Modelado y análisis por elementos finitos del comportamiento mecánico del tejido colonico

En el trabajo de fin de grado "Modelado y análisis por elementos finitos del comportamiento mecánico del tejido colónico" se realiza una primera aproximación al comportamiento del tejido colónico del ser humano, a través del estudio de muestras de tejido porcino, con el fin de desarrollar una serie de modelos geométricos lo suficientemente fieles a la realidad como para predecir, con un error conocido, el comportamiento mecánico de este material. La razón para realizar un estudio como tal es el hecho de poder conseguir cada vez modelos de comportamiento mas fiables, para así poder predecir la reacción de estos tejidos a la hora de realizar intervenciones quirúrgicas o implantaciones de stents y catéteres en pacientes por ejemplo, de cáncer de colon.El estudio parte de una serie de ensayos experimentales realizados en laboratorio, en los que se someten muestras de tejido colónico porcino a ensayos de tracción biaxial, con objeto de simular estados tensionales similares a los que suele estar sometido este tejido dentro del cuerpo humano. Conocidos estos resultados, se recrean por medio de un software de elementos finitos los mismos ensayos, utilizando diferentes modelos constitutivos de comportamiento para el modelado del material, tanto isótropos como anisótropos. Estos modelos se caracterizan mediante el ajuste de sus parámetros característicos utilizando software que permite el ajuste matemático de los modelos a de las curvas tensión deformación obtenidas en los ensayos, habiendo realizado previamente un filtrado de las mismas. Una vez procesadas, se obtienen los parámetros indicados para cada uno de los modelos, listos para ser introducidos en la simulación por elementos finitos.Obtenidos los resultados de las simulaciones por elementos finitos, se procede a realizar un análisis de regresión curva a curva con los ensayos experimentales para medir así la veracidad de estos modelos y su aproximación a la realidad. El modelo que menor error presente será el escogido para predecir el comportamiento del tejido colónico en esa zona.En concreto en este estudio, se utilizaron los ensayos biaxiales con relación de cargas 1:1, 0,5:1 y 1:0,5 para caracterizar el material y hallar las constantes de cada modelo. Con estos parámetros de ajuste, se realizaron simulaciones con relaciones de carga de 0,75:1 y 1:0,75. Con los resultados de estas simulaciones se generaron una serie de tablas y gráficas de resultados para evaluar de forma visual y numérica el ajuste de las curvas resultantes y poder brindar unas conclusiones finales sobre qué modelo hiperelástico y con qué parámetros es el más adecuado para simular el comportamiento del tejido del colon.En total se llevaron a cabo 120 simulaciones en Abaqus con el correspondiente post procesado de datos e implementación en hojas de cálculo. Se pudo llegar a una conclusión final concreta y medible.