Ley de Laplace

La ley de Laplace, llamada así en honor del erudito francés Pierre Simon Laplace, es una ley de la física que establece que la tensión en las paredes de una esfera o cilindro hueco depende de la presión de su contenido y de su radio.

El concepto se aplicó posteriormente a la medicina porque en el cuerpo humano hay muchos órganos huecos de forma esférica y cilíndrica a los que les afectan las presiones.

Algunos ejemplos importantes son los vasos sanguíneos y las cámaras del corazón.

Según la ley de Laplace, la tensión de la pared es proporcional a la presión (P) por el radio (r).

Vamos a desglosarlo.

La tensión de la pared es la fuerza de las paredes del recipiente que se resiste a la fuerza que intenta expandirlo.

Por ejemplo, si se infla un globo se puede considerar que la tensión de la pared es la fuerza creada por la pared de goma elástica que resiste la fuerza hacia afuera aplicada por la presión dentro del globo.

Si la tensión de la pared se divide en componentes, hay un vector vertical de fuerza que está contrarrestando la expansión del globo y un vector horizontal de fuerza que está estirando y rasgando la pared del globo.

Así, en lo que respecta a la presión, si se inflara más el globo, se esperaría que la presión en el interior y la tensión de la pared del globo aumentaran a medida que las paredes empujaran contra la expansión.

Si la presión que intenta expandir el globo es mayor que la tensión de la pared, el globo se expandirá o explotaría.

Otro factor es el radio.

Un radio más pequeño significa que se necesita más presión para superar la tensión de la pared para que el recipiente se expanda.

Por eso es más difícil inflar un globo pequeño y desinflado que un globo medio inflado.

Un ejemplo de esto puede verse en los alvéolos de los pulmones de un recién nacido.

Vamos a utilizar algunos números imaginarios fáciles y a prescindir de las unidades para que este concepto sea más fácil de entender Normalmente, un alvéolo que no ha sido utilizado de un recién nacido está colapsado, así que digamos que tiene un radio de 2, y la tensión de la pared es de 8.

El bebé empieza a llorar y a inhalar.

La presión del aire inhalado en el alvéolo es 4.

Así que la ecuación es 4 * 2, que da 8, y como esto es igual a la presión de la pared, el alvéolo no se expande.

En otras palabras, el bebé necesitará inspirar suficiente aire para generar más de 4 unidades de presión para inflarlo.