INVESTIGADORES
GUARNIERI Fabio Ariel
congresos y reuniones científicas
Título:
Macromodelo Fluido-Electro-Mecánico de una Microválvula para el Tratamiento del Glaucoma
Autor/es:
FERNANDO L. SASSETTI; FABIO A GUARNIERI
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Congreso; XXIX Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones; 2010
Institución organizadora:
ASOCIACIÓN ARGENTINA DE MECÁNICA COMPUTACIONAL AMCA
Resumen:
Resumen: La microválvula para el tratamiento del glaucoma es un implante activo que
permite regular la presión intraocular de manera dinámica variando el caudal de salida del
humor acuoso del ojo. El dispositivo que se analiza fue diseñado para ser construido
mediante la aplicación de la tecnología MEMS (microelectromechanical systems). El
mecanismo actuador de la microválvula es un polímero electroactivo, que presenta
deformaciones con bajos voltajes flexionando un diafragma.
En este trabajo se desarrolla un macromodelo (modelo dinámico de orden reducido de
dispositivos) que permite describir el funcionamiento de la microválvula con menor costo
computacional que el que demanda la simulación de las diferentes partes del microsistema.
El uso del macromodelo permite optimizar el proceso de diseño y validación del dispositivo.
El macromodelo está compuesto por cuatro módulos: a) Eléctrico, que describe la relación
tensión corriente en los polímeros electroactivos; b) Electromecánico, que relaciona la
densidad de cargas con la deformación del polímero activo; c) Mecánico, que describe la
deformación del actuador utilizando el método de conservación de la energía elástica; y el
módulo d) Microfluídica. Para optimizar y validar el macromodelo desarrollado se simula el
funcionamiento de la microválvula utilizando el método de elementos finitos. Se modela la
interacción electromecánica del actuador utilizando un modelo termoelástico nolineal
geométrico. Para resolver el problema fluídico se utiliza una malla móvil (ALE) que copia el
desplazamiento del diafragma. El macromodelo desarrollado permite determinar la variación
del flujo de humor acuoso cuando el actuador de la microválvula es energizado
eléctricamente y también puede ser utilizado como un bloque en software de simulación de
circuitos electrónicos integrado con la microelectrónica asociada al MEMS.