UNIDAD #3

Biofísica de los fluidos: hemodinámica; de la respiración; sistemas bioeléctricos; biofísica de la audición; visión; biofísica nuclear

Viscosidad sanguínea

La viscosidad es la propiedad de los líquidos de oponer resistencia al desplazamiento tangencial de capas liquidas dentro de un régimen laminar. En pocas palabras es la dificultad de un líquido para fluir debido al rozamiento interno, es decir entre las capas de flujo en el líquido. (Micó G. , Fisica Medica y biologica, 2014)

La viscosidad relativa de la sangre completa con hematocrito normal es aproximadamente 3,5 y la del plasma solamente es de 2-2,2. (Micó G. , Fisica Medica y biologica, 2014)

Perfiles de flujo

Flujo laminar
Al movimiento de un fluido cuando éste es ordenado, estratificado, suave. En un flujo laminar el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse y cada partícula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada línea de corriente.  (contreras, 2016)

Flujo turbulento
Movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos periódicos, (no coordinados).   (contreras, 2016)

Ley de Stokes

El movimiento de un cuerpo en un medio viscoso es influenciado por la acción de una fuerza viscosa, Fv, proporcional a la velocidad, v, es definida por la relación Fv= bv, conocida como Ley de Stokes. En el caso de esferas en velocidades bajas Fv = 6pηrv, siendo r el radio de la esfera y η el coeficiente de viscosidad del medio. Si una esfera de densidad mayor que la de un líquido fuese soltada en la superficie del mismo, en el instante inicial la velocidad es cero, pero la fuerza resultante acelera la esfera de forma que su velocidad va aumentando, pero de forma no uniforme.  (Gonzales, 2013)

Ley de Poiseuille

En el caso de fluidez suave (flujo laminar), el caudal de volumen está dado por la diferencia de presión dividida por la resistencia viscosa. Esta resistencia depende linealmente de la viscosidad y la longitud, pero la dependencia de la cuarta potencia del radio, es exageradamente diferente. La ley de Poiseuille se ha encontrado razonablemente de acuerdo, con experimentos para líquidos uniformes (llamados fluidos Newtonianos) en casos donde no hay apreciables turbulencias.  (Nave, 2013)

Principio de Pascal

El principio de Pascal puede comprobarse utilizando una esfera hueca, perforada en diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.   (Salazar, 2014)
También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas hidráulicas, en los elevadores hidráulicos y en los frenos hidráulicos.   (Salazar, 2014)
Fuente: http://image.slidesharecdn.com/principiodepascal-140620012645-phpapp02/95/principio-de-pascal-1-638.jpg?cb=1404457903

Principio de Arquímedes

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newton (en el SIU). El principio de Arquímedes se formula así: E= m g= pf g V . (Salazar, 2014)
Fuente: https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjvW6UkJja4wLf87sHbJ2LuMJcNGfVoJ7AHXIlHr71YExL5X_B1pUXetwpFtiBCeqzBrqUpiJUeryfSu0bmYsAJ3fBxUPc6-B80iKmUzEbVfT_LZ5fujVNJJuSPuV5mpx0z2pp9s1UcTQ/s1600/fuerza-empuje-arquimedes.jpg

Hemodinámica

La hemodinámica es aquella parte de la biofísica que se encarga del estudio de la dinámica de la sangre en el interior de las estructuras sanguíneas como arterias, venas, vénulas, arteriolas y capilares, así como también la mecánica del corazón propiamente dicha mediante la introducción de catéteres finos a través de las arterias de la ingle o del brazo. Esta técnica conocida como cateterismo cardíaco permite conocer con exactitud el estado de los vasos sanguíneos de todo el cuerpo y del corazón. (educalingo, 2015)
Fuente: http://www.tafadycursos.com/imagenes/27/aparato-cardiovascular-hemodinamica.gif

Presión en el sistema circulatorio

Presión sanguínea
Es el que se aplica a la fuerza que el torrente sanguíneo ejerce sobre los espacios por los cuales circula (vasos capilares, venas, arterias) de modo de ser distribuida por todo el organismo. La presión arterial tiene dos componentes:
  • Presión arterial sistólica
  • Presión arterial diastólica

Tensión arterial y flujo sanguíneo

La presión arterial (PA) es la presión que ejerce la sangre contra la pared de las arterias. Esta presión es imprescindible para que circule la sangre por los vasos sanguíneos. No debe confundirse con tensión arterial (TA) que es la presión que los vasos sanguíneos ejercen sobre la sangre circulante. La relación entre ambas se puede expresar mediante la ley de Laplace. (Contreras, 2016)

Mecánica circulatoria

Diástole cardíaca

Es el período en el que el corazón se relaja después de una contracción, llamado período de sístole, en preparación para el llenado con sangre circulatoria. En la diástole ventricular los ventrículos se relajan, y en la diástole auricular las aurículas están relajadas.(Contreras, 2016) 

Sístole cardíaca

Movimiento cardiaco que puede ser:
  • Sístole auricular: Es la contracción del tejido muscular cardíaco auricular.
  • Sístole ventricular: Es la contracción del tejido muscular cardíaco ventricular.(Contreras, 2016)  
Fuente:https://cdne.ojo.pe/thumbs/uploads/img/2018/05/23/sistole-y-diastole-los-movimientos-del-corazon-256665-jpg_700x0.jpg

Pulso

Es la pulsación provocada por la expansión de sus arterias como consecuencia de la circulación de sangre bombeada por el corazón.(Contreras, 2016) 

Medición del pulso
El pulso se mide manualmente con los dedos índice y medio; el pulso no se debe tomar con el dedo pulgar, ya que éste tiene pulso propio que puede interferir con la detección del pulso del paciente. Cuando se palpa la arteria carótida, la femoral o la braquial se tiene que ser muy cuidadoso, ya que no hay una superficie sólida como tal para poder detectarlo. La técnica consiste en situar los dedos cerca de una arteria y presionar suavemente contra una estructura interna firme, normalmente un hueso, para poder sentir el pulso.(Vera, 2016)
Fuente:http://static.wixstatic.com/media/b99913_5e223d11512d47938892690bd987c259.jpeg

Puntos de pulso comunes
·         Pulso radial, situado en la cara anterior y lateral de las muñecas, entre el tendón del músculo flexor radial del carpo y la apófisis estiloides del radio. (arteria radial).
·         Pulso lunar, en el lado de la muñeca más cercano al meñique (arteria lunar).
·         Pulso carotideo, en el cuello (arteria carótida). La carótida debe palparse suavemente, ya que estimula sus baro receptores con una palpación vigorosa puede provocar bradicardia severa o incluso detener el corazón en algunas personas sensibles.
·         Además, las dos arterias carótidas de una persona no deben palparse simultáneamente, para evitar el riesgo de síncope o isquemia cerebral.
·         Pulso braquial, entre el bíceps y el tríceps, en el lado medial de la cavidad del codo, usado frecuentemente en lugar del pulso carotideo en infantes (arteria braquial).
·         Pulso femoral, en el muslo (arteria femoral).
·         Pulso poplíteo, bajo la rodilla en la fosa poplítea.
·         Pulso dorsal del pie o pedio, en el empeine del pie (arteria dorsal del pie).
·         Pulso tibial posterior, detrás del tobillo bajo el maléolo medial (arteria tibial) (Contreras, 2016) 

Leyes de la velocidad y de la presión

Ley de la velocidad
A medida que las arterias se alejan y se van dividiendo, aumenta la superficie de sección del sistema vascular. En otras palabras, al dividirse una arteria en dos ramas, la suma de la superficie de sección de éstas es mayor que la superficie de sección de la arteria madre. De este modo, a medida que se aleja la sangre del corazón, va ocupando un lecho cada vez mayor, y tiene su amplitud máxima al nivel de los capilares. (Contreras, 2016)  

Ley de la presión
La sangre circula en el sistema vascular debido a diferencias de presión. La periódica descarga de sangre por parte del corazón y la resistencia opuesta al curso de la sangre por el pequeño calibre de las arteriolas, crean en el sistema vascular una presión que es máxima en la aorta, cae bruscamente al nivel de las arteriolas y capilares y sigue, luego, cayendo paulatinamente al nivel de las venas para ser mínima al nivel de las aurículas.(Contreras, 2016)  

Ley del caudal
La cantidad de sangre que sale del corazón por la aorta o la arteria pulmonar en un minuto, es igual a la que le llega por las venas cavas y pulmonares en el mismo espacio de tiempo, y es igual también a la que pasa en la unidad de tiempo por cualquier sección completa del sistema circulatorio (conjunto de capilares pulmonares, conjunto de capilares del circuito aórtico). (Samaniego, 2017)

Volumen minuto circulatorio y circulación sistemática, pulmonar y fetal

Volumen minuto circulatorio

Es la cantidad de sangre que expulsa el corazón hacia las arterias (pulmonar y aorta), en un minuto.  
Esto se calcula multiplicando los ml que salen de sangre en un latido, por la cantidad de latidos en un minuto (frecuencia cardiaca) y nos dará el gasto cardíaco.(Contreras, 2016) 

Circulación sistémica

La circulación sistémica es aquella que envía la sangre desde el corazón a todos los tejidos vivos del cuerpo, a excepción de los pulmones que tienen su propio circuito circulatorio. En la circulación sistémica no toda la sangre realiza el mismo recorrido, ni la misma distancia, ni tarda lo mismo en volver al corazón.(Contreras, 2016) 
Fuente:https://slideplayer.es/slide/5473098/17/images/5/CIRCULACI%C3%93N+SIST%C3%89MICA.jpg

 Circulación pulmonar

La circulación pulmonar es la parte del sistema circulatorio que transporta la sangre desoxigenada desde el corazón hasta los pulmones, para luego regresar la oxigenada de vuelta al corazón. El término contrasta con la circulación sistémica que impulsa la sangre hacia el resto de los tejidos del cuerpo, excluyendo los pulmones. La función de la circulación pulmonar es asegurar la oxigenación sanguínea por la hematosis pulmonar. (Contreras, 2016) 

Circulación fetal

El sistema circulatorio de un feto humano late diferencialmente al de los humanos nacidos, principalmente porque los pulmones no son funcionales: el feto obtiene oxígeno y demás nutrientes de la madre por la placenta y La sangre de la placenta es llevada al feto por la vena umbilical. Cerca de la mitad entra por el ductus venosus fetal, y a la vena cava inferior, mientras la otra mitad entra al propio hígado desde su borde inferior. La rama de la vena umbilical que alimenta el lóbulo derecho del hígado, primero se junta con la vena porta hepática. La sangre luego se mueve al lado derecho del corazón.(Contreras, 2016) 

Corazones artificiales

Los corazones artificiales, llamados dispositivos de asistencia circulatoria mecánica, sirven para reemplazar total o parcialmente el trabajo de un corazón gravemente enfermo, ya sea en forma aguda o crónica. El objetivo es mejorar la función circulatoria y asegurar el aporte de sangre y oxígeno al resto de los órganos vitales (cerebro, riñones, hígado, etc.). Un paciente estabilizado puede entonces esperar por la recuperación de su propio corazón, esperar por un trasplante cardíaco o incluso continuar el resto de su vida con un corazón artificial.  (Fundación Favoloro , 2014)

Existen dos tipos de corazones artificiales, los TAH (Corazón Artificial Total) y los VAD (Dispositivo de Asistencia Cardíaca), que se dividen en LVAD (asistencia ventricular izquierda) y RVAD (asistencia ventricular derecha).  
Un TAH es un reemplazo completo del corazón biológico y requiere de la misma intervención que se realiza para un trasplante de corazón por el de un donante.  
El VAD es un dispositivo que se coloca junto al corazón para dar soporte y asistencia al órgano que, por algún motivo, necesita de este tipo de complemento para funcionar o recuperarse de alguna situación. (Fundación Favoloro , 2014)


Fuente:https://www.efesalud.com/files/2016/12/0004-1024x768.jpg

Aparato respiratorio

La principal función del aparato respiratorio es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono. El oxígeno inhalado penetra en los pulmones y alcanza los alvéolos. Las capas de células que revisten los alvéolos y los capilares circundantes se disponen ocupando el espesor de una sola célula y están en contacto estrecho unas con otras. Esta barrera entre el aire y la sangre tiene un grosor aproximado de una micra (3/10 000 cm). El oxígeno atraviesa rápidamente esta barrera aire–sangre y llega hasta la sangre que circula por los capilares. Igualmente, el dióxido de carbono pasa de la sangre al interior de los alvéolos, desde donde es exhalado al exterior.(Lema, 2016)

Intercambio gaseoso entre los alvéolos y los capilares
Para mantener el intercambio entre oxígeno y dióxido de carbono, entran y salen de los pulmones entre 5 y 8 L de aire por minuto, y cada minuto se transfiere alrededor del 30% de cada litro de oxígeno desde los alvéolos hasta la sangre, aun cuando la persona esté en reposo. Al mismo tiempo, un volumen similar de dióxido de carbono pasa de la sangre a los alvéolos y es exhalado. Durante el ejercicio, es posible respirar más de 100 L de aire por minuto y extraer de este aire 3 L de oxígeno por minuto. La velocidad de entrada del oxígeno en el organismo es una medida importante de la cantidad total de energía consumida por este. La inspiración y la espiración se llevan a cabo gracias a los músculos respiratorios. (Lema, 2016)

Intercambio de gases

El intercambio de gases entre el aire y la sangre tiene lugar a través de las finas paredes de los alvéolos y de los capilares sanguíneos. La sangre venosa proveniente de la arteria pulmonar se libera del dióxido de carbono, procedente del metabolismo de todas las células del cuerpo, y toma oxígeno. La sangre oxigenada regresa por la vena pulmonar al corazón que la bombea a todo el cuerpo. El aire entra en los pulmones y sale de ellos mediante los movimientos respiratorios que son dos:
·    En la inspiración   el aire penetra en los pulmones porque estos se hinchan al aumentar el volumen de la caja torácica. Lo cual es debido a que el diafragma   desciende y las costillas se levantan.
·        En la espiración el aire es arrojado al exterior ya que los pulmones se comprimen al disminuir de tamaño la caja torácica, pues el diafragma y las costillas vuelven a su posición normal.

El oxígeno tomado en los alvéolos pulmonares es llevado por los glóbulos rojos de la sangre hasta el corazón y después distribuido por las arterias a todas las células del cuerpo. 
(Lema, 2016)

Transporte De Los Gases
El dióxido de carbono es recogido en parte por los glóbulos rojos y parte por el plasma y transportado por las venas cavas hasta el corazón y de allí es llevado a los pulmones para ser arrojado al exterior. (Olivia, 2016)

La Respiración De Las Células
Toman el oxígeno que les lleva la sangre y/o utilizan para quemar los alimentos que han absorbido, allí producen la energía que el cuerpo necesita y en especial el calor que mantiene la temperatura del cuerpo humano a unos 37 grados.(Olivia, 2016)
Fuente:https://sites.google.com/site/larespiracion01/_/rsrc/1417897823642/transporte-de-gases/anat_respiracion2.jpg?height=320&width=210

Presión respiratoria

Hay cuatro presiones en el aparato respiratorio que han de ser consideradas a la hora de analizar los movimientos respiratorios:
·         Presión bucal o atmosférica. Corresponde a la del aire en la atmósfera.
·         Presión alveolar o intrapulmonar. Es la presión del aire contenido en los alvéolos.
·         Presión pleural o intrapleural. Es la presión que se mide entre las dos hojas de la pleura. Debido a las propiedades elásticas de pulmón y tórax que fraccionan en sentidos opuestos, el pulmón hacia adentro y el tórax hacia fuera, se genera una presión intrapleural negativa.
·         Presión transpulmonar. Es una de las presiones transmurales que puede medirse en el aparato respiratorio. Corresponde a la diferencia entre la presión alveolar menos la presión pleural.
Estas presiones se modifican a lo largo del ciclo respiratorio. (Noriega, 2017)



Mecanismo que llevan y se oponen al colapso pulmonar

El organismo puede considerarse como una máquina de combustión interna que quema principalmente grasas e hidratos de carbono y obtiene así la energía que necesita para realizar sus múltiples funciones. Este proceso consume oxígeno y produce anhídrido carbónico. El aire atmosférico suministra el primero y recibe el segundo.
Como la combustión tiene lugar en las células situadas profundamente en los tejidos, es necesario un medio de conexión con la atmósfera. Este nexo es la corriente sanguínea, que transporta los gases en solución física y en combinaciones fisicoquímicas. (Vallejo, 2015)

Para la obtención de energía el organismo realizar una serie de procesos metabólicos en los cuales degrada grasas e hidratos de carbono, en dicho proceso existe un gasto de oxígeno y en consecuencia se produce CO2. Al haber mayor requerimiento en el transporte de gases entre células y el ambiente, existirá un mayor gasto energético para cumplir con dichos proceso que lo llevan a cabo. Un fenómeno mecánico conocido como la ventilación pulmonar, tiene cierta capacidad de renovar el aire alveolar y mantener dentro del pulmón una composición adecuada para el intercambio gaseoso o hematosis. (Vallejo, 2015)

La función respiratoria rige los siguientes fenómenos:

Volúmenes y capacidades pulmonares 

Son los valores habituales de las diferentes cuantificaciones en que se puede medir en el Sistema Respiratorio y que van a ser ventajosas, sobre todo en las situaciones patológicas en las que va a haber una variación de estos valores.
Volumen corriente – VT:
Es la cantidad de aire que entra y sale de los pulmones en una respiración normal. Su valor promedio es de 500 ml.
Volumen de reserva inspiratório – VRI: 
Es la cantidad de aire que accede en los pulmones en una inspiración forzada. Su valor promedio es de 3000 ml.
Volumen de reserva espiratório – VRE: 
Se refiere cantidad de aire que puede expulsarse del pulmón en una espiración forzada. Su valor promedio es de unos 1200 ml.
Volumen residual – VR:
Es la cantidad de aire que queda en el interior de las vías respiratorias y en el interior de los pulmones que no puede expulsarse tras una espiración forzada. Su valor promedio es de 1200 ml.

Una de las maneras en que podamos calcular una insuficiencia respiratoria es mediante los valores de las capacidades pulmonares. Son las siguientes:

  • Capacidad inspiratoria – CI: Es la cantidad de aire total que puede entrar en los pulmones tras una inspiración forzada. volumen corriente + volumen de reserva inspiratorio: 500 + 3 000 = 3 500 ml. 
  • Capacidad espiratoria – CE: Es la cantidad de aire que se puede expulsar de los pulmones tras espiración máxima. volumen corriente + volumen de reserva espiratorio: 500 + 1 200 = 1 700 ml. 
  • Capacidad funcional residual – CPR: Es la cantidad de aire que queda en los pulmones tras una espiración tranquila. Volumen de reserva espiratorio + volumen residual: 1 200 + 1 200 = 2 400 ml. 
  • Capacidad vital – CV: Esta capacidad es una de las principales medidas respiratorias. Es el volumen corriente + volumen de reserva inspiratorio + volumen de reserva espiratorio: 500 + 3 000 + 1 200 = 4 700 ml. Puede variar con el sexo, la talla, la constitución física. También, es la cantidad de aire que puede expulsarse mediante una espiración forzada tras una inspiración forzada.
  • Capacidad pulmonar total – CPT: nos mide la cantidad de aire que cabe en el pulmón. Capacidad vital + volumen residual = 5 900 ml. 
     (SANCHEZ, 2017)

Sistema nervioso

Complejo de órganos y estructuras, formadas por tejido nervioso de origen ectodérmico cuya unidad funcional básica son las neuronas.
Su funcion primordial es la de percibir y procesar de manera optima las distintas señales del exterior incluso de nuestro propio cuerpo, de esta manera se estima una adecuada coordinacion y una interaccion eficaz con el entorno. 

Funcionamiento del Sistema Nervioso

Además de sus reacciones al entorno exterior, el sistema nervioso también reacción en nuestro cuerpo, como:
§  Controla nuestra hambre y nuestra sed, el ciclo sueño – vigilia y regula la temperatura corporal (mediante el hipotálamo).
§  Las emociones (mediante el sistema límbico) y pensamientos.
§  Aprendizaje y memoria (mediante el hipocampo).
§  Movimiento, equilibrio y coordinación (mediante el cerebelo).
§  Interpretar la información recibida a través de todos los sentidos.
§  Funcionamiento de nuestros órganos internos: Pulso, digestión…
§  Reacciones físicas emocionales.  (SANCHEZ, 2017)

 Sistema muscular

Es el conjunto de los más de 650 músculos del cuerpo, cuya función principal es la de generar movimiento, mantener una estabilidad y forma mediante el sistema óseo.(Páez., 2017)


Funciones del sistema muscular


(Páez., 2017)

Sistema bioeléctrico

Es el conjunto de impulsos electroquímicos que permiten llevar a cabo una acción en los diferentes sistemas del organismo.  (Alvarado, 2017)


Efectos de la electricidad en los seres vivos

Efectos Físicos no Inmediatos
Se manifiestan pasado un cierto tiempo después del accidente. Los más habituales son:
  •          Trastornos cardiovasculares
  •       Trastornos nerviosos (Macias, 2017)
Fuente: https://electrica.mx/images/rev56/conociendo-56-2.jpg

Efectos Sobre el Organismo
Paro cardíaco
Se produce cuando la corriente pasa por el corazón y su efecto en el organismo se traduce en un paro circulatorio por parada cardíaca.  (Macias, 2017)
Asfixia
Se produce cuando la corriente eléctrica atraviesa el tórax y como consecuencia de ello los pulmones no tienen capacidad para aceptar aire ni para expulsarlo.  (Macias, 2017)

Utilidad de la bomba de Na y K en la generación de impulsos nerviosos

La bomba de sodio potasio es un intercambiador de iones presente en todas las membranas celulares de todos los seres vivos. Su función es la de pasar iones de Sodio a un lado de la membrana y mueve iones de potasio en dirección contraria.  (Contreras, 2014)
Fuente: https://cdn.hsnstore.com/blog/wp-content/uploads/2015/01/celula.jpg

Funciones de las membranas biológicas

La membrana permite la comunicación de la célula con el medio exterior, además de esto hace posible el intercambio de proteínas, iones y moléculas que son de vital importancia para el correcto funcionamiento de la célula.

En resumen, las funciones de la membrana son:

  • ·Intercambio de sustancias.
  • ·Reconocimiento del medio extracelular e intracelular.
  • ·Reconocimiento y adhesividad celular.   (infobiología, 2016)

Electro diagnóstico y electroterapia

La electromiografía (EMG)
La gestión eléctrica producida en el sistema muscular, es de utilidad para recibir un adecuado funcionamiento de los nervios en ambas extremidades, sea superior e inferior.  (Orthopaedic, 2016)

Sonido, audición y Ondas sonoras

El sonido es una onda producida por las vibraciones mecánicas de un medio.

Según el medio en que se propagan, las ondas pueden ser:
1)      Ondas electromagnéticas: estas ondas no necesitan de un medio para propagarse.
2)      Ondas mecánicas: necesitan un medio material, para poder viajar. 
3)      Ondas gravitacionales: afectan el espacio-temporal  que viaja a través del vacío.

Según su propagación:
1)      Ondas unidimensionales: viajan en una única dirección espacial. 
2)      Ondas bidimensionales: viajan en dos direcciones cualquieras. 
3)      Ondas tridimensionales: viajan en tres direcciones.

Según su dirección:
1)      Ondas transversales: las partículas por las que se transporta la onda se desplazan de manera perpendicular a la dirección en que la onda se propaga.
2)      Ondas longitudinales: las moléculas se desplazan paralelamente a la dirección en que la onda viaja. (neuroreille, 2016)
Fuente: http://www7.uc.cl/sw_educ/neurociencias/esquemas/122.gif

Energía del sonido

Es la energía que transmiten o transportan las ondas sonoras. Procede de la energía vibracional, la cual se transmite a la velocidad de la onda.  (neuroreille, 2016)

Cualidades del sonido

Generalmente se utilizan cuatro cualidades subjetivas para describir un sonido musical:
  •          Intensidad: Fuertes y Debiles.
  •          Tono: Agudo o Grave.
  •          Timbre: Frecuencia.
  •          Duración: Intervalo temporal.(neuroreille, 2016)

  •         Aparato respiratorio: es el lugar donde se almacena y circula el aire.
  •      Aparato de fonación: es el lugar donde se produce el sonido al pasar el aire a través de las cuerdas vocales.
  •          Aparato resonador: es el lugar donde el sonido producido adquiere su timbre característico.(neuroreille, 2016)

Biofísica de la percepción auditiva

La audición es la captación de las ondas sonoras que se propagan por el medio externo, primero llegan a nuestras orejas, que son transmitidos por los  conductos auditivos, aquí las ondas mueven estimulando las terminaciones nerviosas del nervio auditivo y finalmente se interpretan como sensaciones auditivas.  (Lüders, 2016)
Sonido
Sensación o impresión producida en el oído por un conjunto de vibraciones que se propagan por un medio elástico, como el aire. (Lüders, 2016)

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: el ojo humano típico 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 visible. (Thomas J. Bruno, 2018)

Sistema visual humano
El sistema visual humano (SVH) es el encargado de convertir las ondas electromagnéticas que pertenecen al espectro visible y que llegan hasta los ojos, en señales nerviosas que son interpretadas por el cerebro.  (Ruiz, 2014)
La entrada al sistema visual es el globo ocular. En este órgano ocurre el proceso de transducción de la información derivada del campo visual. Es decir, la energía electromagnética del estímulo representado por la imagen, se transforma en información codificada que se envía a centros nerviosos donde es procesada.  (Ruiz, 2014)
Visto lateralmente desde el exterior, el globo ocular aparece como una esfera deformada, rodeada de una membrana blanca, la esclerótica, que en la parte anterior del ojo es transparente. Esta zona transparente tiene la forma de un disco ligeramente curvado, la córnea, a través del cual los rayos luminosos son orientados (refracción) para que caigan exactamente en la retina.  (Ruiz, 2014)
Los nervios ópticos alcanzan al quiasma óptico, estructura en la que se produce el cruce de parte de los axones de las células ganglionares al lado opuesto. Los axones que salen del quiasma óptico, forman los llamados los tractos ópticos los cuales se dirigen a los tálamos ipsilaterales correspondientes. Alcanzan a los ganglios geniculados laterales de dichos núcleos. Los axones que llegan al tálamo hacen relevo de la información en neuronas talámicas. Estas, a través de sus axones, inician. La desintegración espontánea de los átomos se denomina radiactividad.(Ruiz, 2014)
Fuente: https://multisensorialblog.files.wordpress.com/2016/11/amusia.jpg?w=640

Estructura y generación del tubo de Coolidge

La mayoría de los tubos de rayos X que se emplean en la actualidad son tubos de Coolidge modificados. Los tubos más grandes y potentes tienen anticátodos refrigerados por agua para impedir que se fundan por el bombardeo de electrones. El tubo antichoque, muy utilizado, es una modificación del tubo de Coolidge, con un mejor aislamiento de la carcasa (mediante aceite) y cables de alimentación conectados a tierra. Los aparatos como el betatrón se emplean para producir rayos X muy duros, de longitud de onda menor que la de los rayos gamma emitidos por elementos naturalmente radiactivos. (Thomas J. Bruno, 2018)

Conceptos relativos de la luz

Luz Visible
Está formada por radiación electromagnética cuyas longitudes de onda están comprendidas entre 400 y 700 nm.  
La luz es producida en la corteza atómica de los átomos, cuando un átomo por diversos motivos recibe energía puede que algunos de sus electrones pasen a capas electrónicas de mayor energía.
 (Muñoz, 2016) 

Los electrones son inestables en capas altas de mayor energía si existen niveles energéticos inferiores desocupados, por lo que tienden a caer hacia estos, pero al decaer hacia niveles inferiores emisión de fotones, cuyas frecuencias frecuentemente caen en el rango de frecuencias asociados a la luz que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de picómetros) hasta las ondas de radio kilómetros), pasando por el espectro visible (cuya longitud de onda está en micrómetro). 
El rango completo de longitudes de onda es lo que se denomina nanómetros) hasta la longitud de onda correspondiente a la conservación de la energía requiere un tipo especial visible. 
(Muñoz, 2016) 

Fuente: http://dev.essilorla.com/wp-content/uploads/2014/01/ss-Electromagnetic-Spectrum-01-1024x571.png

La Absorción
La absorción de la luz consiste en que un cuerpo se quedó parte de la energía de la luz que llega. (Muñoz, 2016)  

La Reflexión De La Luz
A veces, los rayos de la luz que llegan a un cuerpo rebotan en él. Este fenómeno se llama reflexión de la luz.  
El ángulo con el que la luz sale reflejada de la superficie de un cuerpo (ángulo de reflexión) es igual al ángulo con el que llegó a dicha superficie (reflejan la mayor parte de la luz que les llega y que permite ver.  (Muñoz, 2016) 

Luz Infrarroja Y Termografía
Aplicación de luz infrarroja o termografía es el uso de una cámara de imágenes infrarrojas y medición para «ver» o «medir» la energía térmica que emite un objeto. La energía térmica o infrarroja es lo que su longitud de onda es muy larga para que la detecte el ojo humano. Dicho de otra manera, es la parte del espectro electromagnético que percibimos como calor. Incluso, los objetos muy fríos, tales como cubos de hielo, emiten luz infrarroja.  (Muñoz, 2016) 

Visualizando la Luz Infrarroja
Entre más alta sea la temperatura del objeto mayor será la radiación IR emitida. La luz ver lo que los ojos no. Las cámaras de termografía infrarroja producen imágenes de luz infrarroja visible o radiación de «calor» y proporcionan mediciones precisas de temperatura sin contacto. Casi cualquier cosa se calienta antes de que falle, lo que convierte a las cámaras infrarrojas en herramientas muy rentables y valiosas para el diagnóstico de diversas tareas; y como la industria se esfuerza por mejorar la eficacia de fabricación, el manejo de energía, el mejoramiento de la calidad del trabajador, emergen día con día nuevos usos para ellas. (Muñoz, 2016) 

Color

Cuando hablamos de color de la luz estamos más bien refiriéndonos a la temperatura de dicha luz, ya que esta temperatura marcara la dominante de color.  
Las dominantes de color pueden englobarse en cálidas y frías.
El asunto de la temperatura de color es algo muy importante para el fotógrafo, por lo que conviene aprenderse bien la escala de temperaturas y también como usarla en nuestras cámaras.  (Muñoz, 2016) 

Los más novatos harán uso de la temperatura de color (mas conocido como balance de blancos) para intentar que la luz que aparece en la fotografía sea lo más fiel a la real.  
Sin embargo una vez das el siguiente paso en lo que a iluminación se refiere y llegas a comprender bien el balance de blancos, puedes usarlo de manera manual para crear fotos artísticas.  
El color de la luz depende de la frecuencia, que a su vez depende de la longitud de onda y la velocidad del frente de onda. La longitud de onda es un fenómeno oscilatorio que se caracteriza generalmente por la relación.  (Muñoz, 2016) 
Fuente: https://neilpatel-qvjnwj7eutn3.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2015/10/colors.jpg

Cualidades de la luz

Luminosidad: cantidad de luz que inside sobre una superficie. Determina la claridad u oscuridad de una imagen.
Tonalidad o matiz: Calidad de color de una luz; hablamos asi de luz amarilla, blanca o roja. (Max Luviano, 2015)

Sistema visual humano

El sistema visual humano (SVH) es el encargado de convertir las ondas electromagnéticas que pertenecen al espectro visible y que llegan hasta los ojos, en señales nerviosas que son interpretadas por el cerebro. 
La entrada al sistema visual es el globo ocular. En este órgano ocurre el proceso de transducción de la información derivada del campo visual. Es decir, la energía electromagnética del estímulo representado por la imagen, se transforma en información codificada que se envía a centros nerviosos donde es procesada.  (Ruiz, 2014)

Visto lateralmente desde el exterior, el globo ocular aparece como una esfera deformada, rodeada de una membrana blanca, la esclerótica, que en la parte anterior del ojo es transparente. Esta zona transparente tiene la forma de un disco ligeramente curvado, la córnea, a través del cual los rayos luminosos son orientados (refracción) para que caigan exactamente en la retina.  (Ruiz, 2014)
Los nervios ópticos alcanzan al quiasma óptico, estructura en la que se produce el cruce de parte de los axones de las células ganglionares al lado opuesto. Los axones que salen del quiasma óptico, forman los llamados los tractos ópticos los cuales se dirigen a los tálamos ipsilaterales correspondientes. Alcanzan a los ganglios geniculados laterales de dichos núcleos. Los axones que llegan al tálamo hacen relevo de la información en neuronas talámicas. Estas, a través de sus axones, inician una vía que va a termina en la corteza cerebral ipsilateral del polo occipital. Es el área visual primaria o corteza estriada o área V1.  (Ruiz, 2014)

Radiaciones no ionizantes

Son aquellas que no poseen suficiente energía para arrancar un electrón del átomo, es decir, no son capaces de producir ionizaciones. (Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)
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.(Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)

Radiaciones ionizantes

La radiación ionizante es un tipo de energía liberada por los átomos en forma de ondas electromagnéticas (rayos gamma o rayos X) o partículas (partículas alfa y beta o neutrones). La desintegración espontánea de los átomos se denomina radiactividad, y la energía excedente emitida es una forma de radiación ionizante. Los elementos inestables que se desintegran y emiten radiación ionizante se denominan radionúclidos. Cada radionúclido se caracteriza por el tipo de radiación que emite, la energía de la radiación y su semivida. (Organizacion Mundial de la Salud, 2016)


Fuente: http://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoblog/macongar/files/2013/04/radiaciones.jpg

Elementos básicos de la física nuclear

Es una pequeña región central del átomo donde se encuentran distribuidos los neutrones y protones, partículas fundamentales del núcleo, que reciben el nombre de nucleones. (Samaniego, 2017)

La estabilidad del núcleo no puede explicarse por su acción eléctrica. Es más, la repulsión existente entre los protones produciría su desintegración. El hecho de que en el núcleo existan protones y neutrones es un indicador de que debe existir otra interacción más fuerte que la electromagnética que no está directamente relacionada con cargas eléctricas y que es mucho más intensa. Esta interacción se llama nuclear y es la que predomina en el núcleo. (Samaniego, 2017)

Constitución del átomo

El átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales. El átomo está formado por un núcleo, compuesto a su vez por protones y neutrones, y por una corteza que lo rodea en la cual se encuentran los electrones, en igual número que los protones. (Samaniego, 2017) 

Modelos atómicos

Modelo de Thomson 
Al ser tan pequeña la masa de los electrones, el físico J. J. Thomson propuso, en 1904, que la mayor parte de la masa del átomo correspondería a la carga positiva, que ocuparía la mayor parte del volumen atómico. Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones, más o menos como las uvas pasas en un pudin.(Samaniego, 2017) 

Experimento de Rutherford
El experimento de Rutherford sólo informaba de un núcleo pequeño y positivo, no aclaraba nada más). La carga positiva de los protones es compensada con la carga negativa de los electrones, que se hallan fuera del núcleo. El núcleo contiene, por tanto, protones en un número igual al de electrones de la corteza. El átomo estaba formado por un espacio fundamentalmente vacío, ocupado por electrones que giran a gran velocidad alrededor de un núcleo central muy denso y pequeño. (Samaniego, 2017) 

Modelo de Bohr.
El físico danés Niels Bohr ( Premio Nobel de Física 1922), postula que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a su nivel de energía original es necesario que el electrón emita la energía absorbida ( por ejemplo en forma de radiación). Este modelo, si bien se ha perfeccionado con el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear.(Samaniego, 2017)

Modelo Mecano - Cuántico
Se inicia con los estudios del físico francés Luis De Broglie, quién recibió el Premio Nobel de Física en 1929. Según De Broglie, una partícula con cierta cantidad de movimiento se comporta como una onda. En tal sentido, el electrón tiene un comportamiento dual de onda y corpúsculo, pues tiene masa y se mueve a velocidades elevadas. Al comportarse el electrón como una onda, es imposible conocer en forma simultánea su posición exacta y su velocidad, por lo tanto, sólo existe la probabilidad de encontrar un electrón en cierto momento y en una región dada en el átomo, denominando a tales regiones como niveles de energía. La idea principal del postulado se conoce con el nombre de Principio de Incertidumbre de Heisenberg, el cual en estricto rigor indica que "variables canónicamentes conjugadas no pueden determinarse simultáneamente con una precisión. (Samaniego, 2017) 

Radiación y radiobiología

La radiación. Es una forma de energía que proviene de diversas fuentes, algunas creadas por el hombre como las máquinas de rayos X, y otras naturales como el Sol y el espacio exterior y de algunos materiales radioactivos como el uranio en la tierra. La exposición a esa energía conlleva algunos peligros para la salud de los seres vivos, incluidos los humanos.  (Páez., 2017)
Cantidades pequeñas de materiales radioactivos pueden encontrarse naturalmente en el aire que respiramos, en el agua que bebemos, en los alimentos que comemos y hasta en nuestros propios cuerpos. Esos elementos dentro del organismo causan lo que se conoce como exposición interna. (Páez., 2017) 

Tipos de Radiación

  •          Radiación electromagnética
  •          Radiación ionizante
  •          Radiación térmica
  •          Radiación de Vavílov-Cherenkov
  •          Radiación corpuscular
  •          Radiación solar
  •          Radiación de supervoltaje
  •          Radiación nuclear
Radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que suceden cuando un tejido vivo ha absorbido la energía cedida por las radiaciones ionizantes. Estos fenómenos son las lesiones que se producen y los mecanismos que aporta el organismo en funcionamiento para compensar esas lesiones.(Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016) 
Fuente: https://st2.depositphotos.com/2228340/11533/i/950/depositphotos_115334208-stock-photo-radiobiology-science-concept.jpg

Radiaciones: naturaleza y propiedades

La Radiación Solar
El Sol proporciona la energía necesaria para que exista vida en la Tierra. El Sol emite radiaciones a lo largo de todo el espectro electromagnético, desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. No toda la radiación solar alcanza la superficie de la Tierra, porque las ondas ultravioletas más cortas son absorbidas por los gases de la atmósfera, fundamentalmente por el ozono.(Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)
fuente: https://i.ytimg.com/vi/GlK5Un-ctdI/maxresdefault.jpg

Tipos de radiación emitida por el sol

Infrarroja
Esta parte del espectro está compuesta por rayos invisibles que proporcionan el calor que permite mantener la Tierra caliente.
Visible
Esta parte del espectro, que puede detectarse con nuestros ojos, nos permite ver y proporciona la energía a las plantas para producir alimentos mediante la fotosíntesis.
Ultravioleta
No podemos ver esta parte del espectro, pero puede dañar nuestra piel si no está bien protegida, pudiendo producir desde quemaduras graves hasta cáncer de piel. (Unidad Didáctica Integrada sobre Radiaciones Ionizantes y Protección Radiológica, 2016)

Radioactividad 

La radioactividad, también denominada como radiactividad es un fenómeno de tipo físico a partir del cual los núcleos atómicos, que son las partes centrales de los átomos que disponen de carga positiva, de ciertos elementos químicos, son capaces de emitir radiaciones que pueden, entre otros hechos: impresionar placas radiográficas, ionizar los gases, atravesar cuerpos opacos frente a la luz normal, provocar fluorescencia. Por tal caso es que a las mismas se las denomina como radiaciones ionizantes.  (Páez., 2017)

Los rayos X son un tipo de radiación llamada ondas electromagnéticas. Las imágenes de rayos X muestran el interior de su cuerpo en diferentes tonos de blanco y negro. Esto es debido a que diferentes tejidos absorben diferentes cantidades de radiación. El calcio en los huesos absorbe la mayoría de los rayos X, por lo que los huesos se ven blancos. La grasa y otros tejidos blandos absorben menos, y se ven de color gris. El aire absorbe la menor cantidad, por lo que los pulmones se ven negros. El uso más común de los rayos X es para ver huesos rotos, pero los rayos X se utilizan también para otros usos. (MedlinePlus, biblioteca nacional de medicina de los EEUU, 2017)

Por ejemplo, las radiografías de tórax pueden detectar neumonía. Las mamografías utilizan rayos X para detectar el cáncer de mama.
Cuando a usted le sacan una radiografía, es posible que deba usar un delantal de plomo para proteger algunas partes de su cuerpo. La cantidad de radiación que recibe de una radiografía es pequeña. Por ejemplo, una radiografía de tórax expone a una dosis de radiación similar a la cantidad que está naturalmente expuesto del ambiente por un periodo de 10 días.  (MedlinePlus, biblioteca nacional de medicina de los EEUU, 2017)

Estructura y generación del tubo de Coolidge

La mayoría de los tubos de rayos X que se emplean en la actualidad son tubos de Coolidge modificados. Los tubos más grandes y potentes tienen anticátodos refrigerados por agua para impedir que se fundan por el bombardeo de electrones. El tubo antichoque, muy utilizado, es una modificación del tubo de Coolidge, con un mejor aislamiento de la carcasa (mediante aceite) y cables de alimentación conectados a tierra. Los aparatos como el betatrón se emplean para producir rayos X muy duros, de longitud de onda menor que la de los rayos gamma emitidos por elementos naturalmente radiactivos. (-Manual de radiologia para tecnicos, 2014)


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