Ingeniría por biólogos : modelado por elementos finitos en morfología funcional.

BECERRA FEDERICO; AGÜERO PARISI NICOLÁS F; CISILINO ADRIÁN P; VASSALLO ALDO IVÁN

Mar del Plata

Jornada; XXVI Jornadas Argentinas de Mastozoología.; 2013

Sociedad Argentina para el Estudio de Mamíferos

Diferentes procesos evolutivos modelan las estructuras corporales de los seres vivos a lo largo de su historia de vida. Un ejemplo concreto estaría representado por el sistema esqueletario de vertebrados, capaz de remodelarse de acuerdo a las demandas mecánicas del entorno. Pero cómo desarrollar análisis funcionales, de resistencia y deformación, sin llevar a cabo ensayos destructivos sobre el material? En la última década, los estudios biomecánicos han absorbido herramientas numéricas de ingenier´ıa permiti´endoles avanzar mediante modelos digitalizados. Particularmente, nuestro objetivo se centró en el análisis de las propiedades mecánicas (tensiones de tracción y compresión) de los biomateriales que componen la mandíbula del tuco-tuco de Los Talas, Ctenomys talarum (roedor braquio y dento-excavador), durante la mordida, así como de las deformaciones y esfuerzos de la estructura en su conjunto. En base a ensayos de dureza del material mediante nanoindentación instrumentada e imágenes (tomografía axial computarizada), se construyó una malla de elementos finitos en 3D. Así, considerando fuerzas, or´ıgenes e inserciones musculares y valores de fuerza de mordida in vivo estudiados previamente, se desarrolló el modelo estático. Éste estableció fuerzas externas 32% mayores a las obtenidas in vivo, lo que se atribuiría a la falta de máxima tensión isométrica. En relación a las tensiones mecánicas, se observó que la región lingual de la mandíbula se encuentra sometida a tracción (con un máximo de 130 MPa en el proceso condilar) mientras que la región ventral se encuentra sometida a la compresión (con un máximo de 70 MPa en el mismo proceso). Por su parte, la contribución estructural de los incisivos sería muy baja debido a que su ubicación coincide con la línea neutra de carga. Finalmente, se estableció que el factor de seguridad para tensiones de tracción es 1,090,37, mientras que es 2,860,79 para tensiones de compresión (valores craneanos medios en mamíferos: 1,8-11).