Revista: Biomecánica: Estudio de Comparación de Propiedades Mecánicas de un Fémur Promedio tras Experimentar 18 Meses Bajo Microgravedad (Caso Eventual: Viaje a Marte y Retorno).
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Fecha
2022-07-01
Autores
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Universidad José Antonio Páez
Edición
Revista digital La Pasión del Saber ; Vol. 12 Núm. 22 (2022): La Pasión del Saber. Julio-diciembre 2022; 45-62
2244-7857
2244-7857
Resumen
Descripción
Nowadays it is known that degenerative bone diseases such as osteoporosis or osteopenia are the cause of a large percentage of serious injuries and deaths around the world; Similarly, it has been found that the human body experiences a decrease in bone density when subjected to microgravity environments for long periods of time, directly affecting the mechanical properties of bones and muscles, thus resulting in potential risks of fractures, accelerating the propensity to suffer these bone diseases. The purpose of this research project was to verify the resistance of a healthy average femur before and after exposure to microgravity for a period equivalent to a round trip to Mars, simulating an everyday scenario such as walking and the loads that imply on the femur itself. Thus, it was necessary to consult various academic references, manipulate 3D modeling software and static load analysis by finite analysis method, in addition to using mathematical models that express the governing relationships in human biomechanics, thus obtaining the parameters of the process involved directly on the bone under study. According to the analysis, the value of the ultimate strength obtained before and after the referred period was contrasted, allowing perception of the degenerative bone conditions resulting from loss of bone density, resulting in a 54% decrease of the femur elasticity modulus and critical fracture risk by suffering advanced osteopenia.
Hoy en día es conocido que enfermedades óseas degenerativas tales como la osteoporosis u osteopenia son causantes de un gran porcentaje de traumatismos graves y fallecimientos alrededor del mundo; de igual manera, se ha constatado que el cuerpo humano experimenta un decrecimiento en la densidad ósea cuando es sometido a ambientes de microgavedad por largos periodos de tiempo, afectando directamente las propiedades mecánicas de huesos y músculos, resultando así en riesgos potenciales de fracturas, acelerando la propensión a sufrir dichas enfermedades óseas. El propósito del presente proyecto de investigación fue constatar la resistencia de un fémur promedio saludable antes y después de una exposición a la microgravedad por un periodo de tiempo equivalente a un viaje ida y vuelta a Marte simulando un escenario cotidiano como el caminar y las cargas que implican sobre el propio fémur. Para ello, fue necesario consultar diversas referencias académicas, manipular softwares de modelado 3D y análisis de carga estático por método de análisis finito, además de emplear modelos matemáticos que expresan las relaciones que gobiernan en la biomecánica humana, obteniendo de esta manera los parámetros del proceso involucrado directamente sobre el hueso en estudio. De acuerdo con el análisis, se contrastó el valor de esfuerzo último obtenido antes y después del periodo de tiempo referido, permitiendo así tener una percepción de las condiciones óseas degenerativas consecuentes de pérdida de densidad, resultando en una disminución del 54% del módulo de elasticidad del fémur y un riesgo de fractura crítico al sufrir osteopenia avanzada.
Hoy en día es conocido que enfermedades óseas degenerativas tales como la osteoporosis u osteopenia son causantes de un gran porcentaje de traumatismos graves y fallecimientos alrededor del mundo; de igual manera, se ha constatado que el cuerpo humano experimenta un decrecimiento en la densidad ósea cuando es sometido a ambientes de microgavedad por largos periodos de tiempo, afectando directamente las propiedades mecánicas de huesos y músculos, resultando así en riesgos potenciales de fracturas, acelerando la propensión a sufrir dichas enfermedades óseas. El propósito del presente proyecto de investigación fue constatar la resistencia de un fémur promedio saludable antes y después de una exposición a la microgravedad por un periodo de tiempo equivalente a un viaje ida y vuelta a Marte simulando un escenario cotidiano como el caminar y las cargas que implican sobre el propio fémur. Para ello, fue necesario consultar diversas referencias académicas, manipular softwares de modelado 3D y análisis de carga estático por método de análisis finito, además de emplear modelos matemáticos que expresan las relaciones que gobiernan en la biomecánica humana, obteniendo de esta manera los parámetros del proceso involucrado directamente sobre el hueso en estudio. De acuerdo con el análisis, se contrastó el valor de esfuerzo último obtenido antes y después del periodo de tiempo referido, permitiendo así tener una percepción de las condiciones óseas degenerativas consecuentes de pérdida de densidad, resultando en una disminución del 54% del módulo de elasticidad del fémur y un riesgo de fractura crítico al sufrir osteopenia avanzada.
Palabras clave
Biomecánica, Propiedades Mecánicas, Microgravedad, Pérdida de Densidad Ósea, Fémur, Biomechanics, Mechanical Properties, Microgravity, Loss of Bone Density, Femur