Grupo: Clases Teoricas-Practicas Biomecánica II: Fluidos(972486)
ASIGNATURA:
"Biomecánica II: Fluidos"
DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO
Titulación:
Asignatura: Código:
Curso:
Año del plan de estudio:
Tipo: Ciclo: Período de impartición: Departamento: Créditos: Dirección postal: Centro: Dirección electrónica: 0º
FACULTAD DE MEDICINA, AVDA. DOCTOR FEDRIANI, S/N 41009 - SEVILLA Segundo Cuatrimestre
Grado en Ingeniería de la Salud por la Univ. de Málaga y la Univ.de Sevilla
Biomecánica II: Fluidos
http://www.departamento.us.es/cirugia E.T.S. Ingeniería Informática
Cirugía (Departamento responsable), Ingeniería Aeroespacial y Mecán. Fluidos 4.5
2011
3º Optativa 2260030
Clases Teoricas-Practicas Biomecánica II: Fluidos (1) Grupo:
Horas: Área:
112.5
Cirugía (Área principal), Mecánica de Fluidos
PROFESORADO
PORTILLA DE JUAN, FERNANDO DE LA 1
MARIN GOMEZ, LUIS MIGUEL 2
MODESTO LOPEZ, LUIS BALAM 3
Titulacion: Grado en Ingeniería de la Salud por la Univ. de Málaga y la Univ.de Sevilla
Curso: 2015 - 2016
PROYECTO DOCENTE
COORDINADOR DE LA ASIGNATURA
GOMEZ BRAVO, MIGUEL ANGEL 4
OBJETIVOS Y COMPETENCIAS
Competencias transversales/genéricas
Objetivos docentes específicos
OBJETIVOS GENERALES
-Capacidad para aplicar conocimientos de biomecánica de fluidos a sistemas médicos y biológicos.
-Capacidad para diseñar sistemas, dispositivos y procesos para su uso en aplicaciones médicas, de atención sanitaria o biológicas, en relación a los fluidos.
-Capacidad de aprendizaje para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Introducción a la mecánica del medio continuo aplicada a cuerpos inertes y vivos. - Conocer las propiedades de los fluidos más comunes.
- Conocer las aplicaciones de la mecánica del medio continuo para el estudio a nivel macroscópico del comportamiento de tejidos vivos y órganos.
- Conocer las ecuaciones de conservación de la mecánica de fluidos. - Aplicación al movimiento en conductos.
- Conocer los aspectos aplicados a la Bioingenieria de los problemas que surgen en los fluidos relacionados con: Flujo sanguíneo. Micro y Macrocirculación, el sistema respiratorio, renal, intersticial, auditivo o digestivo
Competencias
Competencias transversales/genéricas
CG04 Capacidad para diseñar sistemas, dispositivos y procesos para su uso en aplicaciones médicas, de atención sanitaria o biológicas.
CG05 Capacidad de aprendizaje para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
CG06 Capacidad para identificar, formular y resolver problemas dentro de contextos amplios y multidisciplinares en los campos de la ingeniería y las ciencias de la salud, mediante la integración de conocimientos y la participación en equipos multidisciplinares. CG08 Capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, autonomía y creatividad.
CG09 Conocimiento y aplicación de elementos básicos de organización y planificación en el ámbito de la empresa y otras instituciones, de gestión de recursos humanos, así como la legislación, regulación y normalización en el ámbito de los equipos médicos, las instalaciones sanitarias y los sistemas de información clínicos y biológicos.
CG10 Capacidad para comunicar y transmitir los conocimientos y conclusiones en el ámbito de la ingeniería de la salud, a público especializado y no especializado, de un modo claro y preciso.
CG11 Capacidad de expresión oral y escrita en un segundo idioma (inglés). - Conocimientos básicos sobre la organización anatómica del cuerpo humano.
- Conocimiento básico y aplicación de los principios fundamentales de la Fisiología y de las técnicas para su estudio.
- Capacidad para aplicar conocimientos de ciencias y tecnologías básicas a sistemas médicos y biológicos, permitiendo el desarrollo de Proyectos.
Competencias específicas
CE-IM-03 Capacidad para la resolución de los problemas característicos de la teoría de medios continuos que puedan plantearse en la ingeniería y la biomedicina. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre mecánica de fluidos y teoría del transporte en medios continuos de carácter biológico.
CE-IM-04 Capacidad para la resolución de los problemas característicos de la teoría de medios continuos que puedan plantearse en la ingeniería y la biomedicina. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre mecánica de fluidos y teoría del transporte en medios continuos de carácter biológico
CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA
PARTE PRIMERA: FÍSICA DE FLUIDOS PARA BIOMECÁNICA 1.1 Gases y líquidos: fluidos compresibles e incompresibles
1.2 Generalidades: estudio de los fluidos corporales desde la perspectiva de mecánica de fluidos 1.3 Variables físicas generales en física de fluidos: velocidad, presión, densidad, energía 2.1 Termodinámica básica: primer y segundo principio
2.2 Fluidos en equilibrio: fluidostática
3.1 Propiedades mecánicas, termodinámicas, y electroquímicas: Viscosidad, tensión superficial, ángulo de contacto, difusividad, conductividad térmica, conductividad eléctrica
3.2 Ecuaciones generales de comportamiento de los fluidos: ecuaciones de Navier-Stokes. Soluciones analíticas 4.1 Peso relativo entre fenómenos de difusión y convección.
4.2 Número de Reynolds. 4.3 Flujos internos y externos
5.1 Flujos laminares y turbulentos en conductos. Flujo pulsátil 5.2 Movimientos casi unidireccionales
6.1 Movimiento de fluidos en conductos flexibles
6.2 Válvulas, bombas, resistencias localizadas. Ejemplos biológicos
7.1 Solubilidad de oxígeno en agua (ley de Henry), y comparación con la capacidad de captación hemodinámica del oxígeno. 7.2 Calor de vaporización. Humedad relativa (Ley de Clausius-Clapeyron) y capacidad de evaporación y enfriamiento. 7.3 Sedimentación de partículas. Comparación con las velocidades de sedimentación sanguínea. Volumen corpuscular.
8.1 Fluidos biológicos. Fluidos no Newtonianos 8.2 Flujo en medios porosos. Filtración
PARTE SEGUNDA: BIOMECÁNICA DE FLUIDOS APLICADA
1. Generalidades: aspectos anatómicos y fisiológicos de los fluidos corporales.
2. La sangre I: Reología de la sangre. Interacción sangre-pared vascular. Modelación experimental y numérica. Condiciones fisiológicas y patológicas
3. La sangre II: Métodos diagnósticos usados en el análisis hematológico. Dispositivos para la evaluación diagnóstica y tratamiento de procesos hematológico. Biomecánica de fluidos en la trombosis venosa
4. El complejo cardiocirculatorio I. El corazón como máquina hidráulica: comportamiento miocardio, tensión de la pared ventricular, el corazón como bomba eyectiva, compliance cardiaca, contractibilidad cardiaca, débito y trabajo cardiaco, eficiencia de la bomba cardiaca.
5. El complejo cardiocirculatorio II. Alteraciones estructurales que afectan la eficiencia hidráulica. Factores
extracardiacos. Modelos biomecánicos de falla cardiaca. Bomba de circulación extracorpórea. Biomecánica de fluidos de los aneurismas aórticos
6. Fluido renal. Modelación numérica y experimental. Aparatos de diálisis
7. Biomecánica de fluidos en la insuficiencia hepática y la hipertensión portal del hígado. Biomecánica obstrucción de las vías biliares
8. Biomecánica de fluidos en las anastomosis vasculares: generalidades, biomecánica bypass arterial, injertos artificiales, flujo arterio-venoso, relación fallo injerto y hemodinámica y flujo en bypass arterial
9. Biomecánica de fluidos anastomosis intestinales: generalidades, fluido intestinal, modelo matemático en las anastomosis latero-laterales.
10. Biomecánica de fluidos del transporte peristáltico. Biomecánica de fluidos en el esófago-gastro-intestinal. Patologías y tecnología desarrollada
11. Biomecánica de fluidos en los canales semicirculares del oído 12. Biomecánica de fluidos del intersticio celular
13. Intercambio gaseoso. Pulmón artificial
PARTE 1ª: Física de fluidos básica para biomecánica. 1.1 Gases y líquidos: fluidos compresibles e incompresibles
1.2 Generalidades: estudio de los fluidos corporales desde la perspectiva de mecánica de fluidos
1.3 Variables físicas generales en física de fluidos: velocidad, presión, densidad, energía (1 h) 8 Feb 2.1 Termodinámica básica: primer y segundo principio (2 h) 11 Feb
2.2 Fluidos en equilibrio: fluidostática 11 Feb
3.1 Propiedades mecánicas, termodinámicas, y electroquímicas: Viscosidad, tensión superficial, ángulo de contacto, difusividad, conductividad térmica, conductividad eléctrica (1 h) 15 Feb
3.2 Ecuaciones generales de comportamiento de los fluidos: ecuaciones de Navier-Stokes. Soluciones analíticas (2 h) 18 Feb
4.1 Peso relativo entre fenómenos de difusión y convección. 4.2 Número de Reynolds.
4.3 Flujos internos y externos 18 Feb 5.1 Flujos laminares y turbulentos en conductos. Flujo pulsátil 5.2 Movimientos casi unidireccionales (1 h) 22 Feb
6.1 Movimiento de fluidos en conductos flexibles (2 h) 25 Feb
6.2 Válvulas, bombas, resistencias localizadas. Ejemplos biológicos 25 Feb
7.1 Solubilidad de oxígeno en agua (ley de Henry), y comparación con la capacidad de captación hemodinámica del oxígeno.
7.2 Calor de vaporización. Humedad relativa (Ley de Clausius-Clapeyron) y capacidad de evaporación y enfriamiento. (2 h) 3 Mar
7.3 Sedimentación de partículas. Comparación con las velocidades de sedimentación sanguínea. Volumen corpuscular. 3 Mar
8.1 Fluidos biológicos. Fluidos no Newtonianos
8.2 Flujo en medios porosos. Filtración (1 h) 7 Mar Biomecánica Fluidos aplicada a la Medicina
1. Generalidades: aspectos anatómicos y fisiológicos de los fluidos corporales. (1 h) 28 marzo 2. La sangre I: Reología de la sangre. Interacción sangre-pared vascular. Modelación experimental y numérica. Condiciones fisiológicas y patológicas (2 h) 31 Marzo
3. La sangre II: Métodos diagnósticos usados en el análisis hematológico. Dispositivos para la evaluación diagnóstica y tratamiento de procesos hematológico. Biomecánica de fluidos en la trombosis venosa 31 Marzo 4. El complejo cardiocirculatorio I. El corazón como máquina hidráulica: comportamiento miocardio, tensión de la pared ventricular, el corazón como bomba eyectiva, compliance cardiaca, contractibilidad cardiaca, débito y trabajo cardiaco, eficiencia de la bomba cardiaca. (2 h) 7 Abril
5. El complejo cardiocirculatorio II. Alteraciones estructurales que afectan la eficiencia hidráulica. Factores
extracardiacos. Modelos biomecánicos de falla cardiaca. Bomba de circulación extracorpórea. Biomecánica de fluidos de los aneurismas aórticos 7 Abril
6. Fluido renal. Modelación numérica y experimental. Aparatos de diálisis (1 h) 4 Abril
7. Biomecánica de fluidos en la insuficiencia hepática y la hipertensión portal del hígado. Biomecánica obstrucción de las vías biliares (1 h) 9 Abril
8. Biomecánica de fluidos en las anastomosis vasculares: generalidades, biomecánica bypass arterial, injertos artificiales, flujo arterio-venoso, relación fallo injerto y hemodinámica y flujo en bypass arterial (1 h) 11 Abril
9. Biomecánica de fluidos anastomosis intestinales: generalidades, fluido intestinal, modelo matemático en las anastomosis latero-laterales. (1 h) 18 Abril
10. Biomecánica de fluidos del transporte peristáltico. Biomecánica de fluidos en el esófago-gastro-intestinal. Patologías y tecnología desarrollada (1 h) 25 Abril
11. Biomecánica de fluidos en los canales semicirculares del oído de la Portilla (1 h) 16 Abril
12. Biomecánica de fluidos del intersticio celular (1 h) 23 Abril 13. Intercambio gaseoso. Pulmón artificial (1 h) 30 Abril
Prácticas laboratorio
(11 horas/5,5 para cada departamento) Prácticas 1 (2,5 h) 10 Mar Prácticas 2 (1 h) 14 Mar
Prácticas 3 Modesto (2 h) 17 Mar Prácticas 4 (2,5 h) 21 Abril Prácticas 5 (2 h) 28 Abril Prácticas 4 (1 h) 5 Mayo Seminario Seminario 1 (1 h) 9 Mayo Seminario 2 (2 h) 12 Mayo Seminario 3 (1 h) 16 Mayo Seminario 4 (2 h) 19 Mayo Tutoría Tutoría 1 (1 h) 23 Mayo Tutoría 2 (2 h) 2 Junio ACTIVIDADES FORMATIVAS
Relación de actividades formativas del cuatrimestre
Horas presenciales: Horas no presenciales:
Metodología de enseñanza-aprendizaje: 25.0
40.5
Clases magistrales de introducción y desarrollo de la teoría que compone la materia en sus dos partes. Clases teóricas Horas presenciales: Horas no presenciales: Metodología de enseñanza-aprendizaje: 11.0 7.0
Actividades relacionadas con la aplicación de los conocimientos de Biomecánica de Fluidos en la práctica clínica.:
• Conocimiento aparato de hemodinámica y extracorporea • Conocimiento Respirador
• Conocimiento aparato de diálisis • Resolución problemas biomecánica Prácticas de Laboratorio Horas presenciales: Horas no presenciales: Metodología de enseñanza-aprendizaje: 6.0 20.0
Exposición por parte del alumno de temas relacionados con Biomecánica aplicada Exposiciones y seminarios
Horas presenciales: Horas no presenciales:
Metodología de enseñanza-aprendizaje: 3.0
0.0
Tutorías colectivas para aclarar conceptos y dudas Tutorías colectivas de contenido programado
Horas presenciales: Horas no presenciales:
0.0 0.0 Clases teóricas
BIBLIOGRAFÍA E INFORMACIÓN ADICIONAL Bibliografía general
Ingeniería Biomédica perspectivas desde el Uruguay
Franco Simini 2007
Departamento de Publicaciones de la Universidad de la República
Autores: Edición:
Publicación: ISBN: 978-9974-0-0367-5
Apuntes sobre biomecánica de Fluidos para Ingenieros de la Salud
Fernando de la Portilla y Luis Modesto 2015
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Apuntes de Mecánica de Fluidos
Agustín Martín Domingo
http://oa.upm.es/6531/1/amd-apuntes-fluidos.pdf
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Bibliografía específica
A fluid mechanical view on abdominal aortic aneurysms
Duclaux V, Gallaire F, Clanet C. 2010
Journal of Fluid Mechanics 2010; 664: 5-32
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Low-Reynolds-number flow through two-dimensional shunts.
Setchi A, Mestel AJ, Parker K, Siggers J. 2013 Journal of Fluid Mechanics 2013; 723:
21-39
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Blood Flow in End-to-Side Anastomoses.
Loth F, Fischer PF, Bassiouny HS. 2008
Annual Review of Fluid Mechanics 2008; 40: 367-393.
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Modelling of the pathological bile flow in the duct with a calculus.
Kuchimov A, Nyashin. 2013
Acta of Bioengineering and Biomechanics 2013; 15: 9-17
Autores: Edición:
Improving the next generation of bioartificial liver devices.
Allen JW, Bhatia SN. 2002
Cell & Developmetal 2002; 13:447–54.
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Advances in bioartificial liver devices.
Allen J, Hassanein T, Bhatia S. 2001
Hepatology 2001; 34: 447–55.
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
The fluid mechanics of the semicircular canals.
Van Buskirk WC, Watts RG, Liu YK. 2006
Journal of Fluid Mechanics 2006; 78: 87-98
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
The fluid mechanics of the semicircular canals.
Van Buskirk WC, Watts RG, Liu YK. 2006
Journal of Fluid Mechanics 2006; 78: 87-98
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Fluid Mechanics of the Inner Ear.
Dominik Obrist. 2011
Institute of Fluid Dynamics, ETH Zurich. November 2011
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Peristaltic carrying and mixing of chyme in the small intestine (an analysis of a mathematical model of peristalsis of the small intestine
Lew, H. S., Y. C. Fung, and C. B.
Lowenstein. 1971
Journal of biomechanics 1971;4: 297-315.
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Biomecánica de la falla cardíaca.
Bustamante J, Valbuena J. 2008
Insuf Card 2008; 3: 173-183
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Biomecánica de la asistencia cardiocirculatoria.
Bustamante J, Valbuena J. 2010
Insuf Card 2010; 5: 79-91
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Tratado de trasplantes de órganos, Volumen 2.
Vicente Rosario, Rafael Montero. 2006
Arán Ediciones
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Modelos experimentales de fracaso renal agudo
A. Rodríguez-Barbero,E. Bosque y J. M. López-Novoa. 1992 Departamento de Fisiología y Farmacología de la universidad de Salamanca. Autores: Edición: Publicación: ISBN:
Fluid mechanics of vascular systems, diseases, and thrombosis.
Wootton DM, Ku DN. 1999
Annu Rev Biomed Eng. 1999;1:299-329.
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Fluid Mechanics of Blood Clot Formation.
Fogelson AL, Neeves KB. 2015
Annual Review of Fluid Mechanics 2015; 47: 377-403
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Fluid mechanics of arterial stenosis: relationship to the development of mural thrombus. Bluestein, D., Niu, L., Schoephoerster, R.
T., & Dewanjee, M. K.
Annals of biomedical engineering 1997; 25: 344-56.
Autores: Edición:
Publicación: ISBN:
Fluid mechanics of arterial stenosis: relationship to the development of mural thrombus. Bluestein, D., Niu, L., Schoephoerster, R.
T., & Dewanjee, M. K.
Annals of biomedical engineering 1997; 25: 344-56. Autores: Edición: Publicación: ISBN: Sistema de evaluación Sistema Evaluación Parte Primera:
Participación y aprovechamiento de las clases prácticas (20% nota), con entrega de los ejercicios realizados. Examen de conocimientos constituido por un cuestionario tipo test o de verdadero-falso, o preguntas cortas, resolución problemas , oral o escrito (80% nota).
Parte Segunda:
Participación y aprovechamiento de las clases prácticas y seminarios (30% nota). Examen de conocimientos constituido por un cuestionario tipo test (cada 3 preguntas mal descuenta 1 bien) o de verdadero-falso, o preguntas cortas, resolución problemas, temario teórico oral o escrito (70% nota).
Para aprobar, hace falta sacar un 5 en cada parte, para poder hacer la media entre las dos partes de la asignatura. Se reservará la nota en caso de aprobar alguna de las partes en junio para septiembre.
CALENDARIO DE EXÁMENES
La información que aparece a continuación es susceptible de cambios por lo que le recomendamos que la confirme con el Centro cuando se aproxime la fecha de los exámenes.
CENTRO: E.T.S. Ingeniería Informática
9/6/2016 Por definir Por definir 1 ª Convocatoria Fecha: Aula: Hora:
CENTRO: E.T.S. Ingeniería Informática
29/8/2016 Por definir Por definir 2 ª Convocatoria Fecha: Aula: Hora:
CENTRO: E.T.S. Ingeniería Informática 14/12/2015 Por definir Por definir Diciembre Fecha: Aula: Hora:
Anotaciones relativas al calendario de exámenes
LA FECHA DE LA CONVOCATORIA DE DIECIEMBRE ES APROXIMADA AL NO DISPONERSE REALMENTE DE DICHA FECHA
TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN
FRANCISCO JAVIER PADILLO RUIZ Presidente:
Vocal: JOSE MARIA ALAMO MARTINEZ
JESUS CASTIÑEIRAS FERNANDEZ Secretario:
Primer suplente: FERNANDO DOCOBO DURANTEZ FERNANDO DE LA PORTILLA DE JUAN Segundo suplente:
ANEXO 1:
HORARIOS DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE
Los horarios de las actividades no principales se facilitarán durante el curso.
GRUPO: Clases Teoricas-Practicas Biomecánica II: Fluidos (972486)
Calendario del grupo
CLASES DEL PROFESOR: GOMEZ BRAVO, MIGUEL ANGEL
HORARIO SIN ESPECIFICAR
CLASES DEL PROFESOR: MARIN GOMEZ, LUIS MIGUEL
HORARIO SIN ESPECIFICAR
CLASES DEL PROFESOR: MODESTO LOPEZ, LUIS BALAM
HORARIO SIN ESPECIFICAR
CLASES DEL PROFESOR: PORTILLA DE JUAN, FERNANDO DE LA
