Corpo Umano, tesina

Scuola secondaria di secondo grado

IPSIA G. Ceconi

Tesina di quinta superiore

Il corpo umano

Michele Riondato Anno Scolastico 2014 / 2015

Sommario

Il Corpo Umano.........................................................................................................................................2

Meccanica..................................................................................................................................................3

Struttura del corpo umano.....................................................................................................................3

Schema fabbisogno basale.....................................................................................................................4

Esempio di Lavoro sviluppato dal Corpo Umano..................................................................................7

Diaframma.............................................................................................................................................8

Funzionamento del diaframma:.........................................................................................................9

Diagramma spirometrico e sua analisi............................................................................................10

Calcoli compressione meccanica.....................................................................................................11

Impiantistica.............................................................................................................................................12

Climatizzazione naturale del aria....................................................................................................13

Esercizio...........................................................................................................................................15

Scheda tecnica del cuore......................................................................................................................18

Elettrotecnica...........................................................................................................................................20

Parte Elettrica del Cuore.....................................................................................................................20

Funzionamento.................................................................................................................................20

Alterazioni del Funzionamento........................................................................................................20

Effetti sul Corpo Umano......................................................................................................................21

Fattori di rischio di esposizione alla corrente elettrica...................................................................22

Come Evitare Infortuni Elettrici..........................................................................................................24

Interruttore Differenziale.....................................................................................................................25

Funzionamento.................................................................................................................................25

Schema di Funzionamento...............................................................................................................25

Interruttore Magnetotermico................................................................................................................26

Funzionamento.................................................................................................................................26

Schema di Funzionamento...............................................................................................................27

Utilizzo della Elettrocuzione................................................................................................................28

L'Elettroshock...................................................................................................................................28

Storia........................................................................................................................................................29

Storia e origini del Elettroshock..........................................................................................................29

Sperimentazione...............................................................................................................................29

L'Eugenetica è legge............................................................................................................................30

Leggi Razziali Naziste......................................................................................................................30

Ascesa del Partito Nazional Socialista................................................................................................31

Inizio della Seconda Guerra Mondiale................................................................................................32

1

La rapida espansione Tedesca.........................................................................................................32

Le prime sconfitte della Germania...................................................................................................32

Fine della Seconda Guerra Mondiale..................................................................................................33

La fine della guerra in Europa.........................................................................................................33

La fine della guerra nel resto del mondo.........................................................................................33

Inglese......................................................................................................................................................34

War's long-term effects.........................................................................................................................34

Italiano.....................................................................................................................................................35

Giuseppe Ungaretti..............................................................................................................................35

L’esperienza della prima guerra mondiale......................................................................................35

La Veglia..............................................................................................................................................36

Analisi e Commento.............................................................................................................................37

Sitografia..................................................................................................................................................37

Il corpo umano

Come descrivere il corpo umano se non paragonandolo ad una macchina?

Così come in un qualsiasi macchinario ogni ingranaggio lavora in funzione di tutti gli altri, nel nostro corpo ogni cellula, ogni nervo e ogni organo lavora per rendere efficiente la macchina nella sua totalità.

Grazie alle nuove tecnologie e alle conquiste in medicina è stato possibile approfondire ogni singolo aspetto e tematica che lo riguardi rendendo possibile ogni sua analisi.

Il corpo umano è potenzialmente una macchina perfetta frutto di milioni di anni di evoluzione, che lo hanno adattato in modo ottimale e ideale poiché è in grado di auto migliorarsi e comprendendo anche le sue estensioni, cioè altre macchine da lui stesso generate, è in grado di compiere qualsiasi intervento ed è in grado di progredire e auto perfezionarsi.

Provando ad analizzarlo come un complesso macchinario ne ricaveremo informazioni molto importanti sui suoi meccanismi e funzionamenti, analizzeremo inoltre il suo modo di interfacciarsi con altri macchinari e dispositivi che dovranno tener conto delle sue esigenze per essere funzionali e inoltre delle azioni che esse avranno su di esso e infine analizzando il suo comportamento e il suo interagire con altre macchine, o altri esseri umani fino a, dopo aver compiuto un percorso di coscienza, tornarne a parlare come semplicemente noi, esseri umani, in grado di avere emozioni, soffrire e gioire, muovere guerra o scrivere poesie in onore alla vita.

Per iniziare possiamo dire che il corpo umano consiste in una testa, un collo, un torso, due arti superiori e due arti inferiori. È suddiviso in complessi sistemi che gli consentono infinite funzioni: il sistema circolatorio, sistema immunitario, apparato respiratorio, apparato digerente, sistema urinario, sistema muscolare, apparato scheletrico, sistema nervoso, sistema circolatorio linfatico, sistema endocrino.

Descriveremo in seguito con efficienza maggiore gli apparati e le parti che lo compongono tenendo conto però delle parti riguardanti il nostro interesse poiché il corpo umano è una macchina, ma la più complessa che si possa trovare con infinite parti, funzioni e comportamenti e inoltre la più variabile.

Meccanica

Struttura del corpo umano

3

Proviamo attraverso un quadro generale e schematico a individuare le caratteristiche principali, meccaniche e strutturali. Adesso andremo a elencare le parti costitutive della macchina.

• Sistema strutturale e locomotore: è garantito dalle 206 ossa del sistema scheletrico cioè la struttura portante e dal sistema muscolare composto da 600 muscoli che pongono le forze opposte e contrarie alla gravità permettendo il movimento.
• Sistema di controllo: costituito dal sistema nervoso specializzato nel ricevere, trasmettere e elaborare stimoli elettrici dei suoi vari dispositivi tra cui recettori di pressione, temperatura, di sostanze chimiche, del dolore e elettrici, da varie centraline di controllo e ovviamente dal computer principale, il cervello.
• Sistema di accumulo e scarico materie per produzione di energia: i componenti necessari vengono prelevati per digestione meccanico/chimica dal sistema digerente e infine eliminate le scorie tramite l'apparato escretore.
• Sistema di trasporto e utilizzo dell'energia: la macchina è mantenuta attiva in ogni sua funzione e ricava energia attraverso un processo di ossidoriduzione in cui l'ossigeno ricavato dall’apparato respiratorio, insieme a grassi, proteine ma principalmente zuccheri vengono sottoposti a un processo di combustione chiamato respirazione cellulare creando così la molecola combustibile principale, la molecola ATP con un potenziale di 30,5 KJ/mol. Le materie prime essenziali per la produzione energetica sono distribuite in tutto il volume del corpo tramite una pompa premente aspirante a ritmo variabile, il cuore che gli irradia in soluzione di 90% d'acqua tramite l'apparato circolatorio a ogni cellula.

Schema fabbisogno basale

Ora che abbiamo compreso la macchina e il suo funzionamento possiamo analizzare alcuni dati tecnici, cioè come funziona e come utilizza l’energia ricavata. η

Nel compiere lavoro il nostro corpo si comporta come una macchina il cui rendimento 4

η

è dato da = lavoro eseguito/energia utilizzata.

Anche per i singoli organi si parla di rendimento. I reni hanno un rendimento molto basso, circa l'1%, i muscoli hanno un rendimento che può arrivare al 30%. Il rendimento all'interno del corpo umano è contenuto tra questi due estremi.

Il consumo di energia a riposo della macchina cioè il metabolismo basale ed è di circa 1800 Kcal/giorno quindi il tasso di consumo energetico in queste condizioni è di 90 Kw, lo stesso di una lampadina elettrica della stessa potenza.

Fig.1: Metabolismo Kcal/giorno relativi all'età e sesso 5

Fig.2: Schema del fabbisogno cinetico

Il metabolismo di una persona impegnata in una particolare attività si misura raccogliendo tutta l'aria inspirata in circa cinque minuti e si fa l'analisi del contenuto di ossigeno di quest'aria per determinare la quantità di ossigeno consumato in media in un minuto. L'ossigeno reagisce con le proteine, i grassi e gli zuccheri liberando in media circa 20'000 J/l di energia per litro di ossigeno consumato. 6

Esempio di lavoro sviluppato dal corpo umano

Una persona in media con un atto respiratorio aspira un volume circa pari a 500 ml grazie alle contrazioni del diaframma che espandono la gabbia toracica.

O²

Di questi 500 ml corrisponde il 21% di O².

500 ml : 100 = x : 21% O²

∙

x = 500:100 ∙ 21 → x=105

O²

x = 105 ml O²

A ogni atto respiratorio passano 105 ml di O²

In un minuto si compiono in media 14 atti respiratori quindi

≅

105 ∙ 14 = 1470 ml = 1.47 l/min di O² ≅ 1.45 l/min

Quindi possiamo formulare un esempio.

Se assumiamo questa quantità consumata di media anche se varia a seconda dell’entità dello sforzo ma assumiamo lo sforzo massimo e quindi il valore massimo cioè il 100%

di O² possiamo quindi formulare un esempio.

Se una persona durante una corsa veloce in bicicletta consuma 1,45 l/min di O² il suo metabolismo è: 1.45 l/min ∙ 20000 J/l = 29'000 J/min

29000 J/min : 60 s = 483 J/s

Quindi l'energia consumata dal corpo in quest’attività è

483 J/s : 4.18 = 115,5 cal/s = 0,11 Kcal/s

Mentre la sua potenza durante il compimento di questa attività è di

483 J/s = 483 W = 0.5 Kw 7

Diaframma

Una delle principali azioni meccaniche che il corpo umano svolge per mantenere le sue funzioni fondamentali è l'atto respiratorio coadiuvato dal diaframma toracico cioè il suo attuatore, infatti funge da stantuffo con una capacità di escursione, cioè una corsa di 7-8 cm.

L'espansione volumetrica è permessa dall’elasticità della gabbia toracica. Grazie a un moto simile a quello della maniglia di una pompa aumenta il diametro anteroposteriore della gabbia mentre in modo molto simile a quello della maniglia di un secchio aumenta anche il diametro laterale delle costole.

Fig.3: aumento diametro anteroposteriore Fig.4: aumento diametro laterale delle costole 8

Funzionamento del diaframma

Compiendo una contrazione si espande verso il basso aumentando il volume polmonare richiamando al loro interno aria grazie alla differenza di pressione generata di circa -6 mmHg rispetto a quella atmosferica. Appena colmata la depressione avviene l'atto espiratorio cioè l'espulsione dell'aria.