente es el de una lente biconvexa (con bordes finos):


El caso menos común ocurre cuando la lente tiene menor índice de refracción que el medio. En ese caso, un tiempo de lente con comportamiento convergente es el de una lente bicóncava (con bordes gruesos):

67.Explica las características de los lentes divergentes Lentes divergentes son cuerpos transparentes limitados por dos superficies refractantes tiene un eje central en común. Cuando un haz de luz paralelo alcanza una lente se somete a una refracción cambiando su dirección, esta refracción en diferente lente hace que los rayos se desvían del eje central.

Las lentes divergentes siempre proporcionan una imagen virtual, derecha, y bajan siendo ampliamente utilizado en el tratamiento de la miopía y mirillas instaladas en las puertas.

Rayos luminosos después de atravesar una lente divergente

En los casos más comunes, las lentes que presentan las extremidades más gruesas que la parte central (lentes Bi cóncavas, plano concabas y convexo-concava) son divergentes. También existen casos especiales, donde el índice de refracción del medio es mayor que el índice de refracción de la lente convexa haciendo = las divergentes.

Tipos de lentes

68.Define distancia focal La longitud focal es, junto con la apertura de la membrana , una de las características más importantes de un objetivo . Es parte del usuario (como fotógrafo o profesional utilizando un microscopio óptico ) define, por ejemplo, la mayor o menor aproximación de una imagen, o elija el campo de visión que desea trabajar. La distancia focal de un objetivo se determina a partir de los puntos nodales hasta los focales, o sea, es la distancia en milímetros entre el punto de convergencia de la luz hasta el punto - sensor o película en cámaras y videocámaras - donde la imagen Se proyecta. Cuanto mayor sea la distancia focal, menor será el ángulo de visión de la imagen y mayor será la "aproximación" de los objetos focalizados, debido al corte realizado. Todos los objetivos reciben clasificaciones como gran angular, normal y tele objetivo, y casi todas ellas pueden ser del tipo macro (que permite una focalización de objetos más cercanos) o no. 69.Define punto focal En la teoría de juegos, un punto focal o punto de Schelling es un equilibrio de Nash que destaca sobre los demás por razones de simetría, de optimalidad o por alguna otra característica que lo convierta en una solución del juego intuitiva o 'razonable' para los jugadores.1​ En otras palabras, el punto focal hace referencia a factores que hacen converger a los jugadores en un mismo equilibrio. A la hora de discutir la relevancia del concepto en un juego, hay que tener en cuenta aspectos importantes del mismo, como: Existencia de múltiples equilibrios Nula o escasa comunicación entre los participantes La racionalidad de los individuos, es decir, los sujetos actúan de manera que maximizan su objetivo dadas sus creencias. Conocimiento de que los otros individuos son racionales, debido a la falta de información y comunicación. Por tanto, los sujetos tienen que predecir lo que están pensando los otros jugadores y lo que estos últimos piensan acerca de ellos. Cuando la comunicación es escasa o nula, las personas hacen uso de su racionalidad para intentar llegar a un resultado común. Si éste se alcanza, a esto se le llamará punto focal. Como consecuencia, los individuos especulan acerca de los movimientos estratégicos que realizarán los otros con el fin de llegar a ese “punto” o equilíbrio. 70.Define dioptria La dioptría es la unidad que con valores positivos o negativos expresa el poder de refracción de una lente o potencia de la lente y equivale al valor recíproco o inverso de su longitud focal (distancia focal) expresada en metros. El signo '+' (positivo) corresponde a las lentes convergentes, y el '-' (negativo) a las divergentes. Así, una lente cuya longitud focal sea de +1 metro, tendrá una potencia de 1 dioptría y una lente de +2 dioptrías es una lente convergente de distancia focal igual a 0,5 metros [P(Dp)= 1/F ; +2Dp(m)= 1/F ; F= 1/2m ; F= 0,5m]. Por añadidura con lo que pasa en las lentes, se puede definir a la potencia de un espejo como su capacidad para hacer converger, si es un espejo cóncavo (o su capacidad para hacer parecer que divergen si es convexo), a (desde) un punto los rayos que inciden paralelos. Si éstos, a su vez, son paralelos al eje principal, pasarán por el Foco principal; si no es así, lo harán pasando por un foco secundario. De esta manera, es viable medir la potencia de los espejos como la recíproca de la posición focal que, si viene medida en metros, se medirá en dioptrías. 71.Enuncia que tipo de lente es el cristalino El cristalino es una estructura del ojo humano con forma de lente biconvexa que está situado tras el iris y delante del humor vítreo. Su propósito principal consiste en permitir enfocar objetos situados a diferentes distancias. Este objetivo se consigue mediante un aumento o disminución funcional de su curvatura y de su espesor, proceso que se denomina acomodación. El cristalino se caracteriza por su alta concentración en proteínas, que le confieren un índice de refracción más elevado que los fluidos que lo rodean. Este hecho es el que le otorga su capacidad para refractar la luz, ayudando a la córnea a formar las imágenes sobre la retina. A medida que la edad del sujeto aumenta, el cristalino va perdiendo progresivamente su capacidad para acomodar. Este fenómeno se conoce como presbicia, presbiopía o vista cansada, y esto pasa porque el cristalino empieza a perder permeabilidad a las proteínas, lo que ocasiona en él un endurecimiento. Afecta a la totalidad de la población a partir de los cincuenta años aproximadamente, exigiendo el uso de lentes para enfocar objetos cercanos. La principal dolencia que afecta al cristalino son las cataratas. Por este nombre se conoce a cualquier pérdida de transparencia del mismo que afecte a la visión. Sus causas son diversas y cuando se encuentran en un estado avanzado requieren de una operación quirúrgica.


72.Enuncia el índice de refracción de la córnea, iris, humor acuoso, humor vítreo La Córnea

La córnea representa la parte mas fuerte en la potencia de refracción del ojo, suministrando un 80% de la potencia del sistema. El índice de refracción de la córnea es aproximadamente 1,376. Los rayos pasan de la córnea al flúido acuoso conocido como humor acuoso que tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,336, así pues la mayor parte de la refracción se produce en la superficie de contacto córnea-aire.

Humor Acuoso

La cámara anterior del ojo está llena del líquido llamado "humor acuoso", que tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,336. Está colocada inmediatamente detrás de la córnea. La cámara mayor del ojo está rellena de un líquido gelatinoso llamado "humor vítreo", el cual, tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,337 .

Humor Vítreo

La cámara mayor del ojo está rellena de un líquido gelatinoso llamado "humor vítreo", el cual, tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,337. La cámara frontal del ojo, inmediatamente detrás de la córnea, está rellena con el líquido "humor acuoso", el cual, tiene un índice de refracción de aproximadamente 1 336


El iris (la zona coloreada del ojo) tiene un diámetro de 12-13 mm.- El espesor del iris varía entre 0,3 mm y 0,6 mm. Histológicamente, se compone de 5 capas superpuestas. 73.Describe al ojo como instrumento óptico. El ojo es el sistema óptico más cercano a nosotros, y uno de los sentidos más importantes, dado que la mayor parte de la información que recibimos lo hace a través de estímulos visuales. El comportamiento del ojo se puede modelizar mediante una lente convergente con el foco situado sobre la retina. Podríamos equipararlo al funcionamiento de una cámara fotográfica con un objetivo convergente, y una película sensible, la retina, donde se forma la imagen. Una de las características más peculiares del ojo es su poder de acomodación. Esta propiedad hace que el ojo sea capaz de modificar su potencia y de este modo forme indistintamente sobre la retina la imagen de objetos situados en el infinito como la de objetos más cercanos. OBTENCIÓN DE IMÁGENES EN MEDICINA: RADIOLOGÍA, ECOGRAFÍA, RESONANCIA MAGNÉTICA, GAMMAGRAFIA 74.Describe la estructura atómica de Bohr El modelo atómico de Bohr1​ es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados. Dado que la cuantización del momento es introducida en forma ad hoc, el modelo puede considerarse transicional en cuanto a que se ubica entre la mecánica clásica y la cuántica. Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr,2​ para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en 1905. La estructura electrónica de un átomo describe las energías y la disposición de los electrones alrededor del átomo. Gran parte de lo que se conoce acerca de la estructura electrónica de los átomos se averiguó observando la interacción de la radiación electromagnética con la materia. Sabemos que el espectro de un elemento químico es característico de éste y que del análisis espectroscópico de una muestra puede deducirse su composición. El origen de los espectros era desconocido hasta que la teoría atómica asoció la emisión de radiación por parte de los átomos con el comportamiento de los electrones, en concreto con la distancia a la que éstos se encuentran del núcleo.

75.Enuncia los métodos para la obtención de imágenes diagnósticas Se llama imagen médica al conjunto de técnicas y procesos usados para crear imágenes del cuerpo humano, o partes de él, con propósitos clínicos (procedimientos médicos que buscan revelar, diagnosticar o examinar enfermedades) o para la ciencia médica (incluyendo el estudio de la anatomía normal y función). Como disciplina en su sentido más amplio, es parte de la imagen biológica e incorpora la radiología, las ciencias radiológicas, la endoscopia, la termografía médica, la fotografía médica y la microscopía (por ejemplo, para investigaciones patológicas humanas). Las técnicas de medida y grabación, que no están diseñadas en principio para producir imágenes, tales como la electroencefalografía (EEG) y la magnetoencefalografía (MEG) y otras que sin embargo producen datos susceptibles de ser representados como mapas (pues contienen información relacionada con la posición), pueden considerarse también imágenes médicas. En el contexto clínico, la imagen médica se equipara generalmente a la radiología o a la "imagen clínica" y al profesional de la medicina responsable de interpretar (y a veces de adquirir) las imágenes, que es el radiólogo. La radiografía de diagnóstico designa a los aspectos técnicos de la imagen médica y en particular la adquisición de imágenes médicas. El radiógrafo o el tecnólogo de radiología es responsable normalmente de adquirir las imágenes médicas con calidad de diagnóstico, aunque algunas intervenciones radiológicas son desarrolladas por radiólogos. Como campo de investigación científica, la imagen médica constituye una subdisciplina de la ingeniería biomédica, la física médica o medicina, dependiendo del contexto: investigación y desarrollo en el área de instrumentación, adquisición de imágenes (e.g. radiografía), el modelado y la cuantificación son normalmente reservadas para la ingeniería biomédica, física médica y ciencias de la computación; la investigación en la aplicación e interpretación de las imágenes médicas se reserva normalmente a la radiología y a las subdisciplinas médicas relevantes en la enfermedad médica o área de ciencia médica (neurociencia, cardiología, psiquiatría, psicología, etc) bajo investigación. Muchas de las técnicas desarrolladas para la imagen médica son también aplicaciones científicas e industriales. La imagen médica a menudo se usa para designar al conjunto de técnicas que producen imágenes de aspectos internos del cuerpo (sin tener que abrirlo). En este sentido restringido, las imágenes médicas pueden ser vistas como la solución del problema inverso matemático. Esto significa que la causa (las propiedades del tejido viviente) se deducen del efecto (la señal observada). En el caso de la ultrasonografía la sonda es el conjunto de ondas de presión ultrasónicas que se reflejan en el tejido, y que muestran su estructura interna. En el caso de la radiografía de proyección, la sonda es radiación de rayos X, que son absorbidos en diferente proporción por distintos tipos de tejidos, tales como los huesos, músculos o grasa.

Imagen médica en medicina nuclear.

76.Describe los Rayos X Los rayos X son una radiación electromagnética de la misma naturaleza que las ondas de radio, las ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta y los rayos gamma. La diferencia fundamental con los rayos gamma es su origen: los rayos gamma son radiaciones de origen nuclear que se producen por la desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos radiactivos, mientras que los rayos X surgen de fenómenos extranucleares, a nivel de la órbita electrónica, fundamentalmente producidos por desaceleración de electrones. La energía de los rayos X en general se encuentra entre la radiación ultravioleta y los rayos gamma producidos naturalmente. Los rayos X son una radiación ionizante porque al interactuar con la materia produce la ionización de los átomos de la misma, es decir, origina partículas con carga (iones).

Radiografía tomada por Wilhelm Röntgen en 1896

77.Explica las propiedades de los rayos X

 PENETRAN Y ATRAVIESAN LA MATERIA: pueden atravesar el cuerpo. A mayor kVp, mayor keV= más penetrantes.

2. PRODUCEN FLUORESCENCIA DE ALGUNAS SUSTANCIAS: provocan la emisión de luz de algunas sustancias (mediante un fenómeno de excitación). Esta propiedad se usa a nivel de la radioscopia/fluoroscopia y de las pantallas intensificadoras.

3. PRODUCEN EFECTOS BIOLÓGICOS: esto ocurre porque ionizan la materia. Esta característica es su principal inconveniente, ya que los efectos biológicos son perjudiciales. El efecto biológico es el fundamento de su uso en radioterapia. Requieren protección radiológica.

4. IONIZAN LOS GASES QUE ATRAVIESAN: además de ionizar los átomos que forman el organismo, ionizan el aire del ambiente. Gracias a esta propiedad podemos medirlos utilizando detectores.

5. IMPRESIONAN PELÍCULAS RADIOGRÁFICAS: provocan el ennegrecimiento de las películas radiográficas. Los fotones penetran los tejidos en diferentes grados (unos se absorben, otros penetran). La diferente absorción de los fotones por las estructuras del organismo es lo que forma la imagen.

6. SE PROPAGAN EN LÍNEA RECTA Y A LA VELOCIDAD DE LA LUZ “C”: además lo hacen isotrópicamente, esto es, en todas direcciones y con igual intensidad.

7. SE ATENÚAN CON LA DISTANCIA AL TUBO DE RAYOS X: ley del inverso de la distancia: I= 1/d2. Esta propiedad es muy útil en protección radiológica: distancia, tiempo y barreras. 78.Describe las densidades básicas de los rayos X Densidad negra.

Densidad gris.

Densidad blanca.

Densidades Radiológicas La propiedad que tienen los rayos X de atravesar la materia con diferentes absorciones dependiendo de la sustancia y de su estado físico, hace que en el cuerpo humano podamos encontrar 5 densidades fundamentales las cuales nos permiten interpretar una radiografía. De estas densidades, cuatro pertenecen a la economía humana, y sólo una de ellas es de naturaleza externa. Densidad Aire. Es la densidad de menor absorción debido a que cuando pasan los rayos X a través de ella, no hay resistencia a los mismos. Es la densidad aire (gas), y en una radiografía se identifica fácilmente por ser de color negra. Se encuentra en pulmones, tubo digestivo, etc. Densidad Grasa. Esta densidad absorbe un mínimo de radiación, los rayos X pasan por ella con poca resistencia. Se encuentra entre los músculos, rodeando el abdomen y las estructuras Intraabdominales. Se visualiza como un tenue color gris blanquecino. Densidad de Tejidos Blandos (Agua). A diferencia que la densidad grasa, la densidad de tejidos blandos ofrece mayor resistencia al paso de los rayos X debido a que absorbe en mayor cantidad la radiación. Hace referencia a estructuras que están formadas en gran parte por agua: músculos, intestino con contenido propio, vasos sanguíneos, etc. En las radiografías se visualiza de color gris. Densidad Hueso (Calcio). Hay gran absorción debido a que los rayos X encuentran gran resistencia a su paso. En la placa se verá de color blanco. Algunos ejemplos de densidad calcio son los huesos, algunos cartílagos calcificados, calcificaciones vasculares, litiasis, etc. Densidad Metal. De forma natural no existe en el organismo. En la placa se verá de color blanco opaco. Esta densidad puede observarse fácilmente en presencia de material quirúrgico, marcapasos, prótesis, contrastes orales o intravenosos, perdigones, etc.


79.Describe las características que tiene un órgano para que pueda visualizarse en los rayos X La forma, la densidad de los tejidos del paciente, principalmente de los tejidos duros, también afectan a la imagen radiográfica. De esta forma, cuando se observan imágenes bidimensionales, la anatomía tridimensional responsable de la imagen debe ser considerada. Un sólido conocimiento anatómico es obviamente un requisito previo para la interpretación radiográfica. 80.Explica el efecto fotoeléctrico El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material al incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general).1​ A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia: Fotoconductividad: Es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith en el selenio hacia la mitad del siglo XIX. Efecto fotovoltaico: Transformación parcial de la energía lumínica en energía eléctrica. La primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884. Estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro. El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz, en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. La explicación teórica fue hecha por Albert Einstein, quien publicó en 1905 el revolucionario artículo “Heurística de la generación y conversión de la luz”, basando su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los cuantos de Max Planck. Más tarde Robert Andrews Millikan pasó diez años experimentando para demostrar que la teoría de Einstein no era correcta, para finalmente concluir que sí lo era. Eso permitió que Einstein y Millikan fueran galardonados con Premios Nobel en 1921 y 1923, respectivamente. Se podría decir que el efecto fotoeléctrico es lo opuesto a los rayos X, ya que el efecto fotoeléctrico indica que los fotones pueden transferir energía a los electrones. Los rayos X (no se sabía la naturaleza de su radiación, de ahí la incógnita "X") son la transformación en un fotón de toda o parte de la energía cinética de un electrón en movimiento. Esto se descubrió casualmente antes de que se dieran a conocer los trabajos de Planck y Einstein (aunque no se comprendió entonces).

Un diagrama ilustrando la emisión de los electrones de una placa metálica, requiriendo de la energía que es absorbida de un fotón.

81.Explica el efecto Compton El efecto Compton (o dispersión Compton) consiste en el aumento de la longitud de onda de un fotón cuando choca con un electrón libre y pierde parte de su energía. La frecuencia o la longitud de onda de la radiación dispersada depende únicamente del ángulo de dispersión.

Representación gráfica de la dispersión de un fotón γ (línea roja ondulada), por un electrón. La frecuencia del fotón dispersado tiene una longitud de onda mayor que antes de interactuar con el electrón.

OBTENCIÓN DE IMÁGENES EN MEDICINA: ECOGRAFÍA. 82.Describe las características de la tomografia La tomografía computarizada (TC) es una tecnología para diagnóstico con imágenes. Utiliza un equipo de rayos X especial para crear imágenes transversales del cuerpo.

Entre los usos de la TC se incluye la exploración de:

Huesos fracturados Cánceres Coágulos de sangre Signos de enfermedad cardiaca Hemorragia interna Durante un procedimiento de TC, el paciente permanece inmóvil sobre una mesa. La mesa pasa lentamente a través del centro de una gran máquina de rayos X. El procedimiento no causa dolor. Durante ciertas pruebas, el paciente recibe un tinte de contraste que ayuda a que algunas partes del cuerpo se vean mejor en la imagen. 83.Describe la distribución de grises en la tomografia

Si coloco el C en 35, con una W de 120, toda la escala de grises estará entre -25 UH y +95 UH, (60 por encima y por debajo del valor central), por lo tanto todas las densidades por debajo de UH aparecerán negras y todas las que estén por encima de +95 UH. Cuanto mayor sea la ventana mayor será el contraste de la imagen, pues existirá un tono de gris por pocas unidades de la escala. Cuanto menor sea la Ventana disminuirá el contraste, pues muchas unidades estarán dentro de un mismo tono de gris o color. Oordenador Valor a cada pixel= coeficiente de atenuación Color en gamma de grises HU= (µobjeto - µagua) / µagua X 1000 Incapaz de aclararse Esta unidad de absorción llama Hounsfield o valor de CT. Consta de un número superior a 4.000 unidades HU se Esta escala da al agua un valor densimétrico de cero, con extremos que van del -1000 (aire, imágenes muy hipodensas), hasta +1000 (hueso compacto/ cuerpos extraños, imágenes muy hiperdensas). El Ojo humano no es capaz de distinguir mas de 40 tonalidades de gris aproximadamente. A esta anchura o cantidad de valores HU, las cuales podremos seleccionar libremente en nuestro escáner, la llamaremos ventana Centro: Es el gris medio, nos va a indicar en que valor HU se encuentra la mitad de la ventana C . Región Ventana Centro Base de Cráneo 240 35 Cerebro Abdomen 120 400 35 35 Columna Dorso Lumbar 450 40 Orbita 240 35 Pulmón 400 700 Pelvis 450 40 Hígado/Páncreas 350 40 Columna Cervical 350 40 Silla Turca 240 35 Oído Interno 4000 300 Extremidades 350 40 Abdomen Pediátrico 240 35 . Rayos x Escala de densidades (hiperdenso a hipodenso) ► Hueso, contraste, metal. ► Cartílago ► Músculo ► Glándula ► Líquido ► Grasa ► Gas. Las estructuras con mayor densidad se ven hiperdensas (blancas). Las estructuras con menor densidad se ven hipodensas (negras). Las estructuras con una densidad intermedia se ven isodensas (grises) 84.Explica los principios físicos del ultrasonido El ultrasonido utiliza la técnica del eco pulsado; esto es, pulsar eléctricamente un cristal y emitir un haz ultrasónico. Una serie de ondas mecánicas, generalmente longitudinales, originadas por la vibración de un cuerpo elástico (cristal piezoeléctrico) y propagadas por un medio material (tejidos corporales) cuya frecuencia supera la del sonido audible por el humano: 20.000 ciclos / segundo o 20 kilohercios (20 KHz). Características del Ultrasonido Frecuencia, Velocidad de propagación, Interacción con tejidos, Longitud de onda, Impedancia acústica, Ángulo de incidência, Atenuación Frecuencia de repetición de pulsos.

OBTENCIÓN DE IMÁGENES EN MEDICINA: RESONANCIA MAGNÉTICA, GAMMAGRAFÍA. RADIACIONES 85.Explica los principios físicos de la resonancia magnética A imagem por ressonância Magnética (IRM) é, resumidamente, o resultado da interação do forte campo magnético produzido pelo equipamento com os prótons de hidrogênio do tecido humano, criando uma condição para que possamos enviar um pulso de radiofrequência e, após, coletar a radiofrequência modificada, através de uma bobina ou antena receptora. Este sinal codificado espacialmente por gradientes de campo magnético é coletado, processado e convertido numa imagem ou informação. As propriedades de ressonância magnética tem origem na interação entre um átomo em um campo magnético externo. De forma mais precisa, é um fenômeno em que partículas, contendo momento angular e momento magnético, exibem um movimento de precessão quando estão sob ação de um campo magnético. Os principais átomos que compõem o tecido humano são: hidrogênio, oxigênio, carbono, fósforo, cálcio, flúor, sódio, potássio e nitrogênio. Estes átomos, exceto o hidrogênio (1H), possuem no núcleo atômico prótons e nêutrons. 86.Define radiactividad La radiactividad o radioactividad1​ es un fenómeno físico por el cual los núcleos de algunos elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros. Debido a esa capacidad, se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos inestables, que son capaces de transformarse o decaer, espontáneamente, en núcleos atómicos de otros elementos más estables, en palabras más simples, un átomo inestable emite radiactividad para volverse estable. La radiactividad ioniza el medio que atraviesa. Una excepción la constituye el neutrón, que posee carga neutra (igual carga positiva como negativa), pero ioniza la materia en forma indirecta. En las desintegraciones radiactivas se tienen varios tipos de radiación: alfa, beta, gamma y neutrones libres. La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables", es decir, que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que, para alcanzar su estado fundamental, deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética. Esto se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X) o de sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones, neutrones, protones o partículas más pesadas), y en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el uranio que, con el transcurrir de los siglos, acaba convirtiéndose en plomo. La radiactividad se aprovecha para la obtención de energía nuclear, se usa en medicina (radioterapia y radiodiagnóstico) y en aplicaciones industriales (medidas de espesores y densidades, entre otras). La radiactividad puede ser: Natural: manifestada por los isótopos que se encuentran en la naturaleza. Artificial o inducida: manifestada por los radioisótopos producidos en transformaciones artificiales.

Símbolo utilizado tradicionalmente para indicar la presencia de radiactividad.
Nuevo símbolo de advertencia de radiactividad adoptado por la ISO en 2007 para fuentes que puedan resultar peligrosas. Estándar ISO #21482.

87.Describe las radiaciones alfa, beta gamma. Las partículas alfa emitidas por los radionucleidos naturales no son capaces de atravesar una hoja de papel o la piel humana y se frenan en unos pocos centímetros de aire. Sin embargo, si un emisor alfa es inhalado (por ejemplo, el 210Po), ingerido o entra en el organismo a través de la sangre (por ejemplo una herida) puede ser muy nocivo. Las partículas beta son electrones. Los de energías más bajas son detenidoss por la piel, pero la mayoría de los presentes en la radiación natural pueden atravesarla. Al igual que los emisores alfa, si un emisor beta entra en el organismo puede producir graves daños. Los rayos gamma son los más penetrantes de los tipos de radiación descritos. La radiación gamma suele acompañar a la beta y a veces a la alfa. Los rayos gamma atraviesan fácilmente la piel y otras sustancias orgánicas, por lo que puede causar graves daños en órganos internos. Los rayos X (*) caen en esta categoría –también son fotones– pero con una capacidad de penetración menor que los gamma.

Los diferentes tipos de radiación y su poder de penetración.

88. Describe los efectos biológicos de las radiaciones En general, el blanco de la radiación ionizante es el ADN celular -explica Rivera-. La célula puede morirse, porque es incapaz de reparar el daño, o repararlo más o menos y seguir viva. Así, los efectos pueden ser de dos tipos: estocásticos [es decir, probabilísticos, de largo plazo, como el cáncer, o las malformaciones hereditarias por daños en los ovarios y los espermatozoides] o determinísticos [agudos]. Cuando la célula no se muere y queda con una lesión, puede iniciar un cáncer. "Y eso puede suceder incluso con muy poca radiación, como la que recibimos en la naturaleza -subraya la especialista-. La probabilidad es siempre proporcional a la dosis recibida. No se siente absolutamente nada y el efecto se ve en el largo plazo. Para cada umbral de radiación, hay síndromes que están bien estudiados. "Una dosis muy alta y en todo el cuerpo puede llevar a la muerte en 48 horas -explica Rivera-. La persona presenta náuseas, vómitos, mareos, pérdida del conocimiento y entra en coma. Si el individuo está a mayor distancia o no está expuesto a una fuente tan intensa y recibe una dosis de entre 5 y 15 grays, los tejidos más afectados son los que están en rápida proliferación, como la piel, el intestino o la médula ósea. Se deshidrata, tiene problemas infecciosos y puede morir dentro de los 15 o 20 días. Una dosis de entre 3 y 5 grays [más o menos equivalente a la que se utiliza en los tratamientos de radioterapia] produce anemia, hemorragias e infecciones por disminución de glóbulos blancos. En este estadio, la persona puede ser rescatada con un trasplante de médula.

radiación ionizante incide sobre un organismo vivo, la interacción a nivel celular se puede llevar a cabo en las membranas, el citoplasma, y el núcleo.

Si la interacción sucede en alguna de las membranas se producen alteraciones de permeabilidad, lo que hace que puedan intercambiar fluidos en cantidades mayores que las normales. En ambos casos la célula no muere, pero sus funciones de multiplicación no se llevan a cabo. En el caso en que el daño es generalizado la célula puede morir. En el caso en que la interacción sucede en el citoplasma, cuya principal sustancia es el agua, al ser ésta ionizada se forman radicales químicamente inestables. Algunos de estos radicales tenderán a unirse para formar moléculas de agua y moléculas de hidrógeno (H), las cuales no son nocivas para el citoplasma. Otros se combinan para formar peróxido de hidrógeno (H202), el cual sí produce alteraciones en el funcionamiento de las células. La situación más crítica se presenta cuando se forma el hidronio (HO), el cual produce envenenamiento. Cuando la radiación ionizante llega hasta el núcleo de la célula, puede producir alteraciones de los genes e inclusive rompimiento de los cromosomas, provocando que cuando la célula se divida lo haga con características diferentes a la célula original. Esto se conoce como daño genético de la radiación ionizante, que si se lleva a cabo en una célula germinal (espermatozoide u óvulo) podrá manifestarse en individuos de futuras generaciones. Por lo expuesto, vemos que la radiación ionizante puede producir en las células: aumento o disminución de volumen, muerte, un estado latente, y mutaciones genéticas. Vale la pena mencionar que estas propiedades destructivas de la radiación se pueden transformar en un beneficio. La radioterapia busca eliminar tejidos malignos en el cuerpo aplicándoles altas dosis de radiación. Sin embargo, por la naturaleza de la radiación, es inevitable afectar otros órganos sanos cercanos. En un buen tratamiento de radioterapia se proporciona la dosis letal al tumor, tratando de que sea mínima la exposición de otras partes del cuerpo. CLASIFICACIÓN DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS Se han venido mencionando ya algunas maneras de clasificar los efectos biológicos producidos por las radiaciones. Por su importancia conviene reiterar y resaltar los criterios en que se fundamentan las diferentes clasificaciones. Recientemente la CIPR ha introducido un nuevo concepto en la clasificación de los efectos, basado en la probabilidad de ocurrencia: los efectos estocásticos y los no estocásticos. Los efectos estocásticos son aquéllos cuya probabilidad de ocurrencia se incrementa con la dosis recibida, así como con el tiempo de exposición. No tienen una dosis umbral para manifestarse. Pueden ocurrir o no ocurrir; no hay un estado intermedio. La inducción de un cáncer en particular es un efecto estocástico. Su probabilidad de ocurrir depende de la dosis recibida; sin embargo, no se puede asegurar que el cáncer se presente, menos aún determinar una dosis. La protección radiológica trata de limitar en lo posible los efectos estocásticos, manteniendo las dosis lo más bajas posible. En los efectos no estocásticos la severidad aumenta con la dosis, y se produce a partir de una dosis umbral. Para dosis pequeñas no habrá efectos clínicamente detectables. Al incrementar la dosis se llega a niveles en que empiezan a evidenciarse, hasta llegar a situaciones de gravedad. Para estos casos la protección consiste en prevenir los efectos, no excediendo los umbrales definidos en cada caso. Las quemaduras caen en esta categoría. El daño biológico por radiación puede manifestarse directamente en el individuo que recibe la radiación o en su progenie. En el caso en que el daño se manifieste en el individuo irradiado se trata de un daño somático, es decir, el daño se ha circunscrito a sus células somáticas. Por otro lado, el daño a las células germinales resultará en daño a la descendencia del individuo. Se pueden clasificar los efectos biológicos en el hombre como somáticos y hereditarios. El daño a los genes de una célula somática puede producir daño a la célula hija, pero sería un efecto somático no hereditario. El término "daño genético" se refiere a efectos causados por mutación en un cromosoma o un gen; esto lleva a un efecto hereditario solamente cuando el daño afecta a una línea germinal. Síndrome de irradiación aguda es el conjunto de síntomas por la exposición de cuerpo total o una gran porción de él a la radiación. Consiste en náusea, vómito, anorexia (inapetencia), pérdida de peso, fiebre y hemorragia intestinal. Según su periodo de latencia, los efectos se han clasificado en agudos (a corto plazo) y diferidos (a largo plazo). Los efectos agudos pueden ser generales o locales. Los generales presentan la sintomatología que se resume en el cuadro 8. Los locales pueden ser eritema o necrosis de la piel, caída del cabello, necrosis de tejidos internos, la esterilidad temporal o permanente, la reproducción anormal de tejidos como el epitelio del tracto gastrointestinal, el funcionamiento anormal de los órganos hematopoyéticos (médula ósea roja y bazo), o alteraciones funcionales del sistema nervioso y de otros sistemas. Los efectos diferidos pueden ser la consecuencia de una sola exposición intensa o de una exposición por largo tiempo. Entre éstos han de considerarse: las cicatrices atróficas locales o procesos distróficos de órganos y tejidos fuertemente irradiados, las cataratas del cristalino, el cáncer de los huesos debido a la irradiación del tejido óseo, el cáncer pulmonar, las anemias plásticas ocasionadas por radiolesiones de la médula ósea, y la leucemia.

Rayos X ¿Qué son? Los rayos X son una radiación electromagnética de la misma naturaleza que las ondas de radio, las ondas de microondas, los rayos infrarrojos, la luz visible, los rayos ultravioleta y los rayos gamma. ¿Cómo se producen? Se forman cuando los electrones van a gran velocidad y chocan con un blanco metálico. Parte de la energía cinética que llevan los electrones se transforma en fotones electromagnéticos, mientras que la otra parte se transforma en calor. Aplicándose así la 1era ley de la Termodinámica: “la energía no se crea, ni se destruye, solo se transforma.” En este caso se transformó en un fotón y calor.


¿Qué es el tubo de rayos x? El tubo de rayos X es una carcasa de vidrio que posee dos polos en su interior, un polo es el ánodo (+) y otro es el cátodo (-). En el interior de este tubo se ha realizado el vacío. Este tubo tiene una ventana por donde van a salir los fotones, y, además tiene un compartimento con aceite cuya función es enfriar el tubo (recuerda que esto es importante porque al producirse lo rayos se libera calor). El cátodo está formado por el focalizador y el filamento. En el filamento se produce una corriente de baja tensión creando una nube de electrones en el mismo. Hay un filamento fino (donde se producen pocos electrones) y uno grueso (donde se producen muchos electrones). El sitio del ánodo donde los electrones chocan se llama mancha focal (está realizada de tungsteno) y está inclinada para que la superficie de choque sea más ancha y para que la mancha focal efectiva sea más pequeña, lo que proporciona una mayor nitidez. Existen ánodos rotatorios para conseguir que no se desgaste la mancha focal por el mismo sitio debido al choque de los electrones.



¿Quién los descubrió? El físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen descubrió los rayos X en 1895, mientras experimentaba con los tubos de Hittorff-Crookes y la bobina de Ruhmkorff para investigar la fluorescencia violeta que producían los rayos catódicos. Tras cubrir el tubo con un cartón negro para eliminar la luz visible, observó un débil resplandor amarillo-verdoso proveniente de una pantalla con una capa de platino-cianuro de bario, que desaparecía al apagar el tubo. Determinó que los rayos creaban una radiación muy penetrante, pero invisible, que atravesaba grandes espesores de papel e incluso metales poco densos. Usó placas fotográficas para demostrar que los objetos eran más o menos transparentes a los rayos X dependiendo de su espesor y realizó la primera radiografía humana, usando la mano de su mujer. Los llamó "rayos incógnita", o "rayos X" porque no sabía qué eran, solo que eran generados por los rayos catódicos al chocar contra ciertos materiales.


Bibliografía http://diarium.usal.es/lcal/files/2013/10/Producci%C3%B3n-de-los-rayos-X.pdf https://edbar01.wordpress.com/tercer-corte/produccion-y-dispersion-de-rayos-x/ http://queaprendemoshoy.com/como-se-generan-los-rayos-x/-https://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X http://www.mundooffshore.net/por-que-invertir-en-tungsteno/ https://www.researchgate.net/publication/260803978_Brief_history_of_X-ray_tube_patents -http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/parte_02.html

PROPIEDADES DE LOS RAYOS X Se clasifican en: 1. Propiedades Físicas: -Penetración: Hay absorción de los rayos x en los distintos objetos. En el cuerpo humano, los huesos mayormente absorben los rayos catódicos, es por eso que en las placas radiográficas observamos de un color blanquecino; los órganos y músculos solo permiten la penetración de estos rayos catódicos dando así un color gris en la placa radiográfica; y el aire un color negro.


-Difusión: La cantidad de rayos x que ingresan en un objeto no es igual a la cantidad que salen y se proyectan en la película, esto se debe a la cantidad de absorción que posee cada objeto o cuerpo, es debido también a la difusión o radiación secundaria que se detienen en la placa de plomo obteniendo una imagen nítida.


-Fluorescencia: Las radiaciones primarias provocan la expulsión de electrones de la última capa. Los electrones de capas más externas ocupan el lugar de estas, provocando una liberación de energía se disipa en forma de fotones, radiación x fluorescente o secundaria, con una longitud de onda característica que depende del gradiente energético de los orbitales electrónicos implicados.

-Ionización: Los rayos x arrancan un electrón de la última capa de cada átomo, lo cual se ioniza.

2. Propiedades Químicas Los rayos x actúan sobre la emulsión fotográfica, provocando la reducción de las sales de plata, por lo que se tiene un ennegrecimiento de la película después de rebelada y fijada.

3. Propiedades Biológicas Los rayos x son mayormente absorbidos por los tejidos que tienen mayor actividad celular o aquellas cuyas células están pocas diferenciadas y los que presentan mayor sensibilidad: la medula ósea, el tejido linfoide, las células gonadales y la piel. Estas células principalmente presentan modificaciones generalmente nocivas cuando son sometidas a una irradiación, se producen a nivel de los átomos y moléculas. Estas radiaciones energéticas por mínimas que sean producen modificaciones en las estructuras celulares, así mismo producen cambios a nivel genético provocando mutaciones irreversibles. Las radiaciones tienen efecto acumulativo. Una sola sesión de radiación puede provocar lesiones en la piel, y si es intenso provoca diversas enfermedades como: leucemia, cáncer, etc.

Radiación Ultravioleta Rayos invisibles que forman parte de la energía que viene del sol. se encuentra entre la luz visible y los rayos x del espectro electromagnético. Tiene una longitud de onda entre 100 y 400 nm.


 UVA La radiación UVA es la menos nociva y la que llega en mayor cantidad a la Tierra (un 95%), pero una sobreexposición también resulta perjudicial. Es la responsable del bronceado inmediato de la piel. A largo plazo también favorece el envejecimiento cutáneo y desarrollo de cáncer de piel.  UVB La capa de ozono absorbe la mayor parte de los rayos UVB provenientes del sol. Sin embargo, el actual deterioro de la capa aumenta la amenaza de este tipo de radiación. Como efectos a corto plazo es la responsable de quemaduras y del bronceado diferido. A largo plazo favorece el envejecimiento cutáneo y desarrollo de cáncer de piel.  UVC Es la más nociva debido a su gran energía. El oxígeno y el ozono de la estratosfera absorben todos los rayos UVC, por lo cual nunca llegan a la superficie de la Tierra. Tiene gran poder bactericida y es más comúnmente utilizada en el tratamiento de úlceras crónicas. Clasificación de la piel según su respuesta a la radiación UV Tipo I Piel blanca, siempre se quema, nunca se curte. Tipo II Piel blanca, siempre se quema, se curte ligeramente. Tipo III Piel blanca, a veces se quema, siempre se curte. Tipo IV Piel mestiza clara, raramente se quema, siempre se curte. Tipo V Piel mestiza oscura, nunca se quema, siempre se curte. Tipo VI Piel negra, nunca se quema, siempre se curte.

Propiedades Fisicas Rayos UV: -Se divide en UVA, UVB, UVC. -Se ubica entre la luz visible y los RX. -7,5 x 1014 < f < 7,5 x 1015 Hz -290 nm < λ < 400 nm Se divide en: UVA -320nm < λ < 400 nm -Es la que alcanza mayor profundidad -Produce fluorescencia -Se utiliza en terapias con sensibilizantes UVB -290 nm < λ < 320 nm -Más superficial -Produce mayor eritema UVC -290 nm ≤ λ -Es filtrado absolutamente por la capa de ozono -Acción bactericida y germicida


Efectos Fisiológicos y Tratamientos con Rayos UV: Los efectos fisiológicos de los rayos UV están determinados no sólo por la longitud de onda de la radiación, sino también por la intensidad con que alcanza la piel y la profundidad de penetración. >La profundidad de la penetración está afectada por: -Intensidad de la radiación que alcanza la piel -Longitud de onda -Potencia (Watts) -Área a tratar -Grosor y pigmentación de la piel -Duración del tratamiento >La intensidad de la radiación que alcanza los tejidos es proporcional a: -La potencia de salida de la lámpara -El cuadrado inverso de la distancia entre el paciente y la lámpara -El coseno del ángulo de incidencia de la lámpara con el tejido

EFECTOS: >Bronceado >Eritema >Hiperplasia de la epidermis >Síntesis de vitamina D >Sistema Inmune Serían resultado de la absorción de los R UV por las células del tejido expuesto.

>BRONCEADO: -Aumento de la melanina y oxidación de melanina -Sería una respuesta protectora al reducir la penetración de UV -Se relaciona con degeneración de colágeno y por lo tanto al envejecimiento precoz (ARRUGAS) >ERITEMA: -Dilatación de los vasos superficiales por liberación de histamina (enrojecimiento) -Principalmente por UVB -Se relaciona con la dosis -Hay 5 categorías diferentes: • SUBERITEMA: sin cambios en la superficie de la

              piel (SED)

• DOSIS MÍNIMA de ERITEMA: cambios luego de 8 horas. Absorción completa a las 24 horas (MED) • ERITEMA DE PRIMER GRADO: a las 6 horas y persiste entre 1 a 3 días. Corresponde a 2 ½ MED • ERITEMA DE SEGUNDO GRADO: eritema intenso, más edema. Aparece luego de 2 horas y es semejante a una quemadura solar intensa. Corresponde a 5 MED • ERITEMA DE TERCER GRADO: eritema severo con ampollamiento y exudado de la piel. Corresponde a 10 veces el MED >HIPERPLASIA EPIDERMIS: -Efecto terapéutico buscado -Ocurre por la activación del receptor de factor de crecimiento epidermal (EGFR), el que estimula la proliferación de queratinocitos e inhibe su apoptosis -Se logra principalmente con exposición a UVB >SÍNTESIS VITAMINA D: -La radiación UV activa a pro-vitamina D (conversión), la cual es necesaria para la captación de calcio en los huesos -Similar efecto de la exposición al sol


>SISTEMA INMUNE: -La radiación UV afecta al sistema inmune al producir cambios en la distribución de los leucocitos circulantes -Supresión de los mastocitos -Efectos serían dosis-dependientes, en cuanto a que:  En bajas dosis, deprime al S.I.  En altas dosis, activa al S.I.

USOS CLÍNICOS • Psoriasis • Heridas agudas y crónicas • Vitíligo


>Psoriasis • Inhibe la división celular exagerada • Responde mejor a UVB con longitudes de onda de 311 ± 2 nm • UVA sensibilizada con Psoralem (PUVA)

>Heridas: • UVC por su acción germicida • Produce mínimo eritema • Estimula epitelización • Menor efecto carcinógeno • Se absorbe de manera similar por todos los tonos de piel

>Vitíligo: El vitíligo es una enfermedad de la piel que causa manchas blancas en distintas partes del cuerpo. Esta enfermedad ocurre cuando se destruyen los melanocitos, que son las células que producen el color o el pigmento de la piel. El vitíligo también puede afectar los ojos y las membranas mucosas (tales como el tejido dentro de la nariz y la boca).

CONTRAINDICACIONES: • En ojos • Cáncer de piel • TBC pulmonar • Enfermedades cardiacas, de hígado o riñón • Lupus eritematoso • Fiebre

PRECAUCIONES: • Usando medicación fotosensibilizante • Pacientes fotosensibles • Terapia Rx reciente • No repetir la dosis mientras no hayan desaparecido los efectos de la dosis anterior EFECTOS ADVERSOS: • Quemaduras • Envejecimiento prematuro de la piel • Carcinogénesis • Daño ocular