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Modelo Matemático
Descripción
Modelo E1.3 - Radiación Térmica
Una vez estructurada la red semántica, se busca asociar cada objeto a una variable que permita su formulación matemática. Las relaciones entre variables —expresadas en la red semántica como vectores y asociaciones entre objetos— se traducen en ecuaciones que describen el comportamiento. Estas ecuaciones se buscan, en la mayor medida posible, basadas en primeros principios, y no en algoritmos ajustados numéricamente solo para reproducir comportamientos medidos. El resultado es la red lógica del modelo: el conjunto de variables, con sus unidades y rangos, y las ecuaciones que las relacionan.
ID:4205
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Transferencia radiativa sin medio material
La radiación térmica transporta energía electromagnética sin requerir contacto ni fluido portador. En cocina gana importancia cuando se debilitan conducción por contacto y convección por circulación.
Grupo 2: Grupo 2: Emisión superficial y Stefan-Boltzmann
Todo cuerpo a temperatura absoluta positiva emite radiación. Stefan-Boltzmann introduce la cuarta potencia de la temperatura y la emisividad cuantifica la desviación respecto de un cuerpo negro.
Grupo 3: Grupo 3: Intercambio radiativo neto calefactor-alimento
El intercambio neto depende de la diferencia de cuartas potencias entre calefactor y superficie alimentaria. La no linealidad hace que elevar la temperatura del calefactor intensifique desproporcionadamente el flujo neto.
Grupo 4: Grupo 4: Espectro térmico y Ley de Wien
La temperatura del calefactor fija la longitud de onda de máxima emisión mediante Wien. En temperaturas culinarias la emisión relevante cae en el infrarrojo cercano y medio.
Grupo 5: Grupo 5: Absorción superficial y transformaciones culinarias
La radiación infrarroja es absorbida por agua y superficie del alimento. El calentamiento superficial favorece Maillard y caramelización sin implicar necesariamente cocción simultánea del interior.
Grupo 6: Grupo 6: Coeficiente radiante equivalente y balance total
La transferencia radiativa puede linealizarse localmente mediante un coeficiente radiante equivalente. Este aporte se suma al coeficiente convectivo del modelo acoplado para formar un coeficiente total y un flujo superficial combinado.
ID:1516