La simulación por el método de elementos finitos, o FEM, es una técnica de cálculo que modela cómo se comportan los objetos blandos. En lugar de usar una malla superficial, representa el volumen interno del objeto con una red de tetraedros interconectados. Esta malla volumétrica puede comprimirse, estirarse y doblarse, lo que permite calcular con precisión cómo responde la materia a fuerzas como la gravedad o los impactos. El método conserva el volumen del material, una propiedad clave para simular tejidos biológicos realistas.


Cómo funciona la técnica FEM

El proceso comienza al dividir digitalmente un modelo 3D sólido en miles de pequeños elementos tetraédricos. Cada tetraedro actúa como una unidad básica con propiedades físicas definidas, como elasticidad y densidad. Un motor de física resuelve complejas ecuaciones matemáticas para cada elemento, calculando cómo se deforma y transfiere la tensión a sus vecinos cuando se aplican fuerzas externas. Este cálculo masivo y simultáneo genera una simulación global donde la grasa se ondula, los músculos se flexionan y la piel cede de un modo físicamente creíble.

Su aplicación principal en gráficos por ordenador

En el ámbito de los gráficos generados por ordenador, el FEM es la opción preferida para animar tejidos orgánicos que deben mantener su volumen. Se usa de forma extensiva para crear simulaciones realistas de músculos bajo la piel, capas de grasa que se balancean o tejidos faciales que se deforman al hablar. Los artistas técnicos y animadores lo valoran porque los resultados son más predecibles y físicamente correctos que con otros métodos de simulación para cuerpos blandos, lo que reduce el tiempo que se necesita para corregir animaciones.

Aunque los resultados son impresionantes, preparar un modelo para FEM puede ser tan complejo como diseccionar un cuerpo en la vida real, requiriendo definir con precisión capas de materiales diferentes dentro de un mismo modelo.