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Modelo Matemático
Descripción
Modelo E1.2 - Magnitudes Físicas Disponibles en el Medio
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.
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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.
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