Proyecto de Estadía

1. Emulación del Comportamiento Biomecánico de la Mordida del Mero Autores: T.S.U. Karen Valenzuela Landero Dra. Ximena Renán Galindo Dr. Luis Alberto Muñoz Ubando

2. Los cráneos de peces son complejos sistemas cinéticos con componentes móviles que funcionan con los músculos. Los músculos del cráneo para el cierre de la mandíbula tiran de la mandíbula, alrededor de un punto de rotación en la articulación de la mandíbula mediante un mecanismo de la palanca de tercer orden. [1] Introducción

3. Mero Este imponente pez puede llegar a medir hasta 1,5 metros. Tiene el cuerpo alargado, aplanado lateralmente, con la mandíbula inferior algo saliente.

4. Morfología y función de huesos y músculos del cráneo del mero rojo que intervienen en el proceso de alimentación. Se consideraron tres músculos principales en el cráneo en cada uno de los lados de la cabeza del mero rojo, los cuales controlan el movimiento de la mandíbula y son subdivisiones del músculo abductor mandibular: A1, A2 y A3.

5. Fig. 1. Morfometría usada en mero.

6. Fig. 2. Morfología del cráneo de los peces

7. Modelos de Palanca y Simulación de la función muscular Fig. 3. Palancas mandibulares de las subdivisiones (A) A2 y (B) A3 del musculo abductor mandibular. [1]

8. Hill (Hill, 1938): F = (1 – V) / (1 + V / k) Duración de la contracción (ms): t = % contracción / (Vmax * V / Vmax) La velocidad angular (° / ms): Uang= r / t Velocidad boquiabierto (cm / ms): Ug= d / t La fuerza de actuación muscular (N): Fact= F max * F / Fmax Par (Nm): T = Fact * sin(x) * Li Fuerza de salida en la boquilla de la mandíbula (N): Fout= Fact * sin(x) * MA Ventaja Mecánica Efectiva: EMA = Fout / Fact Trabajo (J): W = Fact * c Poder (W): P = W / t Ecuaciones

9. … inta; for( a=1;a<21;a++) { /* Ecuación 1: Relación dinámica no lineal entre fuerza y velocidad muscular (ecuación de Hill) INPUT k es una constante, usualmente de 0.25 v :es el valor entre v_max y v_min v_max = 10*longitud muscular / s v_min = 0 OUTPUT f */ float k = 0.25; floatv_max = 10*p5; float v = v_max/20; float f = (1-v*(a-1))/(1+v*(a-1)/k); … Programación de ecuaciones

10. Fig. 4. Código en Processing

11. Resultados Fig. 6. Vista de resultados de ecuaciones en la consola del Processing

12. importpeasy.org.apache.commons.math.*; import peasy.*; importpeasy.org.apache.commons.math.geometry.*; PeasyCamcam; importsaito.objloader.*; importprocessing.opengl.*; voidsetup() { size(800, 600, P3D); cam = new PeasyCam (this,width); frameRate(frate); noStroke(); model = new OBJModel(this); … model.load("mero2.obj"); Programación en 3D

13. Fig. 5. Código de modelado en Processing.

14. Resultados (7)(8) (9) (10) (11) (12)

15. Los modelos teóricos biomecánicos sobre el musculoesqueleto craneal, son herramientas muy útiles en biología porque se pueden obtener distintos análisis: Primero, los modelos promueven el entendimiento del comportamiento de alimentación en una base morfológica. Segundo: permiten un análisis de los mecanismos de alimentación durante las diferentes fases de crecimiento de una misma especie (en organismos que cambian de dieta según van creciendo). Y tercero: permiten comparar un amplio rango de posibles mecanismos de alimentación en distintas especies de peces para explorar la diversidad y evolución de la trofodinámica de los peces. [3] Conclusiones

16. Gracias por su atención