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La rotura de aneurismas intracraneales es una de las principales causas de muerte por ACV, siendo la causa más común de hemorragia subaracnoidea espontánea. Dada la incertidumbre respecto a la posibilidad de que ocurra una ruptura, los profesionales suelen encontrarse en la dicotomía de tratarlos o no, siendo que la intervención para su oclusión posee riesgos de ruptura intraoperatoria. En la actualidad, “la historia natural” o mecanismo por el cual un aneurisma se forma, crece y finalmente se rompe aún no se comprende completamente. Esto motiva el desarrollo de herramientas tecnológicas para apoyar el diagnóstico clínico y la planificación de la intervención de oclusión endovascular cuando son detectados de forma asintomática o luego de un episodio de ruptura con sobrevivencia del paciente. En particular, el riesgo de ruptura durante la intervención aumenta debido a las fuerzas externas aplicadas cerca del cuello del aneurisma por los instrumentos utilizados por los profesionales de la salud. Un incremento en la tensión del microcatéter durante la intervención puede llevar a un súbito “salto” no controlado, pudiendo generar distintas complicaciones de gravedad. En este contexto, resulta de interés caracterizar la estabilidad del aneurisma a cargas localizadas aplicadas en zonas próximas al cuello. 

En esta presentación se muestran los avances realizados durante los primeros 3 años de doctorado en el modelado de la biomecánica de la oclusión endovascular de aneurismas cerebrales. 

Autor: Nicolás Muzi 

Aún en la actualidad, son escasas las herramientas que se le brindan a estudiantes y a neurocirujanos para que puedan entrenarse antes de someterse a cualquier procedimiento quirúrgico, como por ejemplo un Bypass. 

Con este proyecto, basado en un paper de la UCSF, se busca construir un modelo sintético de la arteria cerebral media que pueda cumplir con ciertos requisitos para que sirva de recurso realista en una capacitación previa a la intervención. 

Es primordial comenzar el estudio entendiendo que, gracias a la complejidad de la pared arterial, no se llegará a un modelo exacto, pero si es posible asemejarlo.

En este caso, se utilizará un material sintético (PVA) y se enriquecerán sus propiedades mecánicas por medio de entrecruzamiento de cadenas de poliméricas. Por último, se lo caracterizará a través de ensayos mecánicos comparables.

Autor: Aldana Giménez 

La manufactura aditiva ha permitido fabricar piezas más complejas y con un porcentaje de material de desecho casi nulo comparado con los procesos de manufactura tradicional. Sin embargo, el comportamiento estructural y funcional de los prototipos impresos en 3D no ha sido completamente analizado como para sustituir de una forma segura una pieza fabricada con procesos tradicionales. Por lo que se comienza el estudio con la búsqueda de una normativa que nos permita caracterizar y comparar los resultados del ensayo de tracción a probetas fabricadas por dicha manufactura; se elige el ensayo nombrado anteriormente ya que está considerado como uno de los más importantes para la determinación de las propiedades mecánicas de cualquier material.

Se busca obtener resultados comparables con la realidad a través de simulación computacional para piezas fabricadas por manufactura aditiva. Procedemos con el dominio computacional de la probeta, el cual se realiza a través de la escritura de archivos “.geo” para ejecutarlos con el software GMSH; y su posterior simulación en el software MOOSE.

Para optimizar la simulación, se comienza el estudio con la reducción del mallado 3D a partir de su simetría geométrica, observando que el error obtenido en la simulación de la misma, en función del número de elementos, sea el menor posible. Buscando asi una reducción significativa de elementos sin perjudicar los resultados. 

Autor: Lucas Di Menza 

La manufactura aditiva es un proceso de fabricación de objetos tridimensionales creados mediante la superposición de capas sucesivas de material. Esta tecnología ha permitido geometrías antes imposibles de fabricar, y junto con esto, surgen nuevas posibilidades de optimización de las estructuras que las conforman.

En el siguiente trabajo se realizará un experimento que permitirá comparar de manera cualitativa la resistencia mecánica de dos teselaciones comunes relacionadas matemáticamente por dualidad.

Se planea crear dos modelos cilíndricos equivalentes en peso y dimensiones, construidos con distintas estructuras, una generada con una teselación de triángulos y la otra con su equivalente de Voronoi. Se realizará el experimento mediante la aplicación de presión interna, proporcionada por el inflado de un neumático, y la observación mediante una cámara. Para lograr esto se utilizarán Solid Edge y Meshmixer en la generación de los modelos, para después ser impresos en 3D.

Cualquiera sean los resultados, el experimento aportará conocimiento y experiencia en ámbitos actuales como la manufactura aditiva, CAD, modificación de mallas, ensayos mecánicos, optimización de estructuras y diseño entre otras. 

Autor: Rodrigo Bautista 

Se realiza el análisis y estudio del lugar donde se realizaran impresiones de probetas 3D, las cuales serán sometidas a distintos tipos de pruebas.

Esto se debe a que no todos los materiales se imprimen fácilmente como el PLA. El Nylon por su lado, presenta mayor dificultad de unión en las capas a la hora de la impresión. Por ello, se debe preparar un ambiente adecuado para realizar piezas con dicho material, el cual debe estar a una temperatura y humedad controlada para asegurar la correcta fabricación de las probetas. Se planea el armado de una caja de temperatura y humedad controladas.

Por otra parte, se desea analizar barras impresas en PLA, mediante la propagación de ondas. Se excita la barra en un extremo, y se toman datos a lo largo de ella para estudiar como se distorsiona la onda mientras la atraviesa. Con ello se busca poder llegar a analizar en un futuro, piezas creadas mediante manufactura aditiva, pero usando metales. Esta tecnología se encuentra en auge, y puede significar mucho para el desarrollo de futuras tecnologías. 

Autor: Heber Durán 

Se busca definir, antes que nada, qué es un experimento. Posteriormente, desde un enfoque conceptual, se procede a determinar cuáles son las preguntas que uno debe hacerse a la hora del desarrollo del mismo. Se abordan preguntas del tipo: ¿qué variables puedo controlar y cuáles no?, ¿qué consecuencias tiene esto en los resultados?, ¿qué necesito para definir el tamaño de una muestra?, ¿las respuestas son acordes a lo esperado?, ¿qué conclusiones hago acerca de la variabilidad de los datos?, entre otras. Desde un enfoque formal se buscan definir los elementos principales que componen un experimento: variable repuesta, factor, niveles de factor, tratamiento y unidad experimental. Se busca clasificar y expresar matemáticamente el modelo del experimento, la formulación de hipótesis en función de los resultados que uno espera observar y la evaluación de las mismas. Se formalizarán los supuestos hechos y el cómo verificarlos para que las conclusiones sean válidas. Seguido de ejemplos prácticos se determinará la importancia de clasificar correctamente una muestra y se emitirán conclusiones siguiendo el análisis de varianza, con resultados expuestos en una tabla ANOVA. 

Autor: Marco Domínguez 

Se aborda el análisis de la interacción fluido-estructura en un caso simple, específicamente en un tubo recto de sección circular con un fluido incompresible. El objetivo principal es demostrar cómo la fluidodinámica y la estructura pueden ser analizadas en conjunto.

La presentación se centra en la metodología utilizada para llevar a cabo este análisis. Se describe el proceso de generación de mallas usando el software 'SALOME' a partir de geometrías clásicas. Para el análisis de la fluidodinámica, se utiliza el software 'OpenFOAM'. Se detallan las condiciones de fronteras, como así también las características del fluido. Por otro lado, se utiliza el software 'CalculiX' para analizar la estructura del tubo. Se describen las propiedades mecánicas de la estructura.

Se concluye resaltando la importancia de analizar la interacción fluido-estructura en casos reales. A través de este caso simple, se demuestra la viabilidad de abordar ambos aspectos de manera conjunto. Se destaca la necesidad de comprender la relación entre la fluidodinámica y la estructura para obtener una visión completa del comportamiento del sistema. 

Autor: Brian Villegas 

Se cree que la biomecánica de aneurismas intracraneales está relacionada con eventos de ruptura introperatoria. En particular, se cree que tanto el cuello del aneurisma como su entorno circundante es sensible a cargas aplicadas, las cuales podrían generar inestabilidades estructurales relacionadas con un incremento del riesgo de ruptura durante la oclusión.

La simulación computacional de la biomecánica de aneurismas requiere el uso de mallas de superficie de buena calidad, lo que representa un desafío debido a la alta variabilidad entre las geometrías de cada paciente. Adicionalmente, los procedimientos manuales para la obtención de las mallas requieren de una alta cantidad de tiempo y son altamente dependientes del observador, lo que aumenta la incertidumbre y dificulta la realización de un estudio sistemático.

Para abordar esta problemática se desarrolló una herramienta que aísla de manera automática el aneurisma y su entorno circundante del árbol arterial con una mínima interacción del usuario. En esta presentación se describe su funcionamiento, la estructura del software desarrollado y su algoritmo, además de algunas funciones utilizadas en el proceso de corte. 

Autor: Nicolás Muzi 

Las propiedades elásticas y mecánicas de cualquier material se encuentran entre las propiedades clave que deben investigarse a fondo para facilitar la integración adecuada de ese material en la tecnología emergente. Estos materiales presentan un impresionante potencial de optimización, que es una característica importante en aplicaciones estructurales. En el diseño estructural de materiales compuestos, las técnicas de homogeneización se aplican ampliamente para describir el comportamiento mecánico equivalente en vista de componentes heterogéneos. Este modelado generalmente se aplica considerando un subvolumen de un dominio completo, reduciendo el tiempo de simulación con buenos resultados. Se pueden aplicar diferentes técnicas de homogeneización computacional para discretizar el dominio.

En la homogeneización computacional, la conexión entre la macroestructura y la microestructura se realiza a través del concepto de Elemento de Volumen Representativo (RVE). Más específicamente, un RVE se puede definir como un volumen de material heterogéneo que es estadísticamente representativo de toda la estructura compuesta que contiene matriz, fibras, granos, inclusiones, poros, etc.

En este trabajo daremos una breve introducción al concepto de homogeneización y RVE, utilizando MOOSE (Multiphysics Object-Oriented Simulation Environment) 

Autor: Eduardo G. Rodríguez