Pla docent de l'assignatura

 

 

Català Castellano English Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Biomecànica

Codi de l'assignatura: 363751

Curs acadèmic: 2019-2020

Coordinació: Pere Roca-cusachs Soulere

Departament: Departament de Biomedicina

crèdits: 6

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

 

Activitats presencials i/o no presencials

68

 

-  Teoria

Presencial

 

37

 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial

 

15

 

-  Seminari

Presencial

 

16

Treball tutelat/dirigit

30

Aprenentatge autònom

52

 

 

Recomanacions

 

És recomanable haver adquirit les competències, els coneixements i la capacitat de resolució de problemes corresponents a les assignatures de Física, Matemàtiques, Biofísica i Bioenginyeria.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

Capacitat de treballar en equip o en grup multidisciplinari (personal).

   -

Habilitat per treballar de manera autònoma (personal).

   -

Capacitat de treballar en un entorn multilingüe i de comunicar i transmetre coneixements, procediments, resultats, habilitats i destreses (oral i escrita) a llengua nativa i estrangera (instrumental).

   -

Capacitat d'analitzar i de sintetitzar (instrumental).

   -

Coneixement de l'estructura i la funció cel·lulars, així com de les tècniques per estudiar-les.

   -

Comprensió de la interacció de l'enginyeria amb altres àrees de coneixement (medicina, biologia, biotecnologia, farmàcia, veterinària, etc.) i capacitat de col·laborar eficaçment en equips multidisciplinaris, coneixent els principis de les tecnologies amb què es complementa.

   -

Capacitat d'usar amb autonomia els sistemes de recerca i recuperació de la informació biomèdica i els procediments de documentació clínica, sabent entendre i interpretar críticament textos científics i les seves fonts.

   -

Capacitat per obtenir una formació científica i tecnològica per a l'exercici professional en el disseny i desenvolupament de sistemes de mesura, control i comunicació, en totes les activitats biomèdiques que la societat i el coneixement científic demani.

   -

Coneixement dels fonaments matemàtics, físics i de l'enginyeria necessaris per interpretar, seleccionar, valorar i crear nous conceptes, teories, usos i desenvolupaments tecnològics aplicats a la biologia i la medicina.

   -

Coneixement dels conceptes i el llenguatge biomèdic.

   -

Capacitat per conèixer i aplicar els conceptes de l'enginyeria en l'estudi dels processos biològics i de les funcions de l'organisme humà. Coneixement dels fenòmens i mecanismes físics a nivell atòmic, molecular, cel·lular i orgànic que intervenen en els estats de salut i malaltia.

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

Habilitats generals
— Aplicar les lleis de la física per modelitzar problemes mecànics en diferents situacions biològiques.
— Aplicar els conceptes, els mètodes i les tècniques de la biomecànica en l’estudi de les funcions del cos humà.
— Descriure físicament i matemàticament les diferents categories mecàniques dels materials, fent èmfasi en els biomaterials.
— Utilitzar el marc matemàtic dels diferents models biomecànics per resoldre problemes conceptuals i numèrics.

 

Habilitats específiques
— Comprendre els diferents tipus de models utilitzats en la biomecànica i la seva funció.
— Comprendre els fonaments i les aplicacions biomèdiques de la força i l’equilibri de forces en el sistema musculoesquelètic.
— Comprendre com es deformen els cossos elàstics i viscoelàstics, i ser capaç d’aplicar aquest coneixement a problemes biomèdics.
— Comprendre els principis i les implicacions biomèdiques de les deformacions complexes com ara la torsió i la flexió.
— Comprendre la base biològica de la mecànica tissular.
— Comprendre els principis generals subjacents en les interaccions mecàniques entre les cèl·lules dels teixits i la matriu extracel·lular circumdant.
— Descriure les característiques mecàniques dels teixits tous i durs.
— Comprendre els conceptes de tensor d’esforços i tensor de deformacions.
— Resoldre les equacions de l’elasticitat lineal en configuracions simples en 3D.
— Comprendre els fonaments de la física de fluids i les seves aplicacions, així com la fenomenologia corresponent de fluids newtonians.
— Aplicar els coneixements bàsics de la dinàmica de fluids per resoldre problemes.
— Desenvolupar habilitats de resolució de problemes per avaluar clarament els ordres de magnitud i per generar una clara percepció de les situacions que són físicament diferents de la dinàmica de fluids.
— Comprendre les analogies en el comportament de la dinàmica de fluids.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Mecànica de sòlids

*  
1.1. Models en biomecànica
1.2. Estàtica
1.3. Cossos deformables
1.4. Extensió, torsió i flexió

2. Biomecànica dels teixits biològics

*  
2.1. Bases biològiques de la mecànica dels teixits
2.2. Biomecànica dels teixits tous i durs
2.3. Comportament viscoelàstic de les cèl·lules
2.4. Comportament viscoelàstic de la matriu extracel·lular (MEC)
2.5. Interaccions mecàniques cèl·lula-MEC
2.6. Exemples fisiopatològics d’interaccions mecàniques cèl·lula-MEC

3. Fonaments de la mecànica de medis continus: tensors d’esforços i deformacions

*  
3.1. Anàlisi de l’esforç
3.2. Desplaçaments i deformacions
3.3. Elasticitat lineal

4. Fonaments de la dinàmica de fluids

*  
4.1. Equacions d’equilibri: massa, moment i energia
4.2. Equacions constitutives. Fluids newtonians i no newtonians
4.3. Equació de Navier-Stokes. Escalat de lleis. Anàlisi dimensional
4.4. Condicions marc

5. Fluxos en nombres de Reynolds petits i grans

*  
5.1. Equació de Navier-Stokes
5.2. Fluxos de Poiseuille i Couette. Resistència al moviment de les partícules sòlides
5.3. Equacions d’Euler i Bernouilli
5.4. Fluxos potencials
5.5. Inestabilitats hidrodinàmiques

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

L’assignatura s’imparteix íntegrament en anglès.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

L’avaluació té lloc al llarg de tot el curs, i la qualificació final combina un seguit d’activitats avaluables (40 % de la nota final) i un examen final (60 %):

a) Activitats avaluables
Consisteix en una prova durant el curs (de característiques similars a l’examen final) i un informe escrit sobre algun aspecte del contingut pràctic.

b) Examen final
Cobreix tot el contingut teòric i pràctic de l’assignatura, així com les pràctiques de laboratori.

Format
— Preguntes de resposta múltiple
— Preguntes de resposta curta
— Exercicis de resolució de problemes

Criteris d’avaluació
— Comprensió dels conceptes generals
— Coneixement de les lleis, els fenòmens i els processos
— Capacitat per relacionar i integrar els coneixements teòrics
— Capacitat per aplicar els coneixements a la resolució de problemes
— Capacitat per a resoldre exercicis numèrics

Per aprovar l’assignatura, cal obtenir una puntuació de 5/10 com a mínim.