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Titolo: Fisica del materasso. Davvero!

(pausa per attendere che finiscano le battute...)
Nel volume Conceptual Physics di Paul Hewitt quarta edizione mi ritrovo il
seguente esercizio:
"le persone immobilizzate a letto sono meno propense alle piaghe da
decubito se i loro corpi sono sostenuti da materassi ad acqua anzichè
materassi normali. Perché ?"
Questo esercizio si trova nel capitolo di Idrostatica dopo aver spiagato il
principio di Pascal. Mi pare che sia dal contesto sia da come è formulato
il problema che l'autore voglia suggerire una risposta del tipo: "ma certo,
il principio di Pascal ci dice che la pressione è uniforme, pertanto il
materasso ad acqua distribuisce la pressione"
Siccome ho un amico che soffre di problemi simili, avevo già un pò
riflettuto su questa faccenda e devo dire che l'affermazione sopra
riportata mi pare una "bufala". In primo luogo una sommaria ricerca nella
letteratura medica mi conferma il sospetto che i medici non la pensano
così. In secondo luogo anche la fisica, mi pare sbagliata. 
Facciamo il seguente "gedankeexperiment": se prendo due cubi dal volume di
1dm^3 ciascuno e dal peso rispettivamente di 1 e 10 kg e li appoggio al
materasso, una volta raggiunto l'equilibrio per forza di cosa la pressione
sulle rispettive basi di appoggio sono di 1 e 10kg/dm^2 rispettivamente.
Pertanto il materasso ad acqua non uniforma un bel niente.
Si potrà dire che di norma i pazienti non vengono segati e disposti a pezzi
sul materasso. Allora incolliamo i nostri due cubi in una faccia ottenendo
così in prisma di 1x1x2 dm ed appoggiamolo sul materasso. Si poggerà un pò
inclinato e credo che la pressione non è uniforme ma avrà un minimo ed un
massimo nonchè un certo gradiente. Insomma neanche così la pressione è
uniforme. Tuttavia, credo che la pressione massima sia diminuita e quella
minima salita.
Si potrebbe pensare di uniformare la pressione con un marchingegno tipo
letto da fachiro. Se si dispongono i chiodi in modo che la densità (nel
senso di chiodi per unità di area) sia proporzionale alla densità locale
del corpo sostenuto la pressione per singolo chiodo potrebbe essere resa
uniforme. Dubito che una simile soluzione sia comoda.
Domanda:
Che razza di materasso progetterebbe un fisico se gli fosse richiesto di
minimizzare la pressione massima ? 
(La richiesta di minimizzare la pressione massima è dettata da
considerazioni mediche)

Antalaxis ha scritto:
 > Nel volume Conceptual Physics di Paul Hewitt quarta edizione mi
 > ritrovo il seguente esercizio:
 >
 > "le persone immobilizzate a letto sono meno propense alle piaghe da
 > decubito se i loro corpi sono sostenuti da materassi ad acqua anzichč
 > materassi normali. Perché ?"
 >
 > Questo esercizio si trova nel capitolo di Idrostatica dopo aver
 > spiagato il principio di Pascal. Mi pare che sia dal contesto sia da
 > come č formulato il problema che l'autore voglia suggerire una
 > risposta del tipo: "ma certo, il principio di Pascal ci dice che la
 > pressione č uniforme, pertanto il materasso ad acqua distribuisce la
 > pressione"
 > ...
 > Facciamo il seguente "gedankeexperiment": se prendo due cubi dal
 > volume di 1dm^3 ciascuno e dal peso rispettivamente di 1 e 10 kg e li
 > appoggio al materasso, una volta raggiunto l'equilibrio per forza di
 > cosa la pressione sulle rispettive basi di appoggio sono di 1 e
 > 10kg/dm^2 rispettivamente. Pertanto il materasso ad acqua non uniforma
 > un bel niente.
E questo come lo concilieresti col principio di Pascal?
10 kg(peso)/dm^2 corrisponde a un dislivello d'acqua di un metro:
quindi il cubo pesante affonderebbe completamente.
Per sostenere l'altro, occorrerebbe che il materasso sia spesso almeno
10 cm: il cubo affonderebbe 10 cm rispetto al livello del materasso
non compresso.
Facendo lo stesso conto per un uomo medio, va pou' o meno come col
cubo leggero: la prti del corpo piu' sporgenti affonderebbero di piu'
e sarebbero quindi soggette a una pressione maggiore.
Il fatto e' che non si puo' dimenticare l'involucro, che produce forze
non trascurabili.
Piu' di questo non so dire...
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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materassi normali. Perché ?"
Io avrei pensato più che all'uniformità della pressione alla deformabilità
del supporto, invece: con un materasso rigido, un po' meno con uno in lana,
ci possono essere parti del corpo che non toccano la superficie del
materasso (nella zona lombare ad esempio, stando supini).
Con un materasso ad acqua, invece, è più facile che l'intera superificie
inferiore del corpo (mi si passi l'espressione) venga a contatto con il
materasso - anzi forse si arriva a lambire anche una parte che sta ai lati.
Aumentando la superficie, la pressione diminuisce.
Poi sul fatto che si mantenga uniforme o meno in ogni dove,  non mi
pronuncio.
saluti,
Peltio

|non trascurabili.
Anche su questo non ci piove. Ma sia che consideriamo le tensioni
nell'involucro, sia che immaginiamo la persona semplicemente galleggiante,
ci ritroviamo sempre con pressioni non uniformi.
Ecco il perchè della mia domanda se ci può essere qualche accorgimento per
minimizzare questo fatto.


Io credo che la pressione non c'entri niente.Tanto č vero che negli
ospedali i nuovi materassi ad acqua sono dotati di un motore che fa da
ricircolo , č la temperatura che provoca il decubito e il materasso ad
acqua la tiene piů bassa di quella che si avrebbe nel letto normale.

 minimizzare questo fatto.
Teoricamente il galleggiamento e' la soluzione ottimale.
Per ridurre l'inutile sprofondamento del corpo in acqua puoi mettere il
malcapitato a galleggiare sul bromoformio.
Temo pero' che chimici e medici ci trovino da ridire... ;-)
Se neppure il galleggiamento ti soddisfa (a causa delle trascurabili 
variazioni di pressione dovute al principio di Stevin) non ti resta che 
spedire il degente in orbita: qualcuno ci ha gia' pensato (il miliardario
del film 'Contact').      
-- 
     Elio Proietti
     Valgioie (TO)