Docentes:

Marco Antonio Castro Márquez

Elías Wilfredo Castro Fernández

Álvaro Figueroa Trillo

La Mecánica comprende el estudio de las máquinas (Polea

simple fija).

La mecánica (Griego Μηχανική y de latín

mechanìca o arte de construir una máquina) es la

rama de la física que estudia y analiza el

movimiento y reposo de los cuerpos, y su

evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas.

El conjunto de disciplinas que abarca la

mecánica convencional es muy amplio y es

posible agruparlas en cuatro bloques principales:

Mecánica clásica

Mecánica cuántica

Mecánica relativista

Teoría cuántica de campos

La Ingeniería electromecánica, que aplica conceptos

de las ciencias del Electromagnetismo, la

Electrónica, la Eléctrica y la Mecánica.

La Biomecánica, que aplica conceptos mecánicos

dentro de la biología y la medicina.

La econofísica, que aplica técnica de la mecánica

estadística a la economía.

La Economía ecológica, que critica la aplicación de

la mecánica clásica a la economía convencional.

Se entiende por mecánica de la

respiración tanto los movimientos

de la caja torácica y de los

pulmones, como los consecutivos

cambios volumétricos y de

presión producidos en éstos.

La mecánica respiratoria

comprende dos procesos:

inspiración (el aire entra en los

pulmones) y espiración (expulsa

el aire de los pulmones al exterior)

Intervienen: el diafragma y los

músculos intercostales.

Los cambios volumétricos de la caja

torácica se producen por la actividad

de los músculos respiratorios

La inspiración aumenta su volumen,

gracias a la contracción de los

diversos músculos respiratorios, y es,

por lo tanto, un proceso activo

El descenso vertical del diafragma es

de aproximadamente 1.2 cm,

magnitud que aumenta

considerablemente en las personas

entrenadas (atletas). El descenso

diafragmático desplaza los órganos

abdominales hacia abajo y adelante,

produciendo abombamiento del

abdomen.

El diafragma está en contacto con los

pulmones en una extensión de unos

250 cm2 y su descenso durante la

inspiración (1.2 cm) produce un

aumento del volumen alrededor de

300 ml El volumen de aire que

penetra durante la inspiración a los

pulmones es unos 500 ml

En situación de reposo nosotros

respiramos entre 12 y 15 veces por

minuto, movilizando en cada respiración

en torno a medio litro, lo que supone

que cada minuto movilizamos entre 6 y

7,5 litros de aire.

Dentro de las respuestas fisiológicas al

ejercicio, la respiración aumenta para

hacer frente al incremento de oxígeno

que se precisa para aumentar la

formación de energía imprescindible

para realizar ejercicio físico.

Ello supone que en intensidades

máximas de ejercicio, se movilizan entre

120 y 200 litros por minuto, variando

lógicamente estos valores en función del

tamaño corporal y características

individuales.

En situaciones de ejercicio muy intenso,

la frecuencia respiratoria alcanza las 40-

50 respiraciones por minuto y el volumen

movilizado en cada respiración se sitúa

en torno a 3-4 litros.

Incluso en deportistas olímpicos de deportes de fondo y gran tamaño corporal (como los remeros) se han llegado a medir Ventilaciones Minuto Máximas (máximo volumen de aire movilizado en 1 minuto) de hasta 250 - 300 litros de aire, lo que implica que para conseguirlos, estos deportistas movilizan en cada respiración más de 5 litros de aire (ya que la frecuencia respiratoria máxima apenas varía).

Los pulmones están conectados al

exterior a través de las vías respiratorias y

los cambios de volumen torácico son los

que van a marcar la movilización del

aire en un sentido u otro.

Si la caja torácica aumenta su volumen, en su interior (en los pulmones) se genera una presión negativa que "chupa" el aire exterior y al entrar ese aire en los pulmones se equilibra la presión, estabilizándose el sistema. Si a continuación se disminuye el volumen de la caja torácica, en su interior se crea una presión positiva que "obliga" al aire a salir al exterior.

la mecánica respiratoria supone por

tanto un cambio continuo de presiones

provocada por los cambios en el

volumen de la caja torácica.

¿Cómo se modifica el volumen torácico?

En condiciones normales, cuando no

actúa ninguna fuerza sobre la caja

torácica, el aparato respiratorio se

encuentra casi vacio de aire (nunca se

vacía del todo, incluso tras una

espiración forzada) correspondiéndose

con una espiración normal completada.

INSPIRACION

El proceso de toma de aire o inspiración

se debe a que los músculos inspiratorios

(entre los que encontramos el

diafragma y los músculos encargados

de "levantar" y "abrir" la caja torácica) se

contraen de forma activa, aumentando

así el volumen de la caja torácica.

Hay que tener en cuenta que tanto la

pared torácica como los pulmones

actúan como elementos elásticos y que

"adoptan" una situación de equilibrio

pasivo en la posición de reposo, tras una

espiración. En el trabajo de los músculos

inspiratorios se incluye por tanto la

energía necesaria para modificar la

forma de dichos elementos elásticos.

ESPIRACION

La espiración es el proceso de exhalar el aire contenido en los pulmones. La disminución del volumen de la caja torácica que da lugar a la espiración se debe al trabajo de los músculos espiratorios y a la recuperación de la energía elástica acumulada en la pared torácica y en el tejido pulmonar como resultado de la inspiración.

MECANICA EN REPOSO

En situaciones de baja demanda

respiratoria como cuando nos

encontramos en una situación de

reposo, se puede decir que la

inspiración es la única fase muscular

activa del ciclo respiratorio.

En este caso la contracción del diafragma y de los músculos intercostales inspiratorios llevan a cabo el trabajo de la inspiración, mientras que para que se produzca la espiración, sólo se necesita que dejen de contraerse y se relajen los músculos inspiratorios, para que la elasticidad pulmonar y torácica ya comentada generen la suficiente presión positiva como para que el aire salga al exterior sin necesidad de que intervengan los músculos espiratorios.

MECANICA EN EJERCICIO

La respuesta ventiladora al ejercicio supone el aumento de la frecuencia respiratoria (más respiraciones por minuto) y también del volumen de aire movilizado en cada respiración. Ello implica mucho más trabajo y además debe ser realizado de forma mucho más rápida, con lo que tanto la inspiración como la espiración requieren la intervención activa de la musculatura específica..

En la inspiración, además de los músculos que trabajan habitualmente en reposo (intercostales y diafragma) pueden llegar a intervenir (en función de la intensidad de ejercicio) los músculos escalenos y esternocleido-mastoideos. En la espiración, además de la restitución de la energía elástica almacenada, hay una participación activa de la musculatura espiratoria (intercostales espiratorios y abdominales).