jueves, 15 de diciembre de 2011

BIOMIMETICA CASERA 2

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De una manera más seria, aqui os anexo brevemente la difinición de OPTIMIZACIÓN DE TOPOLOGIA  y  por mi parte con inspiración en los huesos.  La dirección de la página en concreto es ( y os la recomiendo leerla ) bvs.sld.cu/revistas/ort/vol22_2_08/ort09208.htm.



MODELOS DE OPTIMIZACIÓN TOPOLÓGICA
 
La optimización topológica tiene como finalidad determinar la distribución óptima de material dentro de un dominio de diseño, es decir, determinar la conectividad óptima de un cuerpo. Como afirma Cowin50 el remodelado interno del hueso comparte técnicas y características con la optimización topológica, ya que en muchos modelos isotrópicos la relación existente entre la densidad, que varía debido a la adaptación trabecular, y el módulo de elasticidad se modela exactamente igual que en el modelo SIMP (Solid isotropic material with penalization) propuesto por BendsÆe.56 Adicionalmente, cuando se tiene en cuenta la ortotropía del hueso, la ley de Wolff predice que los ejes de los esfuerzos y del material deben estar alineados, exactamente como sucede en el problema para mínima flexibilidad (minimum compliance design).57 Los trabajos de Garzón-Alvarado y otros,58-60 Tovar,3 Tovar y otros,61 Vera y Tovar,62 Penninger y otros.63 Cowin,64,65 Jang y Kim,66-68 entre muchos otros, son ejemplos del empleo de la optimización topológica para simular el remodelado interno del hueso.
La optimización topológica también se puede emplear para simular la adaptación de la superficie del hueso ya que al definir la conectividad del cuerpo se brinda información sobre su superficie externa.57 Lo anterior ha sido aprovechado por Xinghua y otros69 para aplicar la optimización topológica en la descripción cuantitativa de la superficie externa del hueso. El modelo fue aplicado para describir la forma externa del fémur proximal, encontrando un error respecto a la geometría medida experimentalmente de 0,002 m.
Recientemente, Jang y Kim70 desarrollaron un modelo de microelementos finitos que representa el hueso cortical completo y la estructura trabecular completa del fémur humano y emplean un método reciente de optimización topológica denominado "optimización del espacio de diseño" (Design Space Optimization, DSO) para simular computacionalmente los cambios simultáneos del hueso cortical y trabecular en el fémur humano durante el remodelado óseo. Para el remodelado externo se implementa una técnica de zonas activas e inactivas, de forma tal que el algoritmo de optimización remodela las capas periostal y endostal del hueso cortical pero no modifica su área interior, la cual es una zona inactiva. ....................................

 
ARTÍCULOS ORIGINALES

Predicción del proceso de remodelación ósea para diferentes implantes de cadera al utilizar optimización topológica
 
Prediction of the bone remodeling process for different hip implants using topological optimization
   
Diego Alexander Garzón-AlvaradoI; Máximo Alejandro Roa GarzónII; Angélica María Ramírez MartínezIII
I Doctor en Ciencias. Profesor Asociado. Grupo de Modelado y Métodos Numéricos en Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica. Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia.
II Doctor en Ciencias. Investigador del Instituto de Organización y Control de Sistemas Industriales. Universidad Politécnica de Cataluña. Profesor Asociado. Universidad Nacional de Colombia.
III Doctora en Ciencias. Investigadora Grupo de Estructuras y Modelado de Materiales. Universidad de Zaragoza, Zaragoza, España. Profesora Fundación Universidad Central.
 

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