Indagini sull'emodinamica in microgravità

With the renewed interest in space exploration comes a growing need to understand how the human body adapts to microgravity. This thesis focuses on the effects of this condition on the fluid dynamics of blood and the chain of consequences it sets off in the cardiovascular system. It looks at the shift of fluids toward the chest and head, the rise in hematocrit, the changes in internal pressures and the dilation of blood vessels, up to the risk of venous stasis and thrombosis that these changes can trigger. Real microgravity is then compared with the microgravity reproduced on the ground by simulators such as Head-Down Tilt and Dry Immersion. To support the analysis, a simplified mathematical model was developed to estimate the wall shear stress on the vessel walls across six operational scenarios. The aim is to assess how closely the simulators actually reproduce orbital conditions and how useful they can be in the preliminary study that comes before space missions.

Con il rinnovato interesse per l'esplorazione spaziale cresce la necessità di capire come il corpo umano si adatti alla microgravità. Questa tesi si concentra sugli effetti di tale condizione sulla fluidodinamica del sangue e sulle conseguenze a catena che ne derivano per il sistema cardiocircolatorio. Vengono analizzati lo spostamento dei fluidi verso il distretto toracico e cefalico, l'aumento dell'ematocrito, la variazione delle pressioni interne e la dilatazione dei vasi, fino al rischio di stasi e trombosi venosa che questi cambiamenti possono innescare. La microgravità reale viene poi confrontata con quella riprodotta a Terra dai simulatori, come l'Head-Down Tilt e la Dry Immersion. A supporto dell'analisi è stato sviluppato un modello matematico semplificato che stima lo sforzo di taglio alla parete dei vasi in sei diversi scenari operativi. L'obiettivo è valutare quanto i simulatori riescano effettivamente a rappresentare le condizioni orbitali e quale utilità possano avere nello studio preliminare alle missioni.