Modelo simplificado de interacción entre flujo y paredes delgadas elásticas utilizando la ecuación de Laplace

JOSÉ DI PAOLO; CRISTÓBAL FRESNO RODRÍGUEZ; SEBASTIÁN UBAL; MARCELO E. BERLI; DIEGO M. CAMPANA

Bahía Blanca

Congreso; I Congreso Argentino de Ingeniería Mecánica (I CAIM); 2008

Universidad Nacional del Sur

Los aneurismas son patologías arteriales que consisten en un ensanchamiento local del diámetro arterial, acompañado de un adelgazamiento de la pared del vaso, el cual eventualmente podría romperse, con el consiguiente derrame de sangre hacia el espacio extravascular. Accidentes vasculares de este tipo son frecuentes a nivel cerebral; el daño neurológico producido tiene como consecuencia en muchos casos la invalidez parcial o total del individuo, e incluso su muerte.La dinámica del flujo en una arteria con aneurisma constituye un problema de interacción flujo estructura: el diámetro arterial aumentado genera un incremento de la presión local, este aumento tiende a dilatar aún más la arteria, pero la tensión de la pared vascular se incrementa, oponiéndose a este cambio.En este trabajo se estudian las principales características mecánicas de la aparición y crecimiento de aneurismas, a los fines de establecer conocimientos previos para futuros modelos más complejos que concluyan aportando información para la prevención de accidentes cerebro - vasculares principalmente.El modelo supone válida la aproximación de lubricación y que puede tratarse a la sangre como un fluido Newtoniano en flujo cuasi-estacionario. Se considera a la pared arterial como una membrana elástica homogénea, incompresible, la cual se distiende en las direcciones radial y axial en relación a la presión del fluido, de acuerdo a la ecuación de Laplace. El modelo en ecuaciones se resuelve a través de un algoritmo computacional que insume escasos segundos de ejecución, requiriendo los parámetros materiales de la arteria y su geometría (radio interior y espesor), la viscosidad de la sangre y el caudal sanguíneo.Los resultados muestran la variación de tamaño del aneurisma en función del caudal circulante, poniendo en evidencia el adelgazamiento de la pared del conducto. Los resultados indican que los parámetros geométricos y materiales que caracterizan la arteria influyen marcadamente en la evolución de los aneurismas.