Libro: Fundamentos de física para profesionales de la salud. referencia

1. Hipertensión Arterial
¿Qué es la hipertensión?
La tensión arterial es la fuerza que ejerce la sangre contra las paredes de las arterias, que son
grandes vasos por los que circula la sangre en el organismo. Se considera que la persona presenta
hipertensión cuando su tensión arterial es demasiado elevada.
De la tensión arterial se dan dos valores: el primero es la tensión sistólica y corresponde al momento
en que el corazón se contrae o late, mientras que el segundo, la tensión diastólica, representa la
presión ejercida sobre los vasos cuando el corazón se relaja entre un latido y otro.
Para establecer el diagnóstico de hipertensión se han de tomar mediciones dos días distintos y en
ambas lecturas la tensión sistólica ha de ser superior o igual a 140 mmHg y la diastólica superior o
igual a 90 mmHg.
¿Cuáles son los síntomas frecuentes de la hipertensión?
Pueden presentarse síntomas como cefaleas matutinas, hemorragias nasales, ritmo cardiaco
irregular, alteraciones visuales y acúfenos. La hipertensión grave puede provocar cansancio,
náuseas, vómitos, confusión, ansiedad, dolor torácico y temblores musculares.
La única manera de detectar la hipertensión es recurrir a un profesional sanitario para que mida
nuestra tensión arterial. Se trata de un proceso rápido e indoloro que también podemos hacer
nosotros mismos con un aparato automático, si bien es importante que un profesional valore el
riesgo existente y los trastornos asociados.
Aplicación física:
Presión sanguínea
La presión (p) se define, en términos generales, como la fuerza ejercida por unidad de superficie:
P = F/A [1]
La unidad de presión en el Sistema Internacional (SI) es el Pascal (Pa). Otras unidades de presión son
la atmósfera (atm), los milíme tros de mercurio (mm de Hg, también llamados torr), los centímetros
de agua y los bares (Bar). Estas unidades están relacionadas de la siguiente manera: 1 atm = 101325
Pa = 1013 mBar = 760 mmHg = 1033,6 cm de agua.
Puede demostrarse que la diferencia de presión entre dos puntos (p2 — p x) situados en el interior
de un fluido estático depende de la densidad del fluido (p ) y de la diferencia de altura — y2) entre
los puntos considerados, y viene dada por la expresión:
p2- p i = p - g - ( y i - y 2)

2. donde g es la aceleración de la gravedad (9,8 m/s). Es im portante observar que la diferencia de
presión entre los dos puntos es totalmente independiente de la forma del recipiente en que se
encuentre el fluido.
La presión sanguínea se define como la fuerza que ejerce la sangre por unidad de superficie de la
pared del vaso que la contiene. Imaginemos un sujeto en posición vertical.
Según la Ec. 2, si se consideran dos puntos de un mismo vaso sanguíneo situados a diferentes alturas
habrá más presión en el punto inferior.
La diferencia de presión entre ambos puntos es igual a p-g-(yí — j 2), donde p es la densidad de la
sangre (la densidad típica de la sangre es de 1050 kg/m3, la del agua de 1000 kg/m3).
Flujo sanguíneo
Se denomina flujo (Q) o caudal al cociente entre el volumen de fluido (AV) que atraviesa una
determinada sección del conducto por donde circula y el tiempo (Ai) durante el cual ha circulado
dicho volumen. Por ejemplo, si 54 1 de un fluido atraviesan una determinada sección de un conducto
en 24 s, el caudal será:
Q = AWAí = 54//24s = 2,25Z/s [3]
La unidad de volumen en el SI es el m3. El litro es una unidad ajena al SI aceptada. Su símbolo es 1
o L; con el fin de evitar confusiones con el número uno (1) utilizaremos L cuando esto pueda ocurrir.
El caudal o flujo sanguíneo se define como el volumen de sangre que circula por un determinado
punto del sistema circulatorio por unidad de tiempo. Es habitual expresarlo en litros por minuto, lo
que se denomina volumen minuto (VM) o también gasto cardíaco. El flujo sanguíneo medido en un
determinado punto del sistema circulatorio es periódico (varía con el tiempo), debido a la función
de bombeo del corazón. El VM medio de un adulto sano es de aproximadamente 5; es decir, el flujo
sanguíneo medio es 5 1/min, o bien 0,083 1/s.
La ecuación de continuidad En un circuito «hidráulico» cerrado (el volumen total de fluido en su
interior no varía), el caudal se mantiene constante en todas las secciones del circuito. Este es el caso
del sistema circulatorio en condiciones normales. Para que ello sea posible, el fluido debe circular
con mayor velocidad por los tramos de menor sección y más lentamente por los de mayor sección.
Por tanto, el caudal (Q), la sección del conducto (S) y la velocidad del fluido (v) están relacionados
de la siguiente forma:
Q = S • v = Constante [4]
La Ec. 4 se denomina ecuación de continuidad y significa, en realidad, que el volumen de fluido que
entra en un tramo del conducto debe ser igual al volumen que sale del mismo, aunque la sección
del tramo sea distinta en la entrada y la salida. Esta ecuación es válida sólo para fluidos incom
presibles, es decir, para aquellos cuya densidad no varía, aproximación que supondremos al hablar
de la sangre.
La ecuación de continuidad no debe llevar a pensar que la sangre circula a mayor velocidad por los
capilares que por las grandes arterias y venas. En realidad no es así, pues el flujo sanguíneo que

3. circula por una gran arteria (el área de la aorta es de aproximadamente 4 cm2) se reparte por miles
de arteriolas y capilares (con un área total de aproximadamente 5000 cm2), como puede verse en
la figura 2 - 1 ; es decir, el flujo que circula por cada uno de los capilares es mucho menor. En cuanto
a la velocidad, ésta se ve reducida por el rozamiento de las paredes del vaso, y así su valor en las
arteriolas y capilares es mucho menor (0,02-0,06 cm/s) que en la aorta (40-50 cm/s). Por el
contrario, sí se producirá una aceleración de la sangre en un estrechamiento, puesto que el flujo
será el mismo y entonces la velocidad en ese punto deberá aumentar.
Síndrome de hiperviscosidad en la sangre
Cuando los trastornos sanguíneos provocan el espesamiento de la sangre, esta sangre espesa (más
viscosa) puede tener dificultades para pasar a través de los vasos sanguíneos más finos,
disminuyendo el flujo sanguíneo a determinadas zonas del organismo y provocando una
enfermedad grave llamada síndrome de hiperviscosidad. Las personas afectadas pueden
experimentar síntomas como dificultad respiratoria, dolor de cabeza, mareos y confusión. El
síndrome de hiperviscosidad puede ocurrir en personas con mieloma múltiple, debido al aumento
de las proteínas del sistema inmunitario.
Los trastornos de la sangre a menudo causan síntomas que también pueden ocurrir en otros
trastornos. Por ejemplo, la debilidad y la dificultad respiratoria causada por la anemia pueden estar
provocadas por otras enfermedades que afectan al suministro de oxígeno al organismo, como los
trastornos cardíacos o pulmonares. Además, la facilidad para que surjan moratones, un síntoma
sugerente de un trastorno de la sangre, puede estar causada por otras enfermedades, como
trastornos de los vasos sanguíneos o por el consumo de diversos fármacos, como la aspirina (ácido
acetilsalicílico). La sangre en la orina o en las heces puede estar causada por un trastorno de la
sangre, pero generalmente es consecuencia de una anomalía en las vías urinarias o en el tubo
digestivo.
Aplicación física:
La sangre como fluido viscoso
Ley de Poiseuille
Los fluidos que oponen resistencia a su desplazamiento se denominan «fluidos reales o viscosos».
El índice de viscosidad ( 77) es una medida de la cantidad de resistencia que ofrece un fluido al

4. desplazarse por un conducto. La unidad de medida del índice de viscosidad en el SI es el (Pa-s), pero
suele utilizarse el Poise. El índice de viscosidad del agua es de 1,005-10-3 Pa-s.
La sangre es un fluido tres veces más viscoso que el agua (77 = 3,015-10-3 Pa-s).
Imaginemos que la viscosidad de la sangre fuera como la de la miel, una viscosidad muchísimo
mayor; entonces, la resistencia a fluir por los capilares sería muy grande, ¿no? Supongamos ahora
un líquido viscoso que circula entre dos puntos de un conducto.
En esta situación hay una relación directa entre el caudal que circula por el conducto y la diferencia
de presión entre los extremos de éste. La relación, conocida como Ley de Poiseuille, enunciada en
1840 por el médico y fisiólogo francés Jean Louis Marie Poiseuille (París, 22 de abril de 1799-26 de
diciembre de 1869) es:
Q = A p /R [5]
donde R es la resistencia hidrodinámica del conducto. En el SI, la resistencia hidrodinámica se mide
en (Pa-s/1).
Observemos el parecido entre esta ley y la de Ohm (v. cap. 5): I = V/R, donde el caudal equivaldría
a la corriente eléctrica, la diferencia de presión a la diferencia de potencial eléctrico y la resistencia
hidrodinámica a la resistencia eléctrica. La resistencia hidrodinámica es la resistencia que opone un
conducto al flujo de líquido. Su valor depende de la geometría del conducto y del índice de
viscosidad del fluido. Para el caso de un segmento de vaso sanguíneo (p. ej., una arteria), cuya
geometría puede aproximarse a la de un conducto circular de longitud / y radio r, la resistencia
hidrodinámica se denomina «resistencia hemodinámica» y es:
donde r¡ es el índice de viscosidad de la sangre. La inversa de la resistencia se denomina
«conductancia hidrodinámica». Cuanta mayor conductancia (menor resistencia) tenga un vaso
sanguíneo, mejor fluirá la sangre por él.
Según la Ec. 6 , cambios muy ligeros en el diámetro de un vaso modifican enormemente su
resistencia, puesto que varía con el radio como Ia. Supongamos, por ejemplo, dos arterias A y B de
igual longitud (/A = /B), cuyos radios sean tales que uno es el doble del otro (r. = 2r_). En este caso,
la resistencia de la v A B ' ’ arteria A comparada con la de la arteria B es Ra = RB/24 = RB/16.
Pensemos de nuevo en el caso de la miel: si incrementamos 7J al tiempo que reducimos r, la
resistencia será altísima.

5. Referencias:
• Biblioteca nacional de medicina. Medline Plus (2022). Recuperado: 17 de abril de 2022.
https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/000468.htm
• OMS. Hipertensión. (2021) Recuperado: 17 de abril de 2022.
https://www.who.int/es/news-room/fact-
sheets/detail/hypertension#:~:text=La%20tensi%C3%B3n%20arterial%20es%20la,tensi%C
3%B3n%20arterial%20es%20demasiado%20elevada.
• (Nájera et al., 2015). Fundamentos físicos del aparato circulatorio. Recuperado: 17 de abril
de 2022.
• David J. Kuter , MD, DPhil, Harvard Medical School (2021). Recuperado: 17 de abril de 2022.
https://www.msdmanuals.com/es/hogar/trastornos-de-la-sangre/s%C3%ADntomas-y-
diagn%C3%B3stico-de-los-trastornos-de-la-sangre/s%C3%ADntomas-de-los-trastornos-de-
la-sangre