¿Cuál es la velocidad de entrada/salida del aire que entra/sale de nuestra boca durante la inhalación/exhalación?

Durante la inhalación, sus alvéolos se expanden, creando una diferencia de presión entre la presión atmosférica y nuestros sacos pulmonares y, por lo tanto, el aire fluirá hacia las vías respiratorias.

Estoy tratando de encontrar cuál es la velocidad (supongo que promedio) de este flujo y, por lo tanto, estimar la diferencia de presión. Pasé un tiempo en línea tratando de encontrar esto, pero aún no tengo un número definitivo. ¿Debería ser un orden de magnitud de 1 m/s?

Estoy pensando que esto puede ser difícil de responder debido a: (1) Diferentes personas respiran de manera diferente y (2) la respiración parece "acelerarse" si lo desea (comienzo respirando lentamente y termino rápidamente con cada respiración). Entonces, ¿te refieres al promedio de la duración de la respiración? O el promedio por persona? ¿O el promedio por persona por lapso de respiración?
solo el promedio

Respuestas (2)

Aclaración rápida en primer lugar, el cambio principal en el volumen torácico que causa la inspiración no es el resultado de la expansión de los alvéolos: no tienen un revestimiento de músculo liso, por lo tanto, no pueden contraerse espontáneamente. Tienen algo de fascia elástica sin embargo su expansión es pasiva. El cambio se debe principalmente a que el diafragma se contrae para volverse más plano, lo que aumenta el espacio que pueden ocupar los pulmones. Los músculos intercostales externos también elevan las costillas (en adultos) lo que permite aún más la inspiración.

Figura Uno: Inspiración y Expiración(1) Figura Uno: Inspiración y Expiración (1) . "Músculos de las costillas" se refiere a los músculos intercostales externos .

Dicho esto, creo que el valor que está buscando es el flujo espiratorio máximo . El flujo máximo es una medida médica común que a menudo se toma en el manejo de pacientes con afecciones respiratorias, ya sea como parte de su plan de manejo o evaluación aguda. El flujo máximo es una medida de la velocidad máxima a la que una persona puede exhalar.

Como sugieren los comentarios sobre su pregunta, esto varía drásticamente de persona a persona. Ignorando cualquier patología, como asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) o daño nervioso en el diafragma/músculos intercostales, el flujo espiratorio máximo varía principalmente con la edad , el sexo y la altura . Estas variaciones se resumen en gráficos de flujo máximo esperado que se utilizan, entre otras cosas, para calificar la gravedad de un ataque de asma (y, en consecuencia, la agresividad con la que se debe controlar). Los gráficos se parecen a los siguientes:

Imagen dos: gráfico de valores esperados de flujo espiratorio máximo utilizando la escala de la UE

Figura dos: valores normales para el flujo espiratorio máximo utilizados en hospitales del Reino Unido: la escala de la UE (2)

Entonces, si elige la altura, el sexo y la edad que considera apropiados para su pregunta, puede leer el flujo máximo en litros por minuto. Entonces, creo que necesitaría calcular el área de la abertura (en su caso, la boca) para obtener una velocidad en metros por segundo.


  1. Portafolio A&P de Medina B. Brenda: objetivo 48 y 49: inhalación y exhalación [en línea]. 2011 [consultado el 11 de diciembre de 2012]. Disponible en URL: http://blm1128.blogspot.co.uk/2011/04/objective-49-contrast-inspiration-and.html .
  2. Häggström M. Archivo: valores normales para el flujo espiratorio máximo - escala de la UE.png [en línea]. 2009 [consultado el 11 de diciembre de 2012]. Disponible en URL: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Normal_values_for_peak_expiratory_flow_-_EU_scale.png .
Las Figuras 4 y 5 de "Dinámica del flujo de aire de los aviones a reacción humanos: estornudos y respiración - Fuentes potenciales de aerosoles infecciosos" parecen proporcionar la información solicitada (la Figura 4 es para la respiración nasal); el documento también comenta que "las unidades de caudal de aire (litros por segundo)" "son difíciles de convertir en velocidades de flujo de aire comparables (en m/s)".

No estoy seguro de que esta sea una gran respuesta, pero como nadie más ha dado un paso al frente: variará mucho dependiendo de lo que estés haciendo.

Según Wikipedia, el volumen corriente de una respiración suele ser de unos 500 cm 3 , para que pueda calcular la velocidad a partir del tiempo necesario para respirar y el área de la sección transversal de la boca. El problema es que la frecuencia respiratoria varía enormemente, por ejemplo, desde descansar hasta correr una maratón. ¿También tomaría el área de la sección transversal de los labios, o la laringe, o algún otro punto en el tracto respiratorio?

En cualquier caso, en la mayoría de las circunstancias, dudo que el factor limitante durante una inhalación sea la diferencia de presión. Sospecho que es más probable que sea la rapidez con la que se expanden las costillas. Me parece que si tomo una respiración repentina y trato de detenerme a la mitad, la inhalación se detiene de inmediato. Si el factor limitante fuera la diferencia de presión, esperaría que el aire siguiera entrando después de haber dejado de intentar inhalar.

Pero a medida que expande sus pulmones, crea una diferencia de presión entre el aire ambiental y sus sacos pulmonares. . Si deja de expandirse, dejará de crear una diferencia de presión, por lo tanto, detenga el flujo. La diferencia de presión se reduce a medida que el aire fluye hacia los sacos pulmonares, supongo que esto sucede rápido, es por eso que el flujo se detiene si dejas de expandirte.
Sí. Supongo que el punto es que la diferencia de presión va a ser muy pequeña. Tampoco será igual en todas partes de los pulmones. Supongo que la caída de presión principal en los pequeños tubos a los alvéolos en lugar de en la garganta, la tráquea o los bronquiolos. Entonces, lo que importa es la velocidad en los tubos pequeños, no la velocidad de exhalación.
por cierto... si se tarda unos 2 segundos en introducir 500 cm^3 de aire en los sacos pulmonares, entonces Q = 250 cm^/s * (1m/100cm)^3 = 0,00025 (m^3/s). Entonces, la tasa de flujo de volumen es Q = Velocidad * Área y, por lo tanto, Velocidad = Q/Área = 0.00025/(pi*(9*10^-3)^2 = 1 m/s si la cavidad de la boca se aproxima como un tubo con radio igual a 9 mm.Parece que la velocidad es de aproximadamente 1-2 m/s