Los pulmones como una ciudad: cómo fluye el aire por calles-bronquios exprés

Original: "Spatio-temporal air flow properties in a 3D personalised model of the human lung"
arXiv:2602.17265 · 2026-02-19 · CC BY 4.0 · 2 min
Científicos han creado un modelo que muestra cómo se distribuye el aire en los pulmones, como el tráfico por las calles.

En una imagen de los pulmones se ve un árbol: el tronco es la tráquea, las ramas son los bronquios y las hojas, los alvéolos. Pero, ¿cómo se reparte el aire por esas ramas? Los científicos han construido un modelo computacional que reproduce la forma de los pulmones a partir de imágenes de tomografía computarizada. Las ramas grandes se tomaron directamente de las imágenes, y las pequeñas se dibujaron siguiendo las reglas de cómo crece un árbol real.

En el modelo, el tejido pulmonar es elástico, como un guante de goma: se estira al inspirar y arrastra consigo a los bronquios. El aire fluye en su interior teniendo en cuenta la inercia, como el agua en una manguera, que no se detiene al instante. Las paredes de los bronquios también son flexibles: se hinchan ligeramente bajo la presión del aire. Todo se calculó en el ordenador, dividiendo los pulmones en miles de pequeñas porciones.

En los bronquios pequeños, el aire se mueve como un peatón en un callejón estrecho: lento y con esfuerzo. En los grandes, como un coche en una autopista: rápido y sin obstáculos.

Los resultados mostraron que en diferentes rincones de los pulmones el aire fluye de manera distinta. En algunos lugares se retrasa, en otros pasa demasiado rápido. Son especialmente interesantes las tensiones de cizallamiento, las fuerzas con las que el aire roza contra las paredes de los bronquios. Un roce demasiado fuerte puede dañar el delicado tejido, y uno demasiado débil puede impedir que los pulmones se expandan adecuadamente.

Este modelo es como un mapa de la ciudad para el médico. Se ve dónde hay atascos de aire y dónde hay calles vacías. En el futuro, ayudará a elegir tratamientos para que el aire llegue hasta los rincones más remotos de los pulmones.

En los pulmones humanos hay unos 500 millones de alvéolos; si se extendieran en una superficie plana, ocuparían el área de una pista de tenis.

En la novela 'Pandemia' de Robin Cook, el virus ataca precisamente los bronquios pequeños, y los protagonistas tienen que luchar por cada respiración; nuestro modelo podría mostrar dónde deja de fluir el aire.

Científicos
Andrey Markov
Conceptos
modelo tridimensional flujo sanguíneo flujo de fluido dinámica de fluidos con patrones curvatura del espacio-tiempo tejido espuma espacio-temporal modelo epidémico material blando presión atmosférica espuma de espín ecuación de Poiseuille troposphere espacio-tiempo