Asignaturas - Máster universitario en física médica

La asignatura Física de Fluidos Fisiológicos es una asignatura del segundo semestre del segundo curso del Máster de Física Médica impartido por la Facultad de Ciencias de la UNED en colaboración con el Hospital General Universitario Gregorio Marañón de Madrid.

El transporte de distintos componentes materiales entre una parte y otra del cuerpo humano involucra el movimiento de fluidos (un líquido como la sangre, o un gas en el caso de la respiración). En esta asignatura se pretende:

• Proporcionar a los alumnos las herramientas adecuadas para que adquieran un conocimiento básico de la mecánica de fluidos.
• Aplicar estos conocimientos básicos al estudio del comportamiento de los fluidos fisiológicos.

Además de los objetivos específicos de la asignatura, el estudiante deberá, durante su preparación de la asignatura, desarrollar las habilidades y actitudes generales:

• Trabajar de forma autónoma.
• Utilizar las nuevas tecnologías de información y comunicación (TIC) con sentido crítico.
• Familiarizarse con las principales fuentes de información que le permitan encontrar, seleccionar y entender la información.
• Resolver problemas mediante la aplicación integrada de los conocimientos aprendidos.
• Deducir conclusiones lógicas y elaborar hipótesis razonables susceptibles de evaluación.

así como los objetivos “marco” del libro guía del Máster:

• Poseer y comprender tanto los conocimientos básicos como los más avanzados necesarios para un desarrollo científico y profesional en el campo de la Física Médica, bien en el área de la investigación como en sus aplicaciones industriales y tecnológicas.
• Saber aplicar los conocimientos adquiridos en Física en los procesos en los que esta disciplina está directa o indirectamente involucrada en Tecnologías aplicadas a la Medicina y/o a la Biología.
• Saber integrar los distintos métodos científicos relacionados con este campo para poder desarrollar labores en el entorno profesional, en la industria y en la investigación.
• Poder comunicar los resultados de sus trabajos a las comunidades especializadas.

Dada la estructura del Máster, el alumno ha debido de superar previamente el primer curso de adaptación, adquiriendo los conocimientos de física y matemáticas que requiere el estudio de esta asignatura.

Esta asignatura es de 6 créditos ETCS.

Para poder abordar el estudio del temario de la asignatura se requiere haber superado el primer curso del Máster, puesto que es imprescindible que el alumno tenga conocimientos básicos sobre:

• Física, concretamente de mecánica.
• Matemáticas, especialmente de cálculo de funciones de varias variables, integración y diferenciación de funciones, ecuaciones en derivadas totales y ecuaciones en derivadas parciales.

Conocimientos que se proporcionan en las asignaturas Física Matemática y Física Moderna del primer curso del Máster.

En los apuntes de la asignatura se proporciona, como referencia, un Apéndice con algunos conceptos matemáticos básicos.

Por otra parte, para esta asignatura se requieren también unos conocimientos básicos de inglés científico, dado que la bibliografía complementaria se halla en ese idioma. Además, se requerirá que el alumno sea capaz de analizar artículos científicos e información técnica que se encuentran, generalmente, en inglés.

Para todas las actividades de tutorización y seguimiento de esta asignatura, los alumnos deben dirigirse directamente a los profesores responsables de la Sede Central.

Se recomienda que las dudas y comentarios de los alumnos se remitan a través del Foro de la asignatura en la plataforma aLF pues de esta forma las respuestas pueden ser de interés a otros alumnos. La comunicación por correo electrónico con los profesores se debería limitar al envío del examen solucionado en casa (como se indica a continuación), a situaciones en las que la plataforma no esté operativa o cualquier otra contingencia.

Las consultas por correo, teléfono o e-mail, pueden realizarse de la forma que se indica a continuación.

Postales:

Prof. Jose L. Castillo
UNED
Facultad de Ciencias
Departamento de Física Matemática y de Fluidos
Apdo. 60141
28080 Madrid

Presenciales:

Facultad de Ciencias - UNED
Urbanización Monte Rozas.
Avda. Esparta, s/n, Ctra, Las Rozas a El Escorial km. 5
28232 Las Rozas - Madrid

D. Jose L. Castillo
Despacho 1.21
Tel.: 91 398 71 22

D. Pedro L. García Ybarra
Despacho 1.21
Tel.: 91 398 67 43

Horario de Atención: lunes de 11:00 a 13:00 y de 16:00 a 18:00 horas.

El horario habitual de permanencia de los Profesores de esta asignatura en la Universidad, es de 9 a 18 horas, de lunes a viernes. Se aconseja a los alumnos que realicen sus consultas durante el horario designado (los lunes en el horario indicado), cuando podrán contactar fácilmente con los profesores. Si desean hacer una consulta en el despacho y no pueden en este horario, llamen antes por teléfono para concertar una cita en otro momento.

COMPETENCIAS BÁSICAS

CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios

CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades

CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

COMPETENCIAS GENERALES

CG01 - Adquirir la capacidad de comprensión de conocimientos y aplicación en la resolución de problemas

CG02 - Desarrollar capacidad crítica, de evaluación, creativa y de investigación

CG03 - Adquirir capacidad de estudio, de autoaprendizaje, de organización y de decisión

CG04 - Dominar las habilidades y métodos de investigación relacionados con el campo de estudio

CG05 - Adquirir la capacidad de detectar carencias en el estado actual de la ciencia y tecnología

CG06 - Desarrollar la capacidad para proponer soluciones a las carencias detectadas

CG07 - Desarrollar la capacidad para proponer y llevar a cabo experimentos con la metodología adecuada, así como para extraer conclusiones y determinar nuevas líneas de investigación

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

CE05 - Desarrollar la habilidad y destreza necesarias en la experimentación física para aplicar sus conocimientos físicos, teóricos y prácticos en la física médica

Los objetivos de estudio de esta asignatura (que indican los resultados que se pretenden alcanzar) se reflejan en los siguientes conocimientos que el estudiante debe adquirir:

• Manejo del concepto de presión y esfuerzos viscosos. Conocimiento de sistemas de referencias eulerianos y lagrangianos.
• Conceptos de fenómenos de transporte en fluidos. Comportamiento dinámico de partículas arrastradas por fluidos.
• Significado de los términos de las ecuaciones en fluidos.
• Manejo del concepto de adimensionalidad y números adimensionales.

Y que sepa aplicar estos conocimientos en aplicaciones concretas:

• Aplicaciones de la física de fluidos en medicina.
• Dinámica de la corriente sanguínea.
• Flujo de aire en la respiración.
• Otros fluidos fisiológicos.

La metodología de la asignatura está basada en la enseñanza a distancia con el apoyo de la plataforma virtual de la UNED, aLF. El estudiante recibirá las orientaciones y el apoyo del equipo docente a través de las herramientas proporcionadas por la plataforma aLF, así como del correo electrónico. 

Para cubrir parte del temario de la asignatura, los profesores ponen a disposición de los alumnos unos apuntes como material de estudio. Los alumnos matriculados podrán obtener estos apuntes, a través de las páginas virtuales de la asignatura en la UNED, como un conjunto de archivos (en formato pdf de Acrobat) que pueden descargarse desde esta plataforma al ordenador del alumno o bien, se enviarán por correo ordinario a quien así lo solicite. El material se proporciona para uso exclusivo por los alumnos de esta asignatura y no puede ser distribuido, ni insertado en otras páginas web, sin permiso de los autores.

Para cubrir parte del temario de la asignatura, los profesores ponen a disposición de los alumnos unos apuntes como material de estudio. Los alumnos matriculados podrán obtener estos apuntes, a través de las páginas virtuales de la asignatura en la UNED, como un conjunto de archivos (en formato pdf de Acrobat) que pueden descargarse desde esta plataforma al ordenador del alumno o bien, se enviarán por correo ordinario a quien así lo solicite. El material se proporciona para uso exclusivo por los alumnos de esta asignatura y no puede ser distribuido, ni insertado en otras páginas web, sin permiso de los autores.

Los apartados del temario que no están cubiertos por estos apuntes podrán encontrarse en la bibliografía indicada a continuación, pero no serán objeto de examen.

Bibliografía

Cualquiera de los dos libros siguientes cubren el temario de la asignatura:

• D. A. Rubenstein, W. Yin y M. D. Frame. Biofluid Mechanics. Academic Press, Oxford, 2012. ISBN: 978-0-12-381383-1.
• W.W. Nichols, M.F. O’Rourke y C. Vlachopoulos. McDonald’s Blood Flow in Arteries. Theoretical, Experimental and Clinical Principles. Sixth Edition. Edward Arnold. Londres, 2011. ISBN: 978-0-340-985-014

Libro sobre diversos aspectos de fluidos en medicina que complementa los apuntes del curso:

• L. Waite y J. Fine. Applied Biofluid Mechanics. McGraw Hill, Nueva York, 2007. ISBN: 978-0-07-147217-3.

El resto de los libros indicados como bibliografía complementaria se reseñan como referencia general.

Se indica a continuación una serie de libros que recogen apartados del temario, pero que no son imprescindibles para preparar la asignatura. Los libros indicados se reseñan como referencia general.

Libros sobre Mecánica de Fluidos de uso habitual en las escuelas de ingeniería españolas y en los que pueden encontrar los temas básicos de mecánica de fluidos y algunas aplicaciones no específicas de Medicina:

• Antonio Barrero Ripoll y Miguel Pérez-Saborid Sánchez-Pastor. Fundamentos y Aplicaciones de la Mecánica de Fluidos. McGraw Hill / Interamericana de España, Madrid 2005. ISBN: 84-481-9890-5.
• Antonio Crespo Martínez. Mecánica de Fluidos. Editorial Thomson Editores Spain Paraninfo. Madrid, 2006. ISBN: 84-9732-292-4.
• Amable Liñán Martínez. Mecánica de Fluidos. Publicaciones de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Aeronáuticos, Universidad Politécnica de Madrid, Madrid, 2005. 

Otros libros con material complementario:

• W.H. Bain y A.M. Harper. Blood Flow through Organs and Tissues. ed. Edinburgh-London: E. and S. Livingstone Ltd. 1968b.
• G.K. Batchelor, H.K. Moffat y M.G. Worster (Editores). Perspectives in Fluid Dynamics. A Collective Introduction to Current Research. Cambridge University Press, Cambridge, 2000.
• J. Butler. The Bronchial Circulation (Lung Biology in Health and Disease), Informa Healthcare, 1992.
• K.B. Chandran, A.P. Yoganathan y S. E. Rittgers. Biofluid Mecahnics. The Human Circulation. CRC Taylor & Francis, Boca Raton 2007.
• U. Dinnar. Cardiovascular Fluid Dynamics, CRC Press, Boca Raton, 1981
• Y.C. Fung. Biomechanics: Circulation. Springer Verlag 1996.
• N.H.C. Huang y N.A. Norman. Cardiovascular Fluid Dynamics and Measurements. University Park Press.
• P.K. Kundu e I.M. Cohen. Fluid Mechanics, Cuarta Edición. Academic Press, Amsterdam, 2008.
• W.W. Nichols y M.F. O’Rourke. McDonald’s Blood in Arteries, 4th Ed., Lea & Febiger, Philadelphia, 1998.
• G. Pedrizzetti y K. Perktold (Editores). Cardiovascular Fluid Mechanics. Springer Verlag, Viena-Nueva York, 2003.

Tal como se indica en el apartado de Bibliografía Básica, el material de estudio de la asignatura se proporciona a través de las páginas virtuales de la asignatura en la UNED, como un conjunto de archivos que pueden ser descargados desde esta plataforma al ordenador del alumno. De manera que el alumno deberá seguir el curso a través de la plataforma aLF donde no sólo podrá acceder al material básico del curso, sino que podrá transmitir sus inquietudes tanto al equipo docente como a sus compañeros.