Instructor: Francisco

Javier Hernández Villaverde

Tec. Electrónica Médica Y equipo de Laboratorio

BIENVENIDOS

MECÁNICA DE FLUIDOS Y

ESPECIALIDADES PARA EQUIPO

MÉDICO

Mecánica de fluidos para equipo médico

TEMARIO1.- El técnico de equipo médico en el IMSS2.- Principios científicos2.1 Principios físicos2.2 Principios de Anatomía y Fisiología3.- Instrumentos de medición y sistemas de control y distribución de fluidos3.1 Instrumentos de medición3.2 Sistemas de control de fluidos3.3 Sistemas de distribución de fluidos4,- Aplicaciones a la tecnología biomédica4.1 Equipo médico Hidráulicos4.2 Equipo médico Neumático4.3 Equipo médico Termodinámico

1.- EL TÉCNICO DE

EQUIPO MÉDICO EN

EL IMSS

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

EL TÉCNICO DE EQUIPO

MÉDICO EN EL IMSS

Tec. “A” en Equipo

Médico

Tec. Esp. En

Equipos de Esp.

Tec. Esp. En Mec.

de Fluidos

Tec. Esp. En

Equipo de Lab.

Tec. Esp. en Elec. Médica

Tec. Mec. De Fluidos y

Esp.

Tec. Equipos

de Rx

Tec. Elec. Med. Y

Lab.

Tec. “B” en Equipo

Médico

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Clasificación de los equipos

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Clasificación de los equipos

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Clasificación de los equipos

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO

MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL

IMSSMantenimiento

preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

SE RECOMIENDA USO DE BITÁCORA

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Mantenimiento preventivo

EL TÉCNICO DE EQUIPO MÉDICO EN EL IMSS

Herramienta• Juego de pinzas de

electrónico• Juego de pinzas de

electricista• Juego de desarmadores

grandes• Juego de desarmadores

perilleros• Juego de llaves Allen• Juego de pericos• Laves Stilson• Pinzas de presión• Juego de dados• Juegos de llaves españolas

• Cautín de estación• Multímetro y sensor de

temperatura• Martillos• Juego de lupas• Llave de barril• Tarraja y machuelo• Vernier• Manómetros• Extractor de soldadura• Caja de herramientas• Simuladores• Lubricantes• EPP

2.- MECÁNICA DE FLUIDOS PARA EQUIPO

MÉDICO

2.1 PRINCIPIOS FÍSICOS

Parte de la física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. Se subdivide en dos campos principales: la estática de fluidos, o hidrostática, que se ocupa de los fluidos en reposo, y la dinámica de fluidos, que trata de los fluidos en movimiento.

MECÁNICA DE FLUIDOS,

Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente con la aplicación de una fuerza

y debido a su poca cohesión intermolecular carece de forma propia.

MECÁNICA DE FLUIDOS,

MECÁNICA DE FLUIDOS,

NivelCaudalTemperatura

MECÁNICA DE FLUIDOS,

MECÁNICA DE FLUIDOS,

MECÁNICA DE FLUIDOS,

MECÁNICA DE FLUIDOS,

MECÁNICA DE FLUIDOS,

• CAUDAL O FLUJO• NIVEL• PRESIÓN• TEMPERATURA

UNIDADES DE MEDICIÓN

MECÁNICA DE FLUIDOS,

“Es la cantidad de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad de tiempo”

CAUDAL O FLUJO

Q

A V

Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.

¿Cuáles son sus unidades de medida?Sistema MKS: m3/s (LPM)

CAUDAL O FLUJO

CAUDAL O FLUJO¿Como calculamos la duración de un

tanque de oxígeno de 2500 libras/pulg2 ante una salida constante

de flujo de 5 lts/min?

NIVEL Al igual que en la medición

de muchas otras variables físicas, la medición de nivel puede obtenerse en forma directa o indirecta. En el primer caso se aprovecha directamente la variación del nivel para hacer la medición, este es el caso de los flotadores, de los sensores basado en electrodos, etc. En el segundo caso se detecta la diferencia de altura en forma indirecta, como lo son por ejemplo los sensores sónicos.

Presión, en mecánica, fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el Sistema Internacional de unidades (SI), la presión se expresa en newtons por metro cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio. La presión se define como fuerza entre superficie (área)

P: F/A

La presión es mayor a medida que el área es más pequeña, aunque la fuerza que se aplique sea la misma, es decir, la

presión es inversamente proporcional a la magnitud del área y directamente proporcional a la magnitud de la fuerza.

PRESIÓN

¿Cuáles son sus unidades de medida?

En el sistema internacional se mide en Pascales (Pa), también conocidos como [N/m2].

Esto puede hacerse equivalente a unidades del Sistema Internacional MKS :[Kg/m2].

PRESIÓN

PRESIÓN Y SUS EQUIVALENCIAS

PRESIÓN ABSOLUTA Es la presión de un fluido

medido con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. La presión absoluta es cero únicamente cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña. Este término se creó debido a que la presión atmosférica varía con la altitud y muchas veces los diseños se hacen en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un término absoluto unifica criterios.

PRESIÓN ATMOSFERICA El hecho de estar rodeados por una masa gaseosa

(aire), y al tener este aire un peso actuando sobre la tierra, quiere decir que estamos sometidos a una presión (atmosférica), la presión ejercida por la atmósfera de la tierra, tal como se mide normalmente por medio del barómetro (presión barométrica). Al nivel del mar o a las alturas próximas a este, el valor de la presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (760 mmHg--10m.c.a.), disminuyendo estos valores con la altitud .

PRESIÓN MANOMETRICA Son normalmente las presiones superiores a la

atmosférica, que se mide por medio de un elemento que registra la diferencia entre la presión que es desconocida y la presión atmosférica que existe, si el valor absoluto de la presión es constante y la presión atmosférica aumenta, la presión manométrica disminuye; esta diferencia generalmente es pequeña mientras que en las mediciones de presiones superiores, dicha diferencia es insignificante. Es evidente que el valor absoluto de la presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro.

La presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro.Presión Absoluta = Presión Manométrica + Presión Atmosférica.

VACIO O PRESIÓN NEGATIVA Se refiere a presiones manométricas menores que

la atmosférica, que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos con que se miden las presiones superiores a la atmosférica, es decir, por diferencia entre el valor desconocido y la presión atmosférica existente. Los valores que corresponden al vacío aumentan al acercarse al cero absoluto y por lo general se expresa a modo de centímetros de mercurio (cmHg), metros de agua, etc.

De la misma manera que para las presiones manométricas, las variaciones de la presión atmosférica tienen solo un efecto pequeño en las lecturas del indicador de vacío.

CLASES DE PRESIONES

TEMPERATURA

¿Cómo se define Temperatura?“Magnitud física que expresa el grado o nivel de calor de los cuerpos o del ambiente. Su unidad en el Sistema Internacional es el grado kelvin (ºK). “

Otras escalas:• Celsius.• Fahrenheit (países anglosajones).

CONVERSIONES

De Escala Fahrenheit a Escala Kelvin:

• De Escala Kelvin a Escala Fahrenheit:

• De escala Celsius a Escala Kelvin:

• De escala Kelvin a Escala Celsius:

EFECTOS PRODUCIDOS POR LA TEMPERATURA

Diferentes efectos producidos por la temperatura:

Aumento de las dimensiones (Dilatación). Aumento de presión a volumen constante. Cambio de fem. (fuerza electromotriz) inducida. Aumento de la resistencia. Aumento en radiación superficial. Cambio de temperatura. Cambio de estado sólido a líquido. Cambio de color.

2.1 PRINCIPIOS FÍSICOS

FÍSICA DE FLUIDOS

• HIDRONEUMÁTICA

• TERMODINÁMICA

• ESTÁTICA• DINÁMICA

ESTÁTICA

ESTÁTICA

Sea un cuerpo de volumen V limitado por la superficie S, sumergido en un fluido en reposo cuya densidad es d.

Principio de Arquímedes

La fuerza que el fluido ejerce sobre el cuerpo, denominada empuje, el empuje es igual en modulo pero de signo opuesto al peso del fluido desplazado.

Principio de Arquímedes

ESTÁTICA

PRESIÓN EN FLUIDO ESTÁTICOLa presión ejercida en un fluido estático depende solamente de la profundidad del fluido, la densidad del fluido y la aceleración de la gravedad.La presión en un fluido estático, aparece por el peso del fluido, y es dada por la expresión:

Pfl. estático = ρgh en donde

La presión ejercida por el peso de una columna de líquido de área A y altura h es

ρ = m/V = densidad de fluidog = aceleración de la gravedadh = profundidad del fluido

Debido a la facilidad de visualizar una altura de columna de un líquido conocido, se ha convertido en práctica común el establecer todo tipo de presiones en unidades de altura de columna, como mmHg, cmH2O, etc. Las presiones medidas por los manómetros se dan a menudo, en términos de altura de columna de un líquido.

Podemos comprobar que la presión hidrostática aumenta al descender dentro de un líquido viendo que la velocidad con la que sale el líquido es mayor cuanto más abajo esté el agujero efectuado en la pared lateral del recipiente.

La presión sobre las paredes aumenta hacia abajo y por tanto también lo hace la fuerza sobre las mismas. Si perforamos agujeros a distintas profundidades, la velocidad de salida se hace mayor al aumentar la profundidad.

Principio de pascal:La presión aplicada a un fluido contenido en un recipiente se transmite íntegramente a toda porción de dicho fluido y a las paredes del recipiente que lo contiene, siempre que se puedan despreciar las diferencias de presión debidas al peso del fluido. Este principio tiene aplicaciones muy importantes en hidráulica.

ESTÁTICA

ESTÁTICA

ESTÁTICA

Ley de Boyle Mariot

El volumen del gas contenido en un recipiente se reduce si se aumenta la presión. Esta propiedad que presentan los gases de poder ser comprimidos se conoce como compresibilidad

ESTÁTICA

Si se dispone de un cilindro con un émbolo móvil que puede modificar el volumen de aquél y se introduce un gas en su interior, el volumen ocupado por el gas variará con la presión del émbolo de tal modo que su producto se mantiene constante si la temperatura es constante: “A temperatura constante, la presión

de una masa dada de gas es inversamente proporcional a su

volumen”

Ley de Boyle MariotESTÁTICA

• Al aumentar la temperatura aumenta el volumen ocupado (a presión constante).

• Al aumentar la temperatura, si se mantiene fijo el volumen, la presión aumenta.

• Al reducir el volumen, manteniendo la temperatura invariable, aumenta la presión.

P=T/V

Ley de Boyle MariotESTÁTICA

DINÁMICA

DINÁMICA

DINÁMICA

Teorema de TorricelliDINÁMICA

Teorema de Continuidad

La velocidad de entrada por la superficie de entradaEs igual a la velocidad de salida ´por la superficie de

salida Ve x Se = Vs x Ss

DINÁMICA

Ecuación de BernoulliDINÁMICA

Ecuación de BernoulliDINÁMICA

La misma cantidad de fluido que entra es la

misma cantidad de

fluido que sale solo que con

diferente velocidad y

presión dependiendo

de la inclinación el diámetro del

ducto

Efecto Venturi : El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta. Por el teorema de conservación de la energía si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente.

DINÁMICA

DINÁMICA

Efecto VenturiDINÁMICA

TERMODINÁMICA• ¿Qué es Temperatura?

• ¿Qué es Calor?

• ¿Qué es Expansión?

Es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio o frío que puede ser medida con un termómetro

Es el proceso de transferencia de energía térmica entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas.

Es el efecto de extenderse o dilatarse (esparcir, desparramar, desenvolver, desplegar, dar mayor amplitud o hacer que algo ocupe más espacio)

La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos de transferencia, estos son la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.

TERMODINÁMICA

La Radiación térmica sucede cuando un cuerpo está más caliente que su entorno, pierde calor hasta que su temperatura se equilibra con la de dicho entorno.

TERMODINÁMICA

TERMODINÁMICALa conducción de calor es un mecanismo de transferencia de energía calorífica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo o entre diferentes cuerpos en contacto por medio de transferencia de energía cinética de las partículas.

TERMODINÁMICA•  La convección se produce únicamente por medio de

materiales fluidos  (líquido o gas) transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas.

TERMODINÁMICAEQUILIBRIO TÉRMICO.

Consideremos entonces dos sistemas en contacto térmico, dispuestos de tal forma que no puedan mezclarse o reaccionar químicamente. Consideremos además que estos sistemas están colocados en el interior de un recinto donde no es posible que intercambien calor con el exterior ni existan acciones desde el exterior capaces de ejercer trabajo sobre ellos. La experiencia indica que al cabo de un tiempo estos sistemas alcanzan un estado de equilibrio termodinámico que se denominará estado de equilibrio térmico recíproco o simplemente de equilibrio térmico.

TERMODINÁMICA¿Qué es la

dilatación térmica?Se denomina dilatación térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se provoca en él por cualquier medio.

Invierno Verano

TERMODINÁMICA

En aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta si la presión se mantiene constante• Si el volumen de una cierta cantidad de gas a presión

moderada se mantiene constante, el cociente entre presión y temperatura (Kelvin) permanece constante:

donde:• P es la presión

• T es la temperatura absoluta (es decir, medida en Kelvin)

Ley de Gay-Lussac 

“A presión constante, el volumen de un gas aumenta en proporción a la temperatura“,

TERMODINÁMICA

Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa.

donde: • V es el volumen.• T es la temperatura absoluta (es decir, medida

en Kelvin).• k es la constante de proporcionalidad.

𝑽𝑻 =𝒌

Ley de Charles

“A presión constante, una masa de gas dada aumenta en volumen a razón de 1/273 de su volumen por cada

grado Celsius de aumento de temperatura”.

TERMODINÁMICA

• La ley combinada de los gases o ley general de los gases es una ley que resulta combinando la ley de Boyle, la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac. La interdependencia de estas variables se muestra en la ley de los gases combinados, que establece claramente que:

++=

LeyGeneralDe los gases

TERMODINÁMICA

La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante.• Esto matemáticamente puede formularse como:

donde:

P es la presión

V es el volumen

T es la temperatura absoluta (en kelvins)

K es una constante (con unidades de energía dividido por la temperatura) que dependerá de la cantidad de gas considerado.

Ley general de los gases

TERMODINÁMICAPrimera ley de la termodinámica.

También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica , establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.

"La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma".

TERMODINÁMICAPrimera ley de la termodinámica.La ecuación general de la conservación de la

energía es la siguiente:

Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma:

Donde U es la energía interna del sistema (aislado), Q es la cantidad de calor aportado al sistema y W es el trabajo realizado por el sistema.

TERMODINÁMICASegunda ley de la termodinámica.

Esta ley marca la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario.

(por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse

en un pequeño volumen).

También establece, en algunos casos, la imposibilidad de

convertir completamente toda la energía de un tipo en otro

sin pérdidas.

TERMODINÁMICASegunda ley de la termodinámica.

Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.

TERMODINÁMICATercera ley de la termodinámica.

La entropía de una sustancia pura y cristalina en el cero absoluto es nula. Por consiguiente, la tercera ley provee de un punto de referencia absoluto para la determinación de la entropía. La entropía relativa a este punto es la entropía absoluta

TERMODINÁMICATercera ley de la termodinámica.

Afirma que no se puede alcanzar el cero absoluto en un número finito de etapas. Sucintamente, puede definirse como:Al llegar al cero absoluto, 0 K, cualquier proceso de un sistema físico se detiene. al llegar al cero absoluto la entropía alcanza un valor mínimo y constante

2.2 PRINCIPIOS DE ANATOMÍA FISIOLOGÍA E

HIGUIENE

MEDICIONES DE DIAGNÓSTICO CLÍNICO

• Frecuencia cardiaca• Frecuencia respiratoria• Presión arterial• Temperatura• Peso• Talla

RELACIÓN ENTRE LOS SISTEMAS DEL CUERPO HUMANO Y EL EXTERIOR

Los sistemas son los intercambiadores entre la sangre y el medio externo, recibiendo requerimientos y sacando los desechos con la finalidad de restablecer condiciones optimas de operación.

I. Ventilación pulmonar

II. Sistema hemodinámico

III. Sistema renal

ANATOMÍA FISIOLOGÍA E HIGUIENE

I. VENTILACIÓN PULMONAR

EJEMPLO DE INTERCAMBIO ENTRE EL SISTEMA RESPIRATORIO Y LA CÉLULA

I. VENTILACIÓN PULMONAR

I. VENTILACIÓN PULMONAR

I. VENTILACIÓN PULMONAR

EL CORAZÓN Y SU UBICACIÓN

II. SISTEMA HEMODINÁMICO

ARTERIAS Y VENAS

Las arterias: función general es repartir la sangre a los tejidos.

Las Venas: se lleva a cabo el regreso de la sangre hacia el corazón.

II. SISTEMA HEMODINÁMICO

II. SISTEMA HEMODINÁMICO

FLUJO SANGUÍNEO

FLUJO SANGUÍNEO DEL CORAZÓN

CICLO CARDIACO

• Diástole • Sístole auricular• Sístole ventricular

II. SISTEMA HEMODINÁMICO

SISTEMA VALVULAR

• Válvula Mitral (comunica a la AI con el VI)• Válvula Pulmonar (comunica al VD con los pulmones)• Válvula Aórtica (comunica al VI por la aorta con el resto del cuerpo)• Válvula Tricúspide (comunica a la AD con el VD)

II. SISTEMA HEMODINÁMICO

ESTRUCTURA INTERNA DEL CORAZÓNII. SISTEMA HEMODINÁMICO

III. SISTEMA RENAL

III. SISTEMA RENAL

AL FIN

GRACIASFrancisco Javier

Hernández VillaverdeTécnico en Electrónica Médica y equipos de Laboratorio

Hosp. Traumatología Magdalena de las Salinaselgeokrata@yahoo.com.mx

Heriberto Albarran Técnico “B” en Equipo médico

Delegación 1 “Urbano Fonseca”elgeokrata@yahoo.com.mx