LA INFLUENCIA DE ESCALAR MODELOS EN ESTUDIOS BIOMECÁNICOS CON ANÁLISIS DE ELEMENTOS FINITOS

TABORDA, JEREMÍAS R. A.

La Rioja

Jornada; XXXVI Jornadas Argentinas de Paleontología de Vertebrados; 2023

CRILAR

Una práctica común en las ciencias naturales es la comparación, ya sea entre diferentes individuos o entre resultados de diferentes análisis. Si bien la comparación proporciona una gran fuente de información, puede generar confusiones si no se realiza adecuadamente. En el caso de los análisis de elementos finitos, utilizados en estudios biomecánicos, la comparación debe realizarse entre resultados obtenidos a partir de modelos obtenidos mediante el mismo procedimiento. No solo en lo referido a las estructuras (2D o 3D) y sus propiedades mecánicas, sino también a la configuración y aplicación de las condiciones de borde (que son las condiciones físicas externas que actúan sobre la estructura). Por lo cual, cuando se escalan modelos a un mismo tamaño, utilizando como referencia la longitud de las estructuras en uno de los ejes cartesianos (x, y, z), es necesario redimensionar también las condiciones de borde. Por ejemplo, en los análisis tridimensionales de cráneos, comúnmente se realizan comparaciones del patrón de tensión generado durante la toma de alimento, a fin de comparar el desempeño de los aparatos tróficos entre en diferentes especies. En estos estudios, tradicionalmente se escala los cráneos igualando la longitud de los mismos, subordinando las otras dimensiones a esta medida. Sin embargo, ¿sería igualmente válido escalar los modelos utilizando como referencia otras dos dimensiones (e.g. ancho y alto)? Estudios previos han demostrado que el patrón de tensión generado en una estructura no depende de las propiedades mecánicas del material que la conforma. Esto significa que dos estructuras idénticas, pero de distinto material sometidas a iguales condiciones de contorno presentarán el mismo patrón de tensión, aunque con diferentes intensidades. En la presente contribución se prueba que dos estructuras idénticas (compuestas por el mismo material) a escalas diferentes, muestran el mismo patrón de tensión, pero con diferente magnitud en sus valores. Esto se debe a que la respuesta mecánica de una estructura, sometida a unas determinadas condiciones de externas, depende de su morfología. En tanto que la magnitud de los valores de tensión generados depende del tamaño y de las propiedades del material que componga la estructura. Estos resultados muestran que es posible comparar el patrón de tensión entre cráneos sin importar el eje que se utilice para escalarlos. Sin embargo, si la comparación se realiza sobre magnitudes medidas a partir de los resultados de los análisis, podría ser necesario establecer una nueva forma de escalar los modelos para asegurar una correcta comparación.