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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E2.1 - Difusión: Salado y Marinado
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4219
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: Fuerza motriz y difusión molecular
Los solutos de la salmuera penetran en la matriz del alimento impulsados por gradientes de concentración. La matriz proteica ofrece resistencia y reduce la difusión frente a una solución acuosa libre.
Grupo 2: Grupo 2: Segunda Ley de Fick
La evolución temporal del perfil de concentración está gobernada por la ecuación de difusión de Fick. El coeficiente de difusión fija la escala temporal del transporte dentro de la pieza.
Grupo 3: Grupo 3: Penetración y escala temporal
La profundidad característica de penetración crece como la raíz cuadrada de D por el tiempo. Por ello el tiempo necesario para alcanzar una profundidad dada escala cuadráticamente con el grosor.
Grupo 4: Grupo 4: Dependencia térmica de Arrhenius
El coeficiente de difusión aumenta con la temperatura mediante una relación de Arrhenius. Una temperatura moderadamente mayor puede acelerar el marinado, dentro de los límites de seguridad alimentaria.
Grupo 5: Grupo 5: Perfil espacial erfc
Para una superficie mantenida a concentración aproximadamente constante, la solución semi-infinita adopta una función error complementaria. El perfil cae desde la concentración superficial hacia la concentración inicial interior.
Grupo 6: Grupo 6: Analogía con conducción de calor
Difusión de masa y conducción térmica comparten la misma familia matemática de ecuaciones de difusión. Sus perfiles avanzan con raíz cuadrada del tiempo, aunque sus difusividades y velocidades características sean distintas.
ID:1521
Grupo 1: Grupo 1: Fuerza motriz y difusión molecular
Descripción
Los solutos de la salmuera penetran en la matriz del alimento impulsados por gradientes de concentración. La matriz proteica ofrece resistencia y reduce la difusión frente a una solución acuosa libre.
Pregunta clave: ¿Cómo actúa fuerza motriz y difusión molecular?
Los solutos de la salmuera penetran en la matriz del alimento impulsados por gradientes de concentración. La matriz proteica ofrece resistencia y reduce la difusión frente a una solución acuosa libre. Durante el salado y el marinado de este alimento, los solutos de la salmuera o de la marinada que lo rodea, ya sea sal común, azúcar, un ácido o una especia disuelta, penetran hacia el interior de este alimento por difusión molecular, impulsados por el gradiente de concentración que existe entre esta salmuera o esta marinada, de concentración alta, y el interior de este alimento, de concentración todavía baja: la Segunda Ley de Fick gobierna la evolución temporal del perfil de concentración de este soluto dentro de este alimento, y es el coeficiente de difusión de este soluto, característico del par que forma junto con la matriz de este alimento, el que fija la velocidad de esa misma evolución. Por eso este modelo, con este soluto difundiendo y esta profundidad de penetración con las que se abrió, describe, mediante la función error complementaria, la forma sigmoide de este mismo perfil de concentración de este soluto dentro de este alimento: esta concentración de este soluto cae, según esta misma función error complementaria, de manera abrupta desde la concentración saturada de esta superficie de este alimento hacia la concentración inicial, todavía baja, de este interior de este alimento, con el frente de esta misma difusión avanzando, según esta misma raíz cuadrada del tiempo con la que se abrió este modelo, cada vez más adentro de este alimento. Que este mismo perfil de concentración de este soluto avance según esta raíz cuadrada del tiempo, exactamente igual que ya avanza, dentro de este mismo alimento, el perfil de temperatura que describe con más detalle otro modelo de este conjunto dedicado a la conducción de calor, hace que ambos fenómenos, la difusión de este soluto y esa misma conducción de calor, compartan, en el fondo, la misma familia matemática de ecuación de difusión, aunque avancen dentro de este alimento a velocidades características muy distintas entre sí.
ID:4943
Grupo 2: Grupo 2: Segunda Ley de Fick
Descripción
La evolución temporal del perfil de concentración está gobernada por la ecuación de difusión de Fick. El coeficiente de difusión fija la escala temporal del transporte dentro de la pieza.
Pregunta clave: ¿Cómo actúa segunda ley de fick?
La evolución temporal del perfil de concentración está gobernada por la ecuación de difusión de Fick. El coeficiente de difusión fija la escala temporal del transporte dentro de la pieza. Durante el salado y el marinado de este alimento, los solutos de la salmuera o de la marinada que lo rodea, ya sea sal común, azúcar, un ácido o una especia disuelta, penetran hacia el interior de este alimento por difusión molecular, impulsados por el gradiente de concentración que existe entre esta salmuera o esta marinada, de concentración alta, y el interior de este alimento, de concentración todavía baja: la Segunda Ley de Fick gobierna la evolución temporal del perfil de concentración de este soluto dentro de este alimento, y es el coeficiente de difusión de este soluto, característico del par que forma junto con la matriz de este alimento, el que fija la velocidad de esa misma evolución. Que este alimento sea una carne, con su matriz proteica oponiendo una resistencia considerable a este soluto, hace que este coeficiente de difusión de este soluto sea, en consecuencia, mucho menor que el que tendría ese mismo soluto en una solución acuosa libre, sin ninguna matriz proteica que lo frene. Que este mismo perfil de concentración de este soluto avance según esta raíz cuadrada del tiempo, exactamente igual que ya avanza, dentro de este mismo alimento, el perfil de temperatura que describe con más detalle otro modelo de este conjunto dedicado a la conducción de calor, hace que ambos fenómenos, la difusión de este soluto y esa misma conducción de calor, compartan, en el fondo, la misma familia matemática de ecuación de difusión, aunque avancen dentro de este alimento a velocidades características muy distintas entre sí.
ID:4944
Grupo 3: Grupo 3: Penetración y escala temporal
Descripción
La profundidad característica de penetración crece como la raíz cuadrada de D por el tiempo. Por ello el tiempo necesario para alcanzar una profundidad dada escala cuadráticamente con el grosor.
Pregunta clave: ¿Cómo actúa penetración y escala temporal?
La profundidad característica de penetración crece como la raíz cuadrada de D por el tiempo. Por ello el tiempo necesario para alcanzar una profundidad dada escala cuadráticamente con el grosor. Que esta pieza de este alimento sea más gruesa hace que esta profundidad de penetración necesaria para alcanzar su centro sea, en consecuencia, mayor, y que este tiempo de marinado necesario, según esta misma regla empírica cuadrática, crezca todavía más que proporcionalmente con ese mismo grosor. La profundidad de penetración de este soluto dentro de este alimento crece, no de manera proporcional al tiempo transcurrido, sino con la raíz cuadrada de ese mismo tiempo: duplicar esta profundidad de penetración exige, en consecuencia, cuadruplicar el tiempo de marinado necesario para alcanzarla, y es esta misma dependencia con la raíz cuadrada del tiempo la que explica la regla empírica según la cual este tiempo de marinado crece, no de manera proporcional, sino de manera cuadrática con el grosor de la pieza de este alimento. Por eso este modelo, con este soluto difundiendo y esta profundidad de penetración con las que se abrió, describe, mediante la función error complementaria, la forma sigmoide de este mismo perfil de concentración de este soluto dentro de este alimento: esta concentración de este soluto cae, según esta misma función error complementaria, de manera abrupta desde la concentración saturada de esta superficie de este alimento hacia la concentración inicial, todavía baja, de este interior de este alimento, con el frente de esta misma difusión avanzando, según esta misma raíz cuadrada del tiempo con la que se abrió este modelo, cada vez más adentro de este alimento.
ID:4945
Grupo 4: Grupo 4: Dependencia térmica de Arrhenius
Descripción
El coeficiente de difusión aumenta con la temperatura mediante una relación de Arrhenius. Una temperatura moderadamente mayor puede acelerar el marinado, dentro de los límites de seguridad alimentaria.
Pregunta clave: ¿Cómo actúa dependencia térmica de arrhenius?
El coeficiente de difusión aumenta con la temperatura mediante una relación de Arrhenius. Una temperatura moderadamente mayor puede acelerar el marinado, dentro de los límites de seguridad alimentaria. Que la temperatura de esta salmuera o de esta marinada sea más alta eleva, según una relación de Arrhenius, a este coeficiente de difusión de este soluto: marinar a esta temperatura más alta, siempre dentro del límite que impone la seguridad alimentaria de este alimento, puede reducir considerablemente, en consecuencia, este tiempo de marinado necesario. Durante el salado y el marinado de este alimento, los solutos de la salmuera o de la marinada que lo rodea, ya sea sal común, azúcar, un ácido o una especia disuelta, penetran hacia el interior de este alimento por difusión molecular, impulsados por el gradiente de concentración que existe entre esta salmuera o esta marinada, de concentración alta, y el interior de este alimento, de concentración todavía baja: la Segunda Ley de Fick gobierna la evolución temporal del perfil de concentración de este soluto dentro de este alimento, y es el coeficiente de difusión de este soluto, característico del par que forma junto con la matriz de este alimento, el que fija la velocidad de esa misma evolución.
ID:4946
Grupo 5: Grupo 5: Perfil espacial erfc
Descripción
Para una superficie mantenida a concentración aproximadamente constante, la solución semi-infinita adopta una función error complementaria. El perfil cae desde la concentración superficial hacia la concentración inicial interior.
Pregunta clave: ¿Cómo actúa perfil espacial erfc?
Para una superficie mantenida a concentración aproximadamente constante, la solución semi-infinita adopta una función error complementaria. El perfil cae desde la concentración superficial hacia la concentración inicial interior. Por eso este modelo, con este soluto difundiendo y esta profundidad de penetración con las que se abrió, describe, mediante la función error complementaria, la forma sigmoide de este mismo perfil de concentración de este soluto dentro de este alimento: esta concentración de este soluto cae, según esta misma función error complementaria, de manera abrupta desde la concentración saturada de esta superficie de este alimento hacia la concentración inicial, todavía baja, de este interior de este alimento, con el frente de esta misma difusión avanzando, según esta misma raíz cuadrada del tiempo con la que se abrió este modelo, cada vez más adentro de este alimento. Durante el salado y el marinado de este alimento, los solutos de la salmuera o de la marinada que lo rodea, ya sea sal común, azúcar, un ácido o una especia disuelta, penetran hacia el interior de este alimento por difusión molecular, impulsados por el gradiente de concentración que existe entre esta salmuera o esta marinada, de concentración alta, y el interior de este alimento, de concentración todavía baja: la Segunda Ley de Fick gobierna la evolución temporal del perfil de concentración de este soluto dentro de este alimento, y es el coeficiente de difusión de este soluto, característico del par que forma junto con la matriz de este alimento, el que fija la velocidad de esa misma evolución. Que este mismo perfil de concentración de este soluto avance según esta raíz cuadrada del tiempo, exactamente igual que ya avanza, dentro de este mismo alimento, el perfil de temperatura que describe con más detalle otro modelo de este conjunto dedicado a la conducción de calor, hace que ambos fenómenos, la difusión de este soluto y esa misma conducción de calor, compartan, en el fondo, la misma familia matemática de ecuación de difusión, aunque avancen dentro de este alimento a velocidades características muy distintas entre sí.
ID:4947
Grupo 6: Grupo 6: Analogía con conducción de calor
Descripción
Difusión de masa y conducción térmica comparten la misma familia matemática de ecuaciones de difusión. Sus perfiles avanzan con raíz cuadrada del tiempo, aunque sus difusividades y velocidades características sean distintas.
Pregunta clave: ¿Cómo actúa analogía con conducción de calor?
Difusión de masa y conducción térmica comparten la misma familia matemática de ecuaciones de difusión. Sus perfiles avanzan con raíz cuadrada del tiempo, aunque sus difusividades y velocidades características sean distintas. Que este mismo perfil de concentración de este soluto avance según esta raíz cuadrada del tiempo, exactamente igual que ya avanza, dentro de este mismo alimento, el perfil de temperatura que describe con más detalle otro modelo de este conjunto dedicado a la conducción de calor, hace que ambos fenómenos, la difusión de este soluto y esa misma conducción de calor, compartan, en el fondo, la misma familia matemática de ecuación de difusión, aunque avancen dentro de este alimento a velocidades características muy distintas entre sí. Por eso este modelo, con este soluto difundiendo y esta profundidad de penetración con las que se abrió, describe, mediante la función error complementaria, la forma sigmoide de este mismo perfil de concentración de este soluto dentro de este alimento: esta concentración de este soluto cae, según esta misma función error complementaria, de manera abrupta desde la concentración saturada de esta superficie de este alimento hacia la concentración inicial, todavía baja, de este interior de este alimento, con el frente de esta misma difusión avanzando, según esta misma raíz cuadrada del tiempo con la que se abrió este modelo, cada vez más adentro de este alimento.
ID:4948