Herramientas de diagnóstico para determinar la calidad de mallas tetraédricas empleadas para representar un tejido endotelial

RODRIGO J. BAUTISTA; J. GABRIEL ROSA; NICOLÁS MUZI; DANIEL MILLÁN

San Rafael

Congreso; VI Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CLICAP 2022); 2022

Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria, Universidad Nacional de Cuyo

El endotelio cerebral es una capa interna de las arterias cerebrales, que actúa como primera barrera entre el flujo sanguíneo y el tejido cerebral. En la actualidad, existe una creciente demanda de modelos biomecánicos de mayor fidelidad, de cara a brindar soporte para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades vasculares. En las últimas décadas, se ha considerado que es necesario mejorar los modelos biomecánicos a escala tejido/órgano, introduciendo efectos a escalas menores, como la escala celular. Particularmente, resulta de interés incorporar la mecanobiología del endotelio vascular, dada su sensibilidad a estímulos mecánicos generados por el flujo sanguíneo y su importancia en la historia natural de diversas patologías. El objetivo del siguiente trabajo es crear y analizar la calidad de mallas tetraédricas necesarias para la simulación precisa y eficiente de la mecanobiología de tejidos endoteliales. La generación de geometrías 3D y las mallas de cálculo correspondientes que forman el dominio computacional es una tarea de elevada complejidad. Se requiere que los elementos que conforman la malla posean ciertas características geométricas específicas que determinan su calidad y por ende su capacidad para realizar simulaciones numéricas de precisión. En el presente trabajo se implementaron algoritmos en lenguaje M (Octave-Matlab) que permiten analizar la calidad de mallas formadas por tetraedros, tales como menor seno del ángulo diedro, relación de radios y tamaño de cubo relativo. Además, se analizó la relación entre la calidad de la malla y las distintas variables relacionadas con su obtención, así como el algoritmo de mallado, tamaño de la malla o la forma geométrica, y se refinó la malla en zonas de interés o que han sido identificadas como de mala calidad. El objetivo general del presente comunicado, es introducir a estudiantes avanzados de Ingeniería Mecánica en cálculo vectorial, geometría analítica y proyectiva, scripting, creación de algoritmos, manipulación de geometrías tridimensionales en una herramienta software avanzada, por ej. GMSH.