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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo D5 - Contacto con el Suelo
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:4462
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: Medición topográfica multiescala
La topografía se representa como un campo de alturas y no mediante un único valor de rugosidad. La descripción debe conservar escalas espaciales desde las más finas hasta las más grandes observadas.
Grupo 2: Grupo 2: Espectro de rugosidad
La función espectral distribuye la potencia de las fluctuaciones topográficas entre frecuencias espaciales. La densidad espectral de potencia conecta amplitud de altura y escala espacial.
Grupo 3: Grupo 3: Autosimilitud y dimensión fractal
Las superficies naturales muestran una ley de potencias sobre un amplio intervalo de escalas, de hasta seis órdenes de magnitud según el storyboard. El exponente espectral permite resumir la complejidad multiescala mediante una dimensión fractal.
Grupo 4: Grupo 4: Contacto real según Persson
El modelo de contacto de Persson transforma el espectro de rugosidad y las propiedades mecánicas/carga en una fracción de área real de contacto. Solo esa fracción nominal alcanza contacto suficientemente íntimo para contribuir a la adhesión de van der Waals.
Grupo 5: Grupo 5: Supresión de adhesión por rugosidad
Cuando la rugosidad característica supera ampliamente el radio de la punta de la seta, la fracción de contacto real disminuye de forma marcada. La reducción del área real transmite la rugosidad hacia una menor fuerza adhesiva total.
Grupo 6: Grupo 6: Jerarquía multiescala de setas
Las setas presentan escalas jerárquicas superpuestas adaptadas a distintos niveles de rugosidad. Esa jerarquía aumenta la conformabilidad y recupera parte del área real de contacto sobre superficies naturales irregulares.
Grupo 7: Grupo 7: Límite fractal de la adhesión
La dimensión fractal resume la irregularidad multiescala y, al acercarse a su máximo geométricamente admisible, señala superficies cada vez más difíciles de conformar. Incluso la jerarquía de setas encuentra un límite y la topografía vuelve a controlar la adhesión alcanzable.
ID:1216
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 pie-suelo y GRF
Caracteriza el contacto mediante la fuerza de reacción del suelo (GRF) tridimensional y su evolución temporal. La GRF medida es la entrada mecánica común para impulso, tasa de carga y picos. El tiempo de contacto delimita la ventana de integración y sirve además al índice de fuerza reactiva.
Grupo 2: Grupo 2: Tipo de apoyo y picos de impacto
Distingue apoyo de talón, mediopié y antepié y extrae de la GRF vertical los picos pasivo y activo. El pico pasivo se asocia especialmente al contacto inicial de talón. Los picos se obtienen de máximos locales dentro de ventanas temporales definidas.
Grupo 3: Grupo 3: Presión plantar y centro de presión
La plantilla instrumentada distribuye la presión plantar entre talón, arco, metatarso y dedos. La fuerza normal resulta de integrar presión sobre el área. El centro de presión se obtiene como primer momento de presión normalizado por la fuerza normal total.
Grupo 4: Grupo 4: Carga e impulso del contacto
La tasa de carga cuantifica la pendiente de crecimiento de la GRF vertical durante el impacto. El impulso es la integral temporal de la GRF en cada componente durante el contacto. Estas magnitudes condensan intensidad y duración del intercambio mecánico.
Grupo 5: Grupo 5: Índice de fuerza reactiva
En rebotes repetidos, el RSI combina altura de salto y tiempo de contacto. Para una altura dada, reducir el tiempo de contacto aumenta el RSI. La altura y el tiempo pueden provenir de otros modelos del conjunto y aquí se integran como entradas.
Grupo 6: Grupo 6: Asimetría bilateral y diagnóstico
Compara el impulso de ambas extremidades mediante una diferencia relativa normalizada. Una asimetría mayor indica un desequilibrio más pronunciado de carga bilateral. El registro diagnóstico final reúne picos, tasa de carga, impulso, COP, RSI y asimetría.
ID:1638
Grupo 1: Grupo 1: Interacción pie-suelo y GRF
Descripción
Caracteriza el contacto mediante la fuerza de reacción del suelo (GRF) tridimensional y su evolución temporal. La GRF medida es la entrada mecánica común para impulso, tasa de carga y picos. El tiempo de contacto delimita la ventana de integración y sirve además al índice de fuerza reactiva.
Pregunta clave: ¿Cómo contribuye interacción pie-suelo y grf al diagnóstico?
Caracteriza el contacto mediante la fuerza de reacción del suelo (GRF) tridimensional y su evolución temporal. La GRF medida es la entrada mecánica común para impulso, tasa de carga y picos. El tiempo de contacto delimita la ventana de integración y sirve además al índice de fuerza reactiva. A partir de esa descripción espectral de la rugosidad, el modelo de contacto de Persson permite predecir qué fracción de la superficie nominal llega a tocar realmente al sustrato a nivel atómico cuando la seta del insecto se apoya sobre él, y esto hace que solamente esa fracción de área en contacto real sea la que efectivamente participa de la fuerza de van der Waals y, por lo tanto, de la adhesión total. Cuando la rugosidad de la superficie es mucho mayor que el radio de la punta de la seta, esa fracción de área en contacto real se vuelve muchísimo menor que la superficie nominal completa, lo que hace que la adhesión total caiga de forma dramática: a mayor rugosidad, menos puntos de la seta llegan a tocar realmente el sustrato al nivel atómico que exige la fuerza de van der Waals.
ID:4720
Grupo 2: Grupo 2: Tipo de apoyo y picos de impacto
Descripción
Distingue apoyo de talón, mediopié y antepié y extrae de la GRF vertical los picos pasivo y activo. El pico pasivo se asocia especialmente al contacto inicial de talón. Los picos se obtienen de máximos locales dentro de ventanas temporales definidas.
Pregunta clave: ¿Cómo contribuye tipo de apoyo y picos de impacto al diagnóstico?
Distingue apoyo de talón, mediopié y antepié y extrae de la GRF vertical los picos pasivo y activo. El pico pasivo se asocia especialmente al contacto inicial de talón. Los picos se obtienen de máximos locales dentro de ventanas temporales definidas. A partir de esa descripción espectral de la rugosidad, el modelo de contacto de Persson permite predecir qué fracción de la superficie nominal llega a tocar realmente al sustrato a nivel atómico cuando la seta del insecto se apoya sobre él, y esto hace que solamente esa fracción de área en contacto real sea la que efectivamente participa de la fuerza de van der Waals y, por lo tanto, de la adhesión total. Cuando la rugosidad de la superficie es mucho mayor que el radio de la punta de la seta, esa fracción de área en contacto real se vuelve muchísimo menor que la superficie nominal completa, lo que hace que la adhesión total caiga de forma dramática: a mayor rugosidad, menos puntos de la seta llegan a tocar realmente el sustrato al nivel atómico que exige la fuerza de van der Waals. Frente a esta caída de la adhesión sobre superficies rugosas, las setas del insecto no se limitan a una sola escala de tamaño, sino que despliegan varias jerarquías de escala superpuestas, cada una adaptada a un nivel distinto de la rugosidad característica de las superficies que el insecto habita, y esa distribución jerárquica hace que la seta consiga aumentar esa fracción de área en contacto real incluso sobre sustratos naturales tan irregulares como una hoja o una roca.
ID:4721
Grupo 3: Grupo 3: Presión plantar y centro de presión
Descripción
La plantilla instrumentada distribuye la presión plantar entre talón, arco, metatarso y dedos. La fuerza normal resulta de integrar presión sobre el área. El centro de presión se obtiene como primer momento de presión normalizado por la fuerza normal total.
Pregunta clave: ¿Cómo contribuye presión plantar y centro de presión al diagnóstico?
La plantilla instrumentada distribuye la presión plantar entre talón, arco, metatarso y dedos. La fuerza normal resulta de integrar presión sobre el área. El centro de presión se obtiene como primer momento de presión normalizado por la fuerza normal total.
ID:4722
Grupo 4: Grupo 4: Carga e impulso del contacto
Descripción
La tasa de carga cuantifica la pendiente de crecimiento de la GRF vertical durante el impacto. El impulso es la integral temporal de la GRF en cada componente durante el contacto. Estas magnitudes condensan intensidad y duración del intercambio mecánico.
Pregunta clave: ¿Cómo contribuye carga e impulso del contacto al diagnóstico?
La tasa de carga cuantifica la pendiente de crecimiento de la GRF vertical durante el impacto. El impulso es la integral temporal de la GRF en cada componente durante el contacto. Estas magnitudes condensan intensidad y duración del intercambio mecánico.
ID:4723
Grupo 5: Grupo 5: Índice de fuerza reactiva
Descripción
En rebotes repetidos, el RSI combina altura de salto y tiempo de contacto. Para una altura dada, reducir el tiempo de contacto aumenta el RSI. La altura y el tiempo pueden provenir de otros modelos del conjunto y aquí se integran como entradas.
Pregunta clave: ¿Cómo contribuye índice de fuerza reactiva al diagnóstico?
En rebotes repetidos, el RSI combina altura de salto y tiempo de contacto. Para una altura dada, reducir el tiempo de contacto aumenta el RSI. La altura y el tiempo pueden provenir de otros modelos del conjunto y aquí se integran como entradas.
ID:4724
Grupo 6: Grupo 6: Asimetría bilateral y diagnóstico
Descripción
Compara el impulso de ambas extremidades mediante una diferencia relativa normalizada. Una asimetría mayor indica un desequilibrio más pronunciado de carga bilateral. El registro diagnóstico final reúne picos, tasa de carga, impulso, COP, RSI y asimetría.
Pregunta clave: ¿Cómo contribuye asimetría bilateral y diagnóstico al diagnóstico?
Compara el impulso de ambas extremidades mediante una diferencia relativa normalizada. Una asimetría mayor indica un desequilibrio más pronunciado de carga bilateral. El registro diagnóstico final reúne picos, tasa de carga, impulso, COP, RSI y asimetría.
ID:4725