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compleja, y existen pocos modelos disponibles [Ionescu
et al., 2006]. Esto se debe a que la rotura macroscópica
de un tejido es un fenómeno muy aleatorio, que que-
da más allá de los métodos deterministas comunes en
ingeniería convencional. Además es importante cono-
cer qué pasa con la microestructura al iniciarse el pro-
ceso de rotura macroscópica y, los datos experimen-
tales en ese sentido, son escasos. Nuestro trabajo ha
encontrado que una manera de disponer datos sobre
la microestuctura y cómo ésta va cambiando antes de
la rotura, es usar la Emisión Acústica (EA) para detectar tracción uniaxial para obtener la curva tensión-defor-
fallos tempranos en la microestructura de los tejidos
colaginosos. En particular, pueden detectarse microrro-
turas de fibras de colágeno mediante Emisión Acústica.
Otro punto importante es la necesidad de usar mode-
los que sean estocásticos. En la literatura pueden
encontrarse distintos tipos de modelos de fallo, gene-
ralmente deterministas, pero dada la gran aleatorie-
dad del fenómeno de rotura de los tejidos blandos,
una descripción estocástica, como se verá, resulta más
adecuada. Además, la descripción de la rotura podría
ser de gran utilidad en operaciones médicas tales
como la dilatación esofágica [Fernández-Esparrach
et al., 2007], especialmente si como en el modelo que
presentamos puede anticiparse de alguna manera la
rotura completa del tejido. Igualmente el modelo pre-
sentado es relevante para accidentes más inusuales
tales como los daños causados por traumatismos, que
conllevan un elevado coste económico-social y, ade-
más, son fuentes causantes de morbilidad [Gugala &
Lindsey, 2003].
Con el planteamiento general descrito anteriormen-
te, el presente trabajo se centra en la descripción
del efecto acumulativo de las microrroturas internas
previas a la rotura macroscópica. Para ello, se emplea
un modelo estocástico de daño acumulativo, basado
en un proceso de Márkov no homogéneo, que mide
el número de micro-fallos y cuyo daño en cada uno
de estos fallos viene controlado por las variables
“recompensa”. El modelo que se presenta difiere de
otros modelos probabilísticos que se encuentran en
la literatura [Pradhan & Chakrabarti, 2003, Kabir et
al., 2006], aportando como innovación la distribu-
ción de la tensión de rotura. Por otro lado, como se ha
comentado se implementa el uso de la Emisión Acús-
tica, como aportación novedosa que permite detec-
tar, de forma experimental, prácticamente todas las
microrroturas relevantes en el tejido blando.
2. Metodología 29
Para el trabajo experimental, se analizó en deta- END
lle la rotura de un esófago humano de un donante
varón de 63 años fallecido (Índice de Masa Corporal, nº 76
25,5 kg/m2), cuya muerte no fue asociada a ningún
tipo de daño o enfermedad esofágica. Esta mues-
tra produjo un total de N=470 microrroturas, que
corresponde estadísticamente a una muestra media
adecuada. La muestra fue sometida a un ensayo de
mación y, a su vez, se tomaron los datos de Emisión
Acústica. Posteriormente, se aplicó la misma meto-
dología a otras dos muestras de tejido colaginoso, en
particular dos vejigas urinarias de cerdo, obtenidas de
un estabulario de animales para investigación cientí-
fica. La primera de las vejigas era un tejido normal de
un ejemplar adulto, mientras que la segunda procedía
de un ejemplar con vejiga alterada por efecto de una
cirugía practicada al ejemplar. Las tres muestras son
tejidos colaginosos diferentes. El objetivo de esa elec-
ción era ver si estos otros tipos de tejido colaginoso
presentaban el mismo comportamiento cualitativo
que el tejido esofágico humano.
Para los ensayos se empleó una máquina de trac-
ción servo-hidráulica (microtest EM2/20) de la cual
se obtuvieron las fuerzas de solicitación. Por otro
lado, se grabaron en vídeo todos los ensayos con una
cámara de alta velocidad enfocada en la muestra. El
procesamiento de este vídeo mediante un software de
rastreo de movimiento, permitió obtener de manera
muy precisa el campo de deformaciones durante todo
el ensayo (Figura 1).
Figura 1: Diseño experimental para los ensayos de tracción uniaxial.
Izquierda: muestra colocada en la máquina de tracción lista para el
ensayo, con las mordazas y los sensores acústicos en posición, se obser-
va desde la capa muscularis externa. Derecha: detalle de los sensores
acústicos en el lado de la muestra correspondiente a la capa mucosa