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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E6 - Interfaz hoja-atmósfera
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:3424
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: Regulación estomática de CO2 y vapor de agua
Los estomas regulan simultáneamente la entrada de dióxido de carbono y la salida de vapor de agua. Al aumentar la apertura estomática aumenta la entrada de CO2 y con ella la fotosíntesis, pero también aumenta la salida de vapor de agua y la transpiración; al cerrarse los estomas disminuyen ambos intercambios. Las cantidades que cambian son apertura estomática, intercambio de CO2, fotosíntesis, intercambio de vapor y transpiración, con relaciones cualitativamente crecientes entre apertura y ambos flujos.
Grupo 2: Grupo 2: Resistencia de la capa límite al intercambio
La capa límite de aire estancado añade una resistencia adicional a los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor, además de la resistencia estomática. Cuando aumenta el grosor de la capa límite aumenta esa resistencia adicional y disminuye la facilidad de los tres intercambios, incluso con estomas completamente abiertos. Las resistencias estomática y de capa límite actúan conjuntamente sobre los flujos efectivos a través de la interfaz.
Grupo 3: Grupo 3: Control del grosor de la capa límite
El grosor de la capa límite depende del tamaño foliar y de la velocidad del viento. Un mayor tamaño foliar tiende a engrosarla porque el aire recorre una distancia mayor antes de renovarse, mientras que una mayor velocidad del viento la adelgaza al renovar más rápidamente el aire en contacto con la hoja. Por tanto, el grosor crece con el tamaño foliar y decrece con la velocidad del viento.
Grupo 4: Grupo 4: Intercambio efectivo integrado hoja-atmósfera
La interfaz hoja-atmósfera integra la resistencia estomática y la resistencia adicional de la capa límite para fijar los intercambios efectivos de dióxido de carbono, vapor de agua y calor. Las cantidades de CO2, vapor y calor que atraviesan la interfaz disminuyen cuando aumenta la resistencia conjunta y aumentan cuando la interfaz ofrece menor resistencia. El resultado integra el compromiso fotosíntesis-transpiración con la limitación aerodinámica de la capa límite.
ID:1402
Grupo 1: Grupo 1: Regulación estomática de CO2 y vapor de agua
Descripción
Los estomas regulan simultáneamente la entrada de dióxido de carbono y la salida de vapor de agua. Al aumentar la apertura estomática aumenta la entrada de CO2 y con ella la fotosíntesis, pero también aumenta la salida de vapor de agua y la transpiración; al cerrarse los estomas disminuyen ambos intercambios. Las cantidades que cambian son apertura estomática, intercambio de CO2, fotosíntesis, intercambio de vapor y transpiración, con relaciones cualitativamente crecientes entre apertura y ambos flujos.
Pregunta clave: ¿Cómo regulan los estomas simultáneamente la entrada de CO2 y la salida de vapor de agua?
Los estomas regulan simultáneamente la entrada de dióxido de carbono y la salida de vapor de agua. Al aumentar la apertura estomática aumenta la entrada de CO2 y con ella la fotosíntesis, pero también aumenta la salida de vapor de agua y la transpiración; al cerrarse los estomas disminuyen ambos intercambios. Las cantidades que cambian son apertura estomática, intercambio de CO2, fotosíntesis, intercambio de vapor y transpiración, con relaciones cualitativamente crecientes entre apertura y ambos flujos. En definitiva, la interfaz hoja-atmósfera regula los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre la hoja y el aire mediante dos resistencias que actúan en conjunto: la resistencia que imponen los estomas, sujeta al compromiso central entre fotosíntesis y transpiración, y la resistencia adicional al intercambio que impone la capa límite de aire estancado, determinada por el tamaño foliar y la velocidad del viento; entre ambas resistencias, la interfaz hoja-atmósfera termina fijando cuánto dióxido de carbono, cuánto vapor de agua y cuánto calor efectivamente atraviesan, en cada momento, la interfaz hoja-atmósfera. Los estomas regulan al mismo tiempo la entrada de dióxido de carbono, que la hoja necesita para la fotosíntesis, y la salida de vapor de agua, que constituye la transpiración de la hoja: cuando los estomas se abren más, entra más dióxido de carbono y aumenta la fotosíntesis, pero al mismo tiempo sale más vapor de agua y aumenta la transpiración, y cuando los estomas se cierran, disminuyen a la vez tanto la entrada de dióxido de carbono como la salida de vapor de agua. La interfaz hoja-atmósfera es donde ocurren los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre la hoja y el aire que la rodea, y cada uno de estos tres intercambios se ve regulado, aunque no de la misma manera, por dos elementos de esa interfaz hoja-atmósfera: los estomas y la capa límite de aire estancado sobre la hoja.
ID:2431
Grupo 2: Grupo 2: Resistencia de la capa límite al intercambio
Descripción
La capa límite de aire estancado añade una resistencia adicional a los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor, además de la resistencia estomática. Cuando aumenta el grosor de la capa límite aumenta esa resistencia adicional y disminuye la facilidad de los tres intercambios, incluso con estomas completamente abiertos. Las resistencias estomática y de capa límite actúan conjuntamente sobre los flujos efectivos a través de la interfaz.
Pregunta clave: ¿Cómo añade la capa límite una resistencia adicional a los intercambios?
La capa límite de aire estancado añade una resistencia adicional a los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor, además de la resistencia estomática. Cuando aumenta el grosor de la capa límite aumenta esa resistencia adicional y disminuye la facilidad de los tres intercambios, incluso con estomas completamente abiertos. Las resistencias estomática y de capa límite actúan conjuntamente sobre los flujos efectivos a través de la interfaz. Además de los estomas, la interfaz hoja-atmósfera incluye una capa límite de aire estancado que se forma justo sobre la superficie de la hoja, y esa capa límite de aire estancado añade una resistencia adicional al intercambio de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre la hoja y el aire, más allá de la resistencia que ya imponen los propios estomas: cuanto más gruesa es la capa límite de aire estancado, mayor es la resistencia adicional al intercambio, y más le cuesta a la hoja intercambiar dióxido de carbono, vapor de agua y calor con el aire circundante, incluso si los estomas están completamente abiertos. En definitiva, la interfaz hoja-atmósfera regula los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre la hoja y el aire mediante dos resistencias que actúan en conjunto: la resistencia que imponen los estomas, sujeta al compromiso central entre fotosíntesis y transpiración, y la resistencia adicional al intercambio que impone la capa límite de aire estancado, determinada por el tamaño foliar y la velocidad del viento; entre ambas resistencias, la interfaz hoja-atmósfera termina fijando cuánto dióxido de carbono, cuánto vapor de agua y cuánto calor efectivamente atraviesan, en cada momento, la interfaz hoja-atmósfera. La interfaz hoja-atmósfera es donde ocurren los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre la hoja y el aire que la rodea, y cada uno de estos tres intercambios se ve regulado, aunque no de la misma manera, por dos elementos de esa interfaz hoja-atmósfera: los estomas y la capa límite de aire estancado sobre la hoja.
ID:2432
Grupo 3: Grupo 3: Control del grosor de la capa límite
Descripción
El grosor de la capa límite depende del tamaño foliar y de la velocidad del viento. Un mayor tamaño foliar tiende a engrosarla porque el aire recorre una distancia mayor antes de renovarse, mientras que una mayor velocidad del viento la adelgaza al renovar más rápidamente el aire en contacto con la hoja. Por tanto, el grosor crece con el tamaño foliar y decrece con la velocidad del viento.
Pregunta clave: ¿De qué dependen el grosor y la renovación de la capa límite?
El grosor de la capa límite depende del tamaño foliar y de la velocidad del viento. Un mayor tamaño foliar tiende a engrosarla porque el aire recorre una distancia mayor antes de renovarse, mientras que una mayor velocidad del viento la adelgaza al renovar más rápidamente el aire en contacto con la hoja. Por tanto, el grosor crece con el tamaño foliar y decrece con la velocidad del viento. El grosor de la capa límite de aire estancado depende del tamaño foliar y de la velocidad del viento: cuanto mayor es el tamaño foliar de la hoja, más gruesa tiende a ser la capa límite de aire estancado que se forma sobre su superficie, porque el aire recorre una distancia más larga antes de renovarse; y cuanto mayor es la velocidad del viento, más delgada se vuelve la capa límite de aire estancado, porque el viento renueva con más rapidez el aire que está en contacto directo con la hoja. En definitiva, la interfaz hoja-atmósfera regula los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre la hoja y el aire mediante dos resistencias que actúan en conjunto: la resistencia que imponen los estomas, sujeta al compromiso central entre fotosíntesis y transpiración, y la resistencia adicional al intercambio que impone la capa límite de aire estancado, determinada por el tamaño foliar y la velocidad del viento; entre ambas resistencias, la interfaz hoja-atmósfera termina fijando cuánto dióxido de carbono, cuánto vapor de agua y cuánto calor efectivamente atraviesan, en cada momento, la interfaz hoja-atmósfera. Además de los estomas, la interfaz hoja-atmósfera incluye una capa límite de aire estancado que se forma justo sobre la superficie de la hoja, y esa capa límite de aire estancado añade una resistencia adicional al intercambio de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre la hoja y el aire, más allá de la resistencia que ya imponen los propios estomas: cuanto más gruesa es la capa límite de aire estancado, mayor es la resistencia adicional al intercambio, y más le cuesta a la hoja intercambiar dióxido de carbono, vapor de agua y calor con el aire circundante, incluso si los estomas están completamente abiertos.
ID:2433
Grupo 4: Grupo 4: Intercambio efectivo integrado hoja-atmósfera
Descripción
La interfaz hoja-atmósfera integra la resistencia estomática y la resistencia adicional de la capa límite para fijar los intercambios efectivos de dióxido de carbono, vapor de agua y calor. Las cantidades de CO2, vapor y calor que atraviesan la interfaz disminuyen cuando aumenta la resistencia conjunta y aumentan cuando la interfaz ofrece menor resistencia. El resultado integra el compromiso fotosíntesis-transpiración con la limitación aerodinámica de la capa límite.
Pregunta clave: ¿Cómo actúan conjuntamente las resistencias para fijar los intercambios efectivos?
La interfaz hoja-atmósfera integra la resistencia estomática y la resistencia adicional de la capa límite para fijar los intercambios efectivos de dióxido de carbono, vapor de agua y calor. Las cantidades de CO2, vapor y calor que atraviesan la interfaz disminuyen cuando aumenta la resistencia conjunta y aumentan cuando la interfaz ofrece menor resistencia. El resultado integra el compromiso fotosíntesis-transpiración con la limitación aerodinámica de la capa límite. Además de los estomas, la interfaz hoja-atmósfera incluye una capa límite de aire estancado que se forma justo sobre la superficie de la hoja, y esa capa límite de aire estancado añade una resistencia adicional al intercambio de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre la hoja y el aire, más allá de la resistencia que ya imponen los propios estomas: cuanto más gruesa es la capa límite de aire estancado, mayor es la resistencia adicional al intercambio, y más le cuesta a la hoja intercambiar dióxido de carbono, vapor de agua y calor con el aire circundante, incluso si los estomas están completamente abiertos. En definitiva, la interfaz hoja-atmósfera regula los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre la hoja y el aire mediante dos resistencias que actúan en conjunto: la resistencia que imponen los estomas, sujeta al compromiso central entre fotosíntesis y transpiración, y la resistencia adicional al intercambio que impone la capa límite de aire estancado, determinada por el tamaño foliar y la velocidad del viento; entre ambas resistencias, la interfaz hoja-atmósfera termina fijando cuánto dióxido de carbono, cuánto vapor de agua y cuánto calor efectivamente atraviesan, en cada momento, la interfaz hoja-atmósfera. La interfaz hoja-atmósfera es donde ocurren los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre la hoja y el aire que la rodea, y cada uno de estos tres intercambios se ve regulado, aunque no de la misma manera, por dos elementos de esa interfaz hoja-atmósfera: los estomas y la capa límite de aire estancado sobre la hoja.
ID:2434