Innovación y tecnología
LUIS RENAN TZOMPANTZI
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Estudiante de noveno semestre de Ingeniería Mecánica en la Universidad de las Américas Puebla, donde forma parte del Programa de Honores. Colaborador en un proyecto de análisis con dinámica de fluidos computacional (cfd), enfocado en el estudio del flujo a través de válvulas cardíacas. Interesado en la interacción fluidoestructura, donde se aplican herramientas avanzadas de modelación para comprender el comportamiento de sistemas biomecánicos.
EL USO DE LA DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL en el análisis de flujo a través de válvulas de tipo cardíaco
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urante muchos años se ha estudiado y analizado el flujo sanguíneo en válvulas cardíacas con la mecánica de fluidos, teoría que continúa siendo válida en la actualidad. Aunado a ello, el uso de válvulas prostéticas en los tratamientos de cardiopatía valvular es cada vez más común. Sin embargo, estas válvulas siguen presentando un comportamiento hemodinámico no óptimo, y entre las complicaciones más frecuentes destacan la tromboembolia, el desajuste entre prótesis y paciente, la disfunción valvular estructural, la endocarditis y la hemólisis (Vesey y Otto, 2004; Zamir, 2000). En este contexto, los estudios recientes se orientan en identificar y evaluar los distintos comportamientos del flujo en las válvulas cardíacas para determinar los parámetros de operación en condiciones variables, aportando bases para el diseño de válvulas con hemodinámica optimizada (Ajit, Chandran y Fotis, 2005). Entre los casos de estudio que comparten este objetivo se encuentra la predicción de esfuerzo cortante debido a la turbulencia presente en válvulas bi-leaflet disfuncionales, tal como reportan Khalili, Gamage y Mansy (2018). En dicho análisis, los autores emplearon el modelo de una válvula bi-leaflet defectuosa mediante dinámica de fluidos computacional (cfd , por sus siglas en inglés) para determinar las velocidades en las que el fluido presenta esfuerzos cortantes turbulentos que aumentan el riesgo de hemólisis y activación plaquetaria. Por otra parte, Baylous et al. (2024) realizaron una evaluación de riesgos para un reemplazo de válvula aórtica transcatéter (tavr, por sus siglas en inglés) utilizando distintos modelos y comparando su hemodinámica con el solucionador multifísico ansys para cfd incompresible. Bajo esta línea, nuestro principal interés es comprender cómo se comporta el flujo a través de una válvula simple que busca emular el de una válvula cardíaca. Lo anterior se realiza con el propósito de entender, desde la mecánica de fluidos —apoyada en el enfoque cfd —, el desempeño de las válvulas simples y contribuir así al diseño de prótesis. Si bien las válvulas prostéticas han mejorado su rendimien-