Análise das condições de contorno e dos termos da equação clássica de biotransferência de calor aplicada ao procedimento de crioterapia da articulação do joelho canino

• Autor(a) principal: Caroline Rodrigues
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ARNN5P
• topic: Crioterapia; Biotransferência de calor; Articulação do joelho canino; Resfriamento terapêutico; Simulação numérica; Crioterapia; Baixas temperaturas; Análise numérica; Engenharia mecânica

Os procedimentos não farmacológicos são bastante comuns no tratamento de lesões. Dentre as diversas técnicas disponíveis, a crioterapia vem se destacando devido à sua eficiência quando aplicada em determinadas lesões. Para que o tratamento ocorra de forma apropriada é importante que a temperatura dos tecidos atinja valores dentro de uma faixa recomendada. O conhecimento do perfil da temperatura durante a crioterapia é fundamental para assegurar os benefícios do tratamento. Os métodos disponíveis para monitoramento da temperatura são invasivos e muitas vezes imprecisos. Diante disso, a equação de biotransferência de calor proposta por Pennes surgiu como uma alternativa para determinar a temperatura onsiderando a contribuição da perfusão sanguínea e da geração de calor metabólico. Nesse contexto, as simulações numéricas são ferramentas importantes para solucionar as equações e determinar o perfil de temperatura dos tecidos. Neste trabalho foram realizadas simulações numéricas da aplicação da crioterapia em joelho canino. O objetivo principal deste estudo foi de apresentar uma proposta de modelo numérico que melhor representa o resfriamento terapêutico. Para realizar as simulações foi utilizado um modelo geométrico representativo da seção transversal do joelho canino. As simulações foram realizadas com o auxílio do programa Ansys e tiveram duração de 30 minutos, representando a duração da crioterapia. Nas simulações foram avaliados os efeitos, no campo de temperatura, da aplicação individual, de dois tipos de condições de contorno. A primeira considerou como condição de contorno um fluxo de calor de -948,9 W/m² e a segunda condição contemplou o uso de uma função, da temperatura experimental, aplicada à epiderme. A condição de contorno que apresentou os melhores resultados foi a segunda condição simulada com valor médio de diferença percentual média de 14,36%. Ao determinar a condição de contorno ideal, foram realizadas simulações para avaliar as diferentes propostas de taxa de perfusão sanguínea, sendo que a terceira configuração considerou a taxa de perfusão constante. A quarta considerou perfusão variando exponencialmente com a temperatura do tecido, e a quinta configuração considerou a perfusão variando de forma exponencial com a temperatura da pele. As simulações em que a taxa de perfusão foi constante e variando exponencialmente com a temperatura da pele obteveram os menores valores de diferença percentual média de 14,24% e 14,28%, respectivamente. Diante desses resultados foram realizadas simulações para avaliar a contribuição do termo de geração de calor metabólico variando com a temperatura do tecido vivo. As últimas simulações apresentaram valores de diferença percentual média de 14,35%, para taxa de perfusão constante e 14,39%, para a taxa de perfusão variável com a temperatura da pele. Foram realizadas sete simulações e a que apresentou uma boa aproximação com os dados experimentais, em relação às demais propostas, foi a que adotou a temperatura da epiderme como condição de contorno, perfusão sanguínea variando exponencialmente com a temperatura da pele e metabolismo constante. Porém, novos estudos são necessários a fim de melhor representar a crioterapia por meio de simulação numérica.