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Modelo Matemático
Descripción
Modelo E2.1 - Radiación Electromagnética
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:4298
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: Interacción de London y materiales
Cómo las fluctuaciones de dipolo inducido originan la interacción y cómo los materiales fijan su intensidad.
Grupo 2: Grupo 2: Modelo de Hamaker y geometría nanométrica
Cómo la constante de Hamaker, la separación y la geometría del contacto determinan la fuerza vdW individual.
Grupo 3: Grupo 3: Contacto DMT y despegue
Cómo energía de Dupré y radio de contacto determinan la fuerza de despegue en contacto pequeño y duro.
Grupo 4: Grupo 4: Multiplicidad de setas y fuerza total
Cómo muchas fuerzas individuales se agregan hasta superar el peso corporal.
Grupo 5: Grupo 5: Geometría inclinada y anisotropía
Cómo la inclinación de la seta separa la respuesta normal de la tangencial.
Grupo 6: Grupo 6: Despegue perpendicular
Cómo la orientación facilita una fuerza normal de despegue baja.
Grupo 7: Grupo 7: Adhesión tangencial
Cómo la orientación mantiene una adhesión tangencial alta y aumenta el contraste direccional.
ID:1183
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: Espectro electromagnético y ventana sensorial
La radiación electromagnética abarca un rango enorme de frecuencias, mientras cada sistema sensorial accede solo a una banda. El rango espectral accesible determina qué información ambiental puede convertirse en señal sensorial. La visión humana queda restringida principalmente al visible, mientras otras especies extienden su acceso hacia UV o IR. La banda de sensibilidad actúa como filtro causal entre el entorno electromagnético y la información perceptible.
Grupo 2: Grupo 2: Energía fotónica y fotoquímica
La energía de un fotón aumenta con su frecuencia y disminuye con su longitud de onda. La absorción espectral de los opsins define una ventana en la que esa energía puede activar fotoquímica visual controlada. Fuera de esa ventana, el UV puede producir daño y el infrarrojo térmico resulta insuficiente para activar los mismos fotoquímicos. La respuesta depende conjuntamente de energía fotónica y solapamiento con la sensibilidad del receptor.
Grupo 3: Grupo 3: Emisión térmica, Planck y Wien
La ley de Planck determina la distribución espectral de emisión de un cuerpo a temperatura dada y la ley de Wien localiza su máximo. El Sol y un cuerpo de sangre caliente tienen temperaturas muy diferentes y por ello máximos espectrales distintos. La sensibilidad visible humana coincide aproximadamente con la región de emisión solar relevante, mientras sensores infrarrojos explotan la emisión térmica corporal. La temperatura conecta así fuente física, espectro emitido y banda sensorial útil.
Grupo 4: Grupo 4: Ventana atmosférica y detección térmica
La atmósfera transmite selectivamente ciertas bandas y posee una ventana infrarroja útil para observar cuerpos calientes. La señal que alcanza al sensor resulta de la radiancia emitida multiplicada por la transmitancia atmosférica. Sintonizar el sensor con una banda de alta transmisión y emisión corporal eleva la señal térmica detectable. Este mecanismo explica por qué sensores especializados detectan calor que el ojo humano no ve.
Grupo 5: Grupo 5: Beer-Lambert y penetración selectiva
La absorción en agua, tejidos y medios oculares atenúa exponencialmente la radiación según Beer-Lambert. Una absorción menor produce mayor transmitancia y mayor profundidad de penetración. En agua, la región azul-verde presenta absorción relativamente baja y penetra más; en el ojo, la fuerte absorción UV protege la retina. La dependencia espectral del coeficiente de absorción transforma el espectro incidente antes de alcanzar el receptor.
Grupo 6: Grupo 6: Difracción, pupila y resolución final
La pupila funciona como apertura circular y la difracción fija un mínimo angular proporcional a la longitud de onda e inverso al diámetro de apertura. Reducir la pupila empeora el límite de difracción. La resolución final también queda limitada por el muestreo de conos de la fóvea, de modo que el peor de ambos límites domina. El resultado conecta propiedades electromagnéticas, geometría óptica y resolución visual observable.
ID:1568