Análisis de los Efectos de las no Linealidades de Tejidos Blandos y Contactos en el Comportamiento Biomecánico del Pie

Abstract

En este trabajo se desarrolló un modelo de elementos finitos de pie, con el objetivo principal, de determinar los efectos biomecánico-estructurales, que pueden llegar a generar la consideración de los distintos tipos de no linealidades numéricas. Para ello, se realizaron distintos cambios al modelo de pie, tanto en los tipos de contacto generados en cada una de sus articulaciones, como en el modelo de material asignado a algunos de los tejidos blandos. El contacto entre articulaciones se estableció de dos tipos, lineal (Bonded) y no lineal (No separation) en dos distintos modelos de pie, para después, comparar los valores de los parámetros estructurales obtenidos de ellos, y poder establecer las diferencias generadas entre parámetros, al modificar el tipo de contacto utilizado. De manera similar se hizo con el modelo de material asignado a algunos de los tejidos blandos de dos diferentes modelos, donde se asignó un modelo de material lineal a los tejidos del primer modelo de pie, y un no lineal para los tejidos del segundo modelo, y posteriormente poder determinar las diferencias encontradas entre los parámetros estructurales de un modelo y otro debido al tipo de material. La comparación de los parámetros estructurales obtenidos con un modelo en el que el movimiento relativo entre huesos fue restringido, con otro en el que no, mediante el control de las regiones de contacto, mostró una diferencia significativa entre modelos de hasta 99.1%, lo que indica que el uso de un tipo de contacto lineal (que no permita el movimiento relativo entre huesos), en modelos numéricos de pie, puede derivar en resultados muy distintos de los obtenidos con modelos en los que se usen contactos no lineales (No separation), que además son más acordes a la realidad.

Se pudo verificar también, que el incremento de esfuerzos y deformaciones, en cada uno de los tejidos blandos del pie, está directamente relacionado con el incremento del peso corporal de una persona, lo cual indica que personas con sobrepeso pueden ser propensas a desarrollar con mayor facilidad diferentes patologías del pie. Finalmente, de la comparación realizada entre modelos de pie, con distinto tipo de material, no se obtuvo diferencia alguna, esto, debido al rango de deformación presente en el modelo.