PRESSÃO Macroscopicamente a pressão é composta de pequenas forças geradas pelos choques das moléculas do fluido sobre a parede do recipiente. Pressão= Força/Área PRINCIPIO DE PASCAL: o acréscimo de pressão produzido por um fluido transmite-se integralmente a todos os pontos do fluido e aos do recipiente PRESSÃO O que é pressão ? "estresse compressivo" ou "a reação de um fluido para uma força compressiva externa" dentro de um fluido, a pressão é devido às colisões entre moléculas e entre as moléculas e a parede é uma forma de energia armazenada (p*V) (1 J = 1 Pa m3) Unidades de pressão é força por unidade de área - então - as unidades de pressão no sistema internacional pressão é medida em Pascal (Pa) kg m ÷ 2 ÷÷ N kg = s =1 1 Pa = 1 1 2 2 2 m m.s m lembre-se que força = massa*aceleração e que 1 Newton = 1 kg * 1 m s-2 Patm h gh Ph todos os pontos nessa profundidade tem a mesma pressão P = Patm + gh P = pressão numa dada profundidade Patm = pressão de atmosfera no superfície = densidade do líquido (kg m-3) g = constante de aceleração gravitacional (9,8 m s-2) h = profundidade = distância abaixo de superfície (m) gh deve ter as unidades de pressão Como consequência, muitas vezes nós usamos a altura de uma coluna de líquido para expressar a pressão Ex= 1 atm padrão = 760 mm Hg = 76 cm Hg a densidade de Hg é 13,6 g cm-3 a densidade de sangue é 1,05 g cm-3 para ter HgghHg = SghS então HghHg = ShS ou hS = HghHg/S 1 atm padrão = 76 cm Hg * 13,6/1,05 = 984,5 cm sangue note a pressão da atmosfera no nível de mar é igual aproximadamente a 1 atm padrão - mas varia com a clima A pressão da atmosfera em Curitiba é aprox. 0,88 atm = 670 mm Hg lembre-se, para converter uma altura de uma coluna nas unidades de pressão no sistema internacional, tem que multiplicar a altura pela densidade e aceleração gravitacional (gh) Pressão : Pressão sangüínea arterial Durante o ciclo cardíaco A) Pressão Sistólica: É a pressão máxima atingida durante o sístole ( contração cardíaca). PS =120mmHg. B) Pressão diastólica: É a pressão mínima durante a fase de diástole, relaxamento da musculatura cardíaca. PD = 80mmHg. C) Pressão Sangüínea média: como diástole é duas vezes mais demorada temos: PSM = PD + (PS –PD). 2 3 PSM = +2 +1 Pa dt t2 - t1 Integração matemática da onda de pulso durante o intervalo de tempo do ciclo cardíaco. Heneine , 1987 Pressão absoluta e pressão relativa Com um esfigmomanomêt esfigmomanomêtro, aterial éémedida ro, sua pressão arterial medida como 12 120/80. 0/80. Que Qualééaapressão pressãodentro dentrode desua suaartéria artériabrachial brachial na sistole (em unidades de mm Hg) Hg)?? na sístole A resposta demonstre o conceito de pressão relativa e pressão absoluta / nós falamos que a pressão Com uma pressão de 120/80 sistólica é 120 mm Hg Os efeitos de gravidade na pressão arterial P arterial 195 cm +65 cm 130 cm 0 cm média = 100 mm Hg P arterial média = 100 mm Hg - (65 cm sangue * / 984,5 cm sangue) 760 mm Hg = 50 mm Hg P arterial média = 100 mm Hg Devido aos efeitos de gravidade, a pressão arterial média depende da altura em relação ao coração P arterial média = 100 mm Hg + (130 cm sangue * / 984,5 cm sangue) 760 mm Hg = 200 mm Hg 0 cm - 130 cm Sistema de comunicação composto de: •Bomba Coração •Rede de comunicação •Suspensão Vasos sangüíneos Sangue - suspensão fluidizada de células elásticas •Sistema controle Autônomo Interligados ao Sistema Nervoso Central Comportamento elástico da parede dos vasos sanguíneos depende: Propriedade elásticas dos materiais (elastina, colágeno, músculo liso) Forma e dimensão elástico viscoelástico Regime estacionário dinâmico: é definido como fluido que entra em um lado do sistema é o mesmo que sai do outro lado. Continuidade de fluxo entre pequena e grande circulação = fluxo constante. Área de secção transversa : Varia da aorta até os capilares sistêmicos,isto é, aumentando nos capilares e diminuindo na veia cava •Volume sangüíneo 1,2 L pequena circulação 3,5 L grande circulação 0,25 L no coração Fluxo total do coração = 5 litros / minuto = Débito cardíaco (DC) 1 2 9 3 1. Aorta 2. Grandes Artérias 3. Artérias Médias 4. Pequenas Artérias/ Artérias terminais 4 5 6 7 8 5. Capilares 6. Venulas 7. Pequenas veias 8. Veias Médias/ Grandes veias 9. Veia cava Sistema circulatório artéria aorta até veia cava Propriedades do fluxo estacionário: •Estacionário O que entra sai Equação 5 •Fluxo = Velocidade . Área (tubo) cm/s Constante Secção transversa cm² F=Q=V.A cm3 /s Varia Varia Velocidade Diâmetro Energia cinética Pressão lateral Energia potencial Cresce as custas da energia Cinética que é consumida Manutenção do regime estacionário A energia total presente em um determinado volume de líquido para que ele se desloque de um ponto A até B se distribui em: A) Energia potencial:(Ep) B) Energia cinética:(Ec) Mantendo a pressão lateral nas paredes do tubo. Fazendo o deslocamento da massa de líquidos Alem destas energias estão presentes a energia de dissipação (Ed), que é originaria do atrito gerado durante o deslocamento e a energia gravitacional (Eg) ao qual o sistema esta submetido. Equação Bernouilli Et = Ep + Ec + Ed + Eg Equação 6 Inter relações entre Fluxo, Pressão , e Resistência F = Q = P R R = 8L r4 Equação 7 Base da Hemodinâmica Fluxo é determinado pela diferença de pressão P entre as extremidades do vaso e a resistência vascular (R) que corresponde ao impedimentos fluxo sangüíneo através do vaso. Equação de Poiseuille (Hagen-Poiseuille) Descreve em detalhes os fatores que determinam a resistência ao fluxo. = coeficiente de viscosidade (Pa.s) L = comprimento do vaso (m) r = raio vaso (m) = constante Equação 8 Substituindo equações 8 em 7 temos: F = Q = P. r 4 8L Equação 9 • Considerando a Eq. 9 temos P L Q Q • Importante: O fluxo é proporcional a 4º potência do raio, isto significa que para pequenas variações no raio, temos variação elevada no fluxo. • se diâmetro do vaso cair a metade, a resistência aumenta 16 vezes. • para aumentar o fluxo 2x, basta aumentar o raio 19%. FLUXO ATRAVÉS DE TUBOS Classificação de fluxo: Fluxo Laminar Escoamento laminar = o fluido se move em camadas (laminas). ocorrência para um tubo liso sem protuberâncias e a baixa pressão. Fluxo Turbulento Escoamento turbulento = o fluido desenvolve redemoinhos, e não há organização mecânica no movimento, isto é um escoamento irregular. Causa: temperatura, elevação pressão, obstruções. Este tipo de escoamento oferece alta resistência ao fluxo, exigindo elevado consumo de energia para promover a movimentação do fluido. Número de Reynolds • estuda o movimento de fluidos em tubos. Equação 10 Re > 2000 Re = v . d . v = velocidade (cm/s) d = diâmetro (cm) = densidade (g/cm³) = viscosidade(poise, Pa.s) Turbulento ou na eminência de se tornar !