INTEMA   05428
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CIENCIA Y TECNOLOGIA DE MATERIALES
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Determinación de la permeabilidad de microestructuras trabeculares mediante el método de la Transformada Rápida de Fourier
Autor/es:
N. BIOCCA; S. URQUIZA; L. COLABELLA; A. P. CISILINO
Lugar:
Santa Fe
Reunión:
Congreso; ENIEF 2019; 2019
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Mecánica Computacional y Universidad Nacional de La Plata
Resumen:
Durante las últimas décadas, el empleo de prótesis para el remplazo de articulaciones se ha convertido en una práctica habitual de la cirugía ortopédica. La fijación de las prótesis al hueso es uno de los mayores problemas en el diseño de implantes. En este sentido, es de relevancia la investigación para la construcción de andamios óseos que permitan inducir y guiar el crecimiento del hueso. Para ello, sus microestructuras necesitan conjugar capacidad de soporte estructural y morfologías que permitan el transporte de nutrientes y moléculas hacia su interior, promuevan el crecimiento interno celular, faciliten la vascularización del tejido y la remoción de desperdicios.Se presenta en este trabajo la aplicación de un método computacional para caracterizar el flujo a través de microestructuras trabeculares naturales y artificiales. Con este objetivo, se implementó el método basado en la transformada rápida de Fourier (FFT) propuesto por Monchiet et al. (2009. CR Mecanique, 337(4): 192?197). Este método permite determinar la permeabilidad de un medio poroso periódico saturado por un fluido viscoso empleando la técnica de homogenización asintótica. El método es computacionalmente eficiente y no requiere mallado, lo que hace que la construcción de los modelos sea rápida, versátil y robusta.El algoritmo se implementó en C y se programó en paralelo haciendo uso de MPI y OpenMP. La verificación del algoritmo se realizó utilizando modelos de microestructuras artificiales, las cuales fueron desarrolladas utilizando el enfoque de teselación de Voronoi introducido por Fantini et al. (2016. Virtual Phys. Prototyp., 11(2): 77?90), y comparando los resultados con los obtenidos empleando el método de elementos finitos. Finalmente, el método fue empleado para el cálculo de la permeabilidad de muestras naturales, cuyas microestructuras son obtenidas a partir de imágenes de micro-tomografía computada (microTC) segmentadas y binarizadas.