Física que salva vidas en hospitales de Chile | ORBITECH

Fluidos: La física que mantiene vivos a los pacientes en diálisis y respiradores

Las máquinas de diálisis filtran tu sangre aplicando presión: $P = \frac{F}{A}$ donde $F$ es fuerza y $A$ el área del filtro. $P = \frac{F}{A}$
Si el filtro se obstruye, la presión aumenta y suena la alarma. ¡Es la física avisándote!
Los respiradores usan presión positiva para expandir tus pulmones: $V = \frac{n R T}{P}$ (ley de gases ideales). $V = \frac{n R T}{P}$
En Antofagasta (1400 msnm), la presión atmosférica es menor: los respiradores deben ajustarse.
La ley de Poiseuille explica por qué las agujas intravenosas finas hacen más lento el flujo de suero: $Q = \frac{π Δ P r^{4}}{8 η L}$ . $Q = \frac{π Δ P r^{4}}{8 η L}$
Si doblas el tubo, la resistencia aumenta 16 veces (por el exponente 4 en $r^{4}$ ). ¡Nunca lo dobles!

Q = \frac{π Δ P r^{4}}{8 η L}

Un resonador magnético crea imágenes usando campos magnéticos de 1.5 a 3 Tesla: $F = q (v \times B)$ (fuerza de Lorentz). $F = q (v \times B)$
El campo magnético de la Tierra es ~50 μT, pero un MRI es 30,000 veces más fuerte. ¡No entres con objetos metálicos!
Los desfibriladores convierten energía eléctrica en un shock: $E = \frac{1}{2} C V^{2}$ donde $C$ es capacitancia y $V$ voltaje. $E = \frac{1}{2} C V^{2}$
En Chile el voltaje es 220V (no 110V como en EE.UU.). ¡Los equipos médicos están diseñados para esto!
Los electrocardiogramas (ECG) miden el voltaje del corazón usando la ley de Ohm: $V = I R$ . $V = I R$
Un ECG normal muestra un patrón de 0.5 mV. Si ves picos de 2 mV, ¡alerta roja!

F = q (v \times B)

Las incubadoras mantienen la temperatura de los recién nacidos en $37 °C \pm 0.5 °C$ usando $Q = m c Δ T$ . $Q = m c Δ T$
Si la incubadora se abre, pierde calor rápidamente. ¡Mantén la puerta cerrada!
Las neveras médicas usan el ciclo de Carnot para enfriar vacunas: $η = 1 - \frac{T_{fría}}{T_{caliente}}$ . $η = 1 - \frac{T_{fría}}{T_{caliente}}$
En el norte de Chile, las neveras médicas trabajan al límite. ¡Verifica su eficiencia!
Los termómetros infrarrojos miden energía radiante con $E = σ T^{4}$ (ley de Stefan-Boltzmann). $E = σ T^{4}$
La frente a 36.5°C emite menos energía que una frente a 38°C. ¡Es la física del diagnóstico!

Q = m c Δ T

Las ecografías usan ultrasonido de 2-15 MHz: $c = λ f$ donde $c = 1540 m/s$ en tejido blando. $c = λ f$
El ultrasonido viaja a 1540 m/s en tu cuerpo. ¡Es más rápido que en el aire (343 m/s)!
Los láseres en cirugía tienen longitudes de onda específicas: $E = h f$ donde $h$ es la constante de Planck. $E = h f$
Un láser de CO₂ (10.6 μm) corta tejido, pero uno de Nd:YAG (1.064 μm) coagula vasos.
Los endoscopios usan fibra óptica por reflexión total interna: $n_{1} \sin θ_{1} = n_{2} \sin θ_{2}$ . $n_{1} \sin θ_{1} = n_{2} \sin θ_{2}$
La fibra óptica chilena usa sílice pura para transmitir luz sin pérdidas. ¡Es tecnología de exportación!

c = λ f

Los rayos X usan fotones de alta energía: $E = \frac{h c}{λ}$ donde $h$ es constante de Planck y $c$ velocidad de la luz. $E = \frac{h c}{λ}$
Un AP en radiografía dental equivale a 0.005 mSv, igual que comer 1 plátano (¡sí, el potasio-40!).
La dosis de radiación se mide en Gray: $D = \frac{E}{m}$ donde $E$ es energía absorbida y $m$ masa. $D = \frac{E}{m}$
En radioterapia, una dosis de 2 Gy al tumor puede destruir células cancerosas. ¡Precisión milimétrica!
El blindaje contra radiación usa plomo (Z=82) por su alta capacidad de absorción de fotones.
En el Instituto Nacional del Cáncer de Chile, los muros de las salas de radioterapia tienen 1.5 m de hormigón + plomo.

E = \frac{h c}{λ}

Las prótesis de cadera usan aleaciones de titanio por su resistencia: $σ = \frac{F}{A}$ donde $σ$ es esfuerzo. $σ = \frac{F}{A}$
El titanio es 45% más ligero que el acero pero igual de fuerte. ¡Ideal para prótesis!
Las sillas de ruedas eléctricas usan motores con eficiencia $η = \frac{P_{útil}}{P_{total}}$ . $η = \frac{P_{útil}}{P_{total}}$
Una batería de 24V en una silla recorre ~30 km en Santiago. ¡Cálculo clave para pacientes!
Las camillas usan poleas para levantar pacientes: $F = \frac{m g}{n}$ donde $n$ es número de poleas. $F = \frac{m g}{n}$
Con 2 poleas, reduces la fuerza a la mitad. ¡Física que alivia el esfuerzo del personal médico!

σ = \frac{F}{A}

1895: Descubrimiento de los rayos X por Wilhelm Röntgen: Revolucionó el diagnóstico médico. Hoy los hospitales chilenos usan esta tecnología diariamente.
1977: Primera resonancia magnética en humanos: En Chile, el Hospital Clínico de la Universidad de Chile fue pionero en adquirir este equipo.
2010: Terremoto en Chile y uso de equipos médicos portátiles: La física de baterías y generadores diesel salvó vidas en zonas sin electricidad.
2015: Implementación de PET/CT en hospitales públicos chilenos: Combinó física de partículas y tomografía para detectar cáncer con precisión.
2020: Respiradores chilenos en pandemia: Ingenieros de la USACH diseñaron respiradores usando principios de fluidos y electrónica.