Análisis de la influencia de la frecuencia cardíaca sobre el flujo en arterias con estenosis

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

Santa Fe, Santa Fe

Congreso; XV Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones; 2006

Centro Internacional de Métodos Computacionales en Ing. (CIMEC), INTEC (UNL-CONICET) / FICH, UNL

Numerosas observaciones clínicas indican que la fluidodinámica juega un papel importante en el desarrollo y evolución de las placas de ateroma, las cuales aparecen en una patología muy común denominada ateroesclerosis. Flujos lentos y/o con bajas tasas de deformación podrían fomentar la adhesión de células a la pared vascular e influir en la transferencia de sustancias a la misma. Por otro lado, el endotelio de las arterias podría verse dañado en los sitios donde el torrente sanguíneo produce grandes esfuerzos cortantes. Las condiciones de flujo están caracterizadas por los números de Reynolds y Womersley. Este último relaciona las fuerzas inerciales pulsátiles con las viscosas. La frecuencia cardíaca, y por ende, el parámetro de Womersley, puede variar entre unas 70 y 200 pulsaciones por minuto, dependiendo de las condiciones de ejercicio. Con el objetivo de estudiar la influencia de la frecuencia cardiaca sobre la estenosis, en este trabajo se analiza como afecta de la frecuencia de un pulso de flujo senoidal a los esfuerzos de corte en un tramo arterial estenosado. Para ello, se resuelven las ecuaciones axisimétricas de Navier-Stokes y continuidad, con condiciones iniciales y de borde apropiadas, utilizando una técnica basada en el método de Galerkin/elementos finitos. El dominio, no deformable, se divide en una malla estructurada de cuadriláteros y se utiliza una formulación mixta velocidad-presión, con elementos bicuadráticos-bilineales de Lagrange. Los resultados obtenidos muestran que, en el rango de parámetros estudiados, la frecuencia del pulso de caudal tiene una moderada influencia sobre el tamaño y la duración de los vórtices que se producen aguas debajo de la estenosis, como así también sobre los esfuerzos cortantes ejercidos sobre la pared.