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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E1.2 - Magnitudes Físicas Disponibles en el Medio
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:4291
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: Diversidad de magnitudes portadoras
El medio contiene campos electromagnéticos, ondas mecánicas, campos térmicos, gradientes químicos, gravedad y campo magnético. Cada magnitud detectable constituye un canal físico adicional de información. La disponibilidad no implica detección: el receptor debe poseer sensibilidad al tipo de señal.
Grupo 2: Grupo 2: Atenuación geométrica y alcance sensorial
Para fuentes que se propagan radialmente en espacio libre, la intensidad disminuye aproximadamente con el inverso del cuadrado de la distancia. Al duplicar la distancia, la intensidad cae a una cuarta parte. El alcance resulta del cruce entre intensidad recibida y umbral/sensibilidad del sensor.
Grupo 3: Grupo 3: Ondas mecánicas y propiedades del medio
Las ondas mecánicas transportan energía cinética y potencial. La velocidad de propagación depende de rigidez y densidad del medio; el agua combina alta densidad con alta rigidez y permite mayor velocidad del sonido que el aire. El storyboard también establece menor atenuación acústica en agua, aumentando el alcance auditivo submarino.
Grupo 4: Grupo 4: Difusión de señales químicas
Las señales químicas se propagan por difusión cuando no hay convección. La solución de Fick para una fuente puntual introduce un tiempo característico que crece con el cuadrado de la distancia y una concentración que se diluye espacialmente. El quimiorreceptor detecta directamente la concentración/gradiente químico disponible localmente.
Grupo 5: Grupo 5: Campo magnético terrestre como referencia
El campo magnético terrestre cambia lentamente en el espacio y por ello ofrece una referencia estable de orientación. Esa baja variación espacial limita la localización fina. Detectar pequeñas variaciones exige una resolución sensorial muy alta.
Grupo 6: Grupo 6: Detección, sensibilidad e información disponible
Las distintas magnitudes se vuelven información utilizable solo si la señal local supera la capacidad de resolución del receptor. La atenuación o la lenta variación espacial elevan la sensibilidad requerida. El resultado observable es la detectabilidad y el alcance/resolución espacial de la percepción física.
ID:1564
Grupo 1: Grupo 1: Diversidad de magnitudes portadoras
Descripción
El medio contiene campos electromagnéticos, ondas mecánicas, campos térmicos, gradientes químicos, gravedad y campo magnético. Cada magnitud detectable constituye un canal físico adicional de información. La disponibilidad no implica detección: el receptor debe poseer sensibilidad al tipo de señal.
Pregunta clave: Diversidad de magnitudes portadoras
El medio contiene campos electromagnéticos, ondas mecánicas, campos térmicos, gradientes químicos, gravedad y campo magnético. Cada magnitud detectable constituye un canal físico adicional de información. La disponibilidad no implica detección: el receptor debe poseer sensibilidad al tipo de señal. Este entorno físico que rodea a quien percibe contiene múltiples magnitudes distintas capaces de portar información sobre él, la misma información que ya establece otro modelo de este conjunto: los campos electromagnéticos, como la luz, la radio o el infrarrojo; las ondas mecánicas, como el sonido, la vibración o un temblor sísmico; los campos térmicos, como un flujo de calor o un gradiente de temperatura; los gradientes de concentración química; el campo gravitacional; y el campo magnético de esta misma Tierra. Por eso este modelo, con esta ley inversa del cuadrado y estos gradientes de concentración química con las que se abrió, hace que el campo magnético de esta misma Tierra sirva, para numerosas especies como un ave migratoria, una tortuga o incluso una bacteria, como una referencia absoluta de orientación: la variación espacial de este campo magnético terrestre resulta muy lenta a lo largo de grandes distancias, lo que lo vuelve, en consecuencia, muy estable como una suerte de brújula biológica, aunque poco útil, en cambio, para una localización todavía más fina dentro de una distancia corta. Estas ondas mecánicas de este entorno transportan, en partes iguales entre sí, tanto energía cinética como energía potencial a lo largo de toda su propagación: en el agua, con una densidad alta y una rigidez elástica también alta, este sonido viaja mucho más rápido y se atenúa mucho menos que ese mismo sonido en el aire, lo que explica en consecuencia la supremacía de esta audición bajo el agua que exhiben un pez o un cetáceo frente a un animal terrestre equivalente.
ID:4817
Grupo 2: Grupo 2: Atenuación geométrica y alcance sensorial
Descripción
Para fuentes que se propagan radialmente en espacio libre, la intensidad disminuye aproximadamente con el inverso del cuadrado de la distancia. Al duplicar la distancia, la intensidad cae a una cuarta parte. El alcance resulta del cruce entre intensidad recibida y umbral/sensibilidad del sensor.
Pregunta clave: Atenuación geométrica y alcance sensorial
Para fuentes que se propagan radialmente en espacio libre, la intensidad disminuye aproximadamente con el inverso del cuadrado de la distancia. Al duplicar la distancia, la intensidad cae a una cuarta parte. El alcance resulta del cruce entre intensidad recibida y umbral/sensibilidad del sensor. La ley inversa del cuadrado es, entre todas estas magnitudes físicas de este entorno, una de las más universales de todas: aplica tanto a esta radiación electromagnética como a este sonido que se propaga en un espacio libre, y también a un olor que se dispersa sin ninguna convección de por medio, determinando en consecuencia el alcance efectivo de cualquier sensor que intente detectar a cualquiera de estas señales. Que la distancia entre este sensor y la fuente de esta señal se duplique hace que, según esta misma ley inversa del cuadrado, la intensidad de esa señal que llega hasta este sensor, en consecuencia, se reduzca a solo una cuarta parte de su valor original. Por eso este modelo, con esta ley inversa del cuadrado y estos gradientes de concentración química con las que se abrió, hace que el campo magnético de esta misma Tierra sirva, para numerosas especies como un ave migratoria, una tortuga o incluso una bacteria, como una referencia absoluta de orientación: la variación espacial de este campo magnético terrestre resulta muy lenta a lo largo de grandes distancias, lo que lo vuelve, en consecuencia, muy estable como una suerte de brújula biológica, aunque poco útil, en cambio, para una localización todavía más fina dentro de una distancia corta.
ID:4818
Grupo 3: Grupo 3: Ondas mecánicas y propiedades del medio
Descripción
Las ondas mecánicas transportan energía cinética y potencial. La velocidad de propagación depende de rigidez y densidad del medio; el agua combina alta densidad con alta rigidez y permite mayor velocidad del sonido que el aire. El storyboard también establece menor atenuación acústica en agua, aumentando el alcance auditivo submarino.
Pregunta clave: Ondas mecánicas y propiedades del medio
Las ondas mecánicas transportan energía cinética y potencial. La velocidad de propagación depende de rigidez y densidad del medio; el agua combina alta densidad con alta rigidez y permite mayor velocidad del sonido que el aire. El storyboard también establece menor atenuación acústica en agua, aumentando el alcance auditivo submarino. Estas ondas mecánicas de este entorno transportan, en partes iguales entre sí, tanto energía cinética como energía potencial a lo largo de toda su propagación: en el agua, con una densidad alta y una rigidez elástica también alta, este sonido viaja mucho más rápido y se atenúa mucho menos que ese mismo sonido en el aire, lo que explica en consecuencia la supremacía de esta audición bajo el agua que exhiben un pez o un cetáceo frente a un animal terrestre equivalente. La ley inversa del cuadrado es, entre todas estas magnitudes físicas de este entorno, una de las más universales de todas: aplica tanto a esta radiación electromagnética como a este sonido que se propaga en un espacio libre, y también a un olor que se dispersa sin ninguna convección de por medio, determinando en consecuencia el alcance efectivo de cualquier sensor que intente detectar a cualquiera de estas señales. Que este medio de propagación de este sonido sea más denso y más rígido, como sucede con esta agua frente a este aire, hace que este sonido, en consecuencia, viaje más rápido y se atenúe mucho menos a lo largo de su propio recorrido.
ID:4819
Grupo 4: Grupo 4: Difusión de señales químicas
Descripción
Las señales químicas se propagan por difusión cuando no hay convección. La solución de Fick para una fuente puntual introduce un tiempo característico que crece con el cuadrado de la distancia y una concentración que se diluye espacialmente. El quimiorreceptor detecta directamente la concentración/gradiente químico disponible localmente.
Pregunta clave: Difusión de señales químicas
Las señales químicas se propagan por difusión cuando no hay convección. La solución de Fick para una fuente puntual introduce un tiempo característico que crece con el cuadrado de la distancia y una concentración que se diluye espacialmente. El quimiorreceptor detecta directamente la concentración/gradiente químico disponible localmente. Estos gradientes de concentración química de este entorno se dispersan, en cambio, por difusión, siguiendo la misma solución de Fick para una fuente puntual: esta misma dependencia implica que una señal química llega más tarde cuanto mayor es la distancia que debe recorrer desde su fuente, y que esa misma señal química se diluye, además, con el cuadrado de esa distancia recorrida. Que la fuente de esta señal química se encuentre más lejos de este quimiorreceptor hace que, según esta misma solución de Fick, esta señal química, en consecuencia, llegue más tarde hasta él y con una concentración mucho más diluida. Estos gradientes de concentración química resultan, en definitiva, la única magnitud física de todas las que ya establece este modelo que un quimiorreceptor, ya sea una nariz, un órgano del gusto o una antena, logra detectar de manera directa.
ID:4820
Grupo 5: Grupo 5: Campo magnético terrestre como referencia
Descripción
El campo magnético terrestre cambia lentamente en el espacio y por ello ofrece una referencia estable de orientación. Esa baja variación espacial limita la localización fina. Detectar pequeñas variaciones exige una resolución sensorial muy alta.
Pregunta clave: Campo magnético terrestre como referencia
El campo magnético terrestre cambia lentamente en el espacio y por ello ofrece una referencia estable de orientación. Esa baja variación espacial limita la localización fina. Detectar pequeñas variaciones exige una resolución sensorial muy alta. Por eso este modelo, con esta ley inversa del cuadrado y estos gradientes de concentración química con las que se abrió, hace que el campo magnético de esta misma Tierra sirva, para numerosas especies como un ave migratoria, una tortuga o incluso una bacteria, como una referencia absoluta de orientación: la variación espacial de este campo magnético terrestre resulta muy lenta a lo largo de grandes distancias, lo que lo vuelve, en consecuencia, muy estable como una suerte de brújula biológica, aunque poco útil, en cambio, para una localización todavía más fina dentro de una distancia corta. Que esta especie necesite detectar a este campo magnético terrestre para orientarse hace que, en consecuencia, deba desarrollar un sensor biológico de una resolución extremadamente alta, capaz de distinguir variaciones mucho más pequeñas que esta misma variación espacial lenta con la que se abrió este párrafo. Este entorno físico que rodea a quien percibe contiene múltiples magnitudes distintas capaces de portar información sobre él, la misma información que ya establece otro modelo de este conjunto: los campos electromagnéticos, como la luz, la radio o el infrarrojo; las ondas mecánicas, como el sonido, la vibración o un temblor sísmico; los campos térmicos, como un flujo de calor o un gradiente de temperatura; los gradientes de concentración química; el campo gravitacional; y el campo magnético de esta misma Tierra.
ID:4821
Grupo 6: Grupo 6: Detección, sensibilidad e información disponible
Descripción
Las distintas magnitudes se vuelven información utilizable solo si la señal local supera la capacidad de resolución del receptor. La atenuación o la lenta variación espacial elevan la sensibilidad requerida. El resultado observable es la detectabilidad y el alcance/resolución espacial de la percepción física.
Pregunta clave: Detección, sensibilidad e información disponible
Las distintas magnitudes se vuelven información utilizable solo si la señal local supera la capacidad de resolución del receptor. La atenuación o la lenta variación espacial elevan la sensibilidad requerida. El resultado observable es la detectabilidad y el alcance/resolución espacial de la percepción física. Un organismo que necesita detectar a una señal ya débil por esta misma atenuación ha evolucionado, en consecuencia, receptores de una sensibilidad muy alta, la misma sensibilidad de este canal sensorial que ya establece otro modelo de este conjunto, precisamente para compensar a esta atenuación.
ID:4822