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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo D12 - Medición de Campo Eléctrico Corporal
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:3115
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: Origen del campo eléctrico corporal
¿Qué origina el campo eléctrico corporal?
Grupo 2: Grupo 2: Medición diferencial con electrodos
¿Cómo se mide una componente del campo?
Grupo 3: Grupo 3: Mapeo espacial e instrumentación
¿Cómo se reconstruye el campo completo sin perturbarlo?
Grupo 4: Grupo 4: Descarga electrogénica y firma espectral
¿Cómo se caracteriza la descarga del órgano eléctrico?
Grupo 5: Grupo 5: Perturbación por objetos y electrolocalización
¿Cómo modifican los objetos el campo y qué información aporta?
Grupo 6: Grupo 6: Decaimiento dipolar y alcance
¿Qué limita espacialmente la electrolocalización?
ID:1058
Grupo 1: Grupo 1: Origen del campo eléctrico corporal
Descripción
¿Qué origina el campo eléctrico corporal?
Pregunta clave: ¿Qué origina el campo eléctrico corporal?
El campo eléctrico corporal del pez es la magnitud que esta técnica permite medir, con tres propósitos distintos: caracterizar la descarga del órgano eléctrico de los peces electrogénicos, tanto los débiles como los fuertes; mapear cómo se distribuye espacialmente ese campo eléctrico alrededor del cuerpo del pez; y detectar las perturbaciones que objetos presentes en el entorno introducen sobre ese campo, el mismo fenómeno de electrolocalización descrito en un modelo anterior de esta colección sobre disrupción de la electrorrecepción. Cuando un objeto externo se interpone en el campo eléctrico corporal del pez, la perturbación que ese objeto introduce en la descarga del órgano eléctrico se mide comparando el campo con el objeto presente y el campo sin él: los objetos conductores concentran las líneas de ese campo, generando una perturbación positiva, mientras que los objetos resistivos las dispersan, generando una perturbación negativa, lo que le permite al propio pez distinguir las propiedades eléctricas de los objetos que detecta a su alrededor. La descarga del órgano eléctrico de los peces eléctricos débiles, uno de los campos eléctricos corporales que esta técnica caracteriza, tiene frecuencias que van de cincuenta hercios hasta dos mil hercios según la especie, y voltajes de entre un milivoltio y cien milivoltios medidos cerca del cuerpo del pez. Ese campo eléctrico corporal se mide con arreglos de electrodos de referencia hechos de plata y cloruro de plata, sumergidos en el agua a distancias conocidas del cuerpo del pez. Para mapear el campo eléctrico corporal completo en dos o en tres dimensiones, se recurre a un arreglo con muchos electrodos a la vez, o bien se desplaza sistemáticamente un único par de electrodos de referencia alrededor de todo el cuerpo del pez.
ID:5258
Grupo 2: Grupo 2: Medición diferencial con electrodos
Descripción
¿Cómo se mide una componente del campo?
Pregunta clave: ¿Cómo se mide una componente del campo?
La diferencia de potencial eléctrico entre un par de esos electrodos entrega la componente del campo eléctrico en la dirección que une a ambos electrodos: esa componente del campo es igual a la diferencia de potencial entre los dos electrodos, dividida por la distancia que los separa. En cualquiera de los dos casos, los amplificadores que registran la diferencia de potencial deben tener una impedancia de entrada muy alta, superior a los mil millones de ohmios, porque de lo contrario el propio instrumento de medición perturbaría el campo eléctrico que se quiere medir. Ese campo eléctrico corporal se mide con arreglos de electrodos de referencia hechos de plata y cloruro de plata, sumergidos en el agua a distancias conocidas del cuerpo del pez. Para mapear el campo eléctrico corporal completo en dos o en tres dimensiones, se recurre a un arreglo con muchos electrodos a la vez, o bien se desplaza sistemáticamente un único par de electrodos de referencia alrededor de todo el cuerpo del pez. Cuando un objeto externo se interpone en el campo eléctrico corporal del pez, la perturbación que ese objeto introduce en la descarga del órgano eléctrico se mide comparando el campo con el objeto presente y el campo sin él: los objetos conductores concentran las líneas de ese campo, generando una perturbación positiva, mientras que los objetos resistivos las dispersan, generando una perturbación negativa, lo que le permite al propio pez distinguir las propiedades eléctricas de los objetos que detecta a su alrededor.
ID:5259
Grupo 3: Grupo 3: Mapeo espacial e instrumentación
Descripción
¿Cómo se reconstruye el campo completo sin perturbarlo?
Pregunta clave: ¿Cómo se reconstruye el campo completo sin perturbarlo?
En cualquiera de los dos casos, los amplificadores que registran la diferencia de potencial deben tener una impedancia de entrada muy alta, superior a los mil millones de ohmios, porque de lo contrario el propio instrumento de medición perturbaría el campo eléctrico que se quiere medir. Para mapear el campo eléctrico corporal completo en dos o en tres dimensiones, se recurre a un arreglo con muchos electrodos a la vez, o bien se desplaza sistemáticamente un único par de electrodos de referencia alrededor de todo el cuerpo del pez. Ese campo eléctrico corporal se mide con arreglos de electrodos de referencia hechos de plata y cloruro de plata, sumergidos en el agua a distancias conocidas del cuerpo del pez. El campo eléctrico corporal del pez es la magnitud que esta técnica permite medir, con tres propósitos distintos: caracterizar la descarga del órgano eléctrico de los peces electrogénicos, tanto los débiles como los fuertes; mapear cómo se distribuye espacialmente ese campo eléctrico alrededor del cuerpo del pez; y detectar las perturbaciones que objetos presentes en el entorno introducen sobre ese campo, el mismo fenómeno de electrolocalización descrito en un modelo anterior de esta colección sobre disrupción de la electrorrecepción. Cuando un objeto externo se interpone en el campo eléctrico corporal del pez, la perturbación que ese objeto introduce en la descarga del órgano eléctrico se mide comparando el campo con el objeto presente y el campo sin él: los objetos conductores concentran las líneas de ese campo, generando una perturbación positiva, mientras que los objetos resistivos las dispersan, generando una perturbación negativa, lo que le permite al propio pez distinguir las propiedades eléctricas de los objetos que detecta a su alrededor.
ID:5260
Grupo 4: Grupo 4: Descarga electrogénica y firma espectral
Descripción
¿Cómo se caracteriza la descarga del órgano eléctrico?
Pregunta clave: ¿Cómo se caracteriza la descarga del órgano eléctrico?
Aplicando a esta descarga el mismo análisis espectral descrito en el modelo anterior de esta serie, se revela su frecuencia fundamental y sus armónicos, que resultan característicos tanto de la especie como del individuo que los produce. La descarga del órgano eléctrico de los peces eléctricos débiles, uno de los campos eléctricos corporales que esta técnica caracteriza, tiene frecuencias que van de cincuenta hercios hasta dos mil hercios según la especie, y voltajes de entre un milivoltio y cien milivoltios medidos cerca del cuerpo del pez. El campo eléctrico corporal del pez es la magnitud que esta técnica permite medir, con tres propósitos distintos: caracterizar la descarga del órgano eléctrico de los peces electrogénicos, tanto los débiles como los fuertes; mapear cómo se distribuye espacialmente ese campo eléctrico alrededor del cuerpo del pez; y detectar las perturbaciones que objetos presentes en el entorno introducen sobre ese campo, el mismo fenómeno de electrolocalización descrito en un modelo anterior de esta colección sobre disrupción de la electrorrecepción. Cuando un objeto externo se interpone en el campo eléctrico corporal del pez, la perturbación que ese objeto introduce en la descarga del órgano eléctrico se mide comparando el campo con el objeto presente y el campo sin él: los objetos conductores concentran las líneas de ese campo, generando una perturbación positiva, mientras que los objetos resistivos las dispersan, generando una perturbación negativa, lo que le permite al propio pez distinguir las propiedades eléctricas de los objetos que detecta a su alrededor.
ID:5261
Grupo 5: Grupo 5: Perturbación por objetos y electrolocalización
Descripción
¿Cómo modifican los objetos el campo y qué información aporta?
Pregunta clave: ¿Cómo modifican los objetos el campo y qué información aporta?
Cuando un objeto externo se interpone en el campo eléctrico corporal del pez, la perturbación que ese objeto introduce en la descarga del órgano eléctrico se mide comparando el campo con el objeto presente y el campo sin él: los objetos conductores concentran las líneas de ese campo, generando una perturbación positiva, mientras que los objetos resistivos las dispersan, generando una perturbación negativa, lo que le permite al propio pez distinguir las propiedades eléctricas de los objetos que detecta a su alrededor. Esta perturbación decae con el cubo de la distancia al objeto, como corresponde a un campo con estructura dipolar, y esa caída tan pronunciada limita el alcance de la electrolocalización del pez a solamente una o dos veces la longitud de su propio cuerpo. El campo eléctrico corporal del pez es la magnitud que esta técnica permite medir, con tres propósitos distintos: caracterizar la descarga del órgano eléctrico de los peces electrogénicos, tanto los débiles como los fuertes; mapear cómo se distribuye espacialmente ese campo eléctrico alrededor del cuerpo del pez; y detectar las perturbaciones que objetos presentes en el entorno introducen sobre ese campo, el mismo fenómeno de electrolocalización descrito en un modelo anterior de esta colección sobre disrupción de la electrorrecepción. De este modo, el mismo campo eléctrico corporal que se describió al comienzo de este modelo como la base de la electrolocalización termina siendo también lo que limita su alcance a la vecindad inmediata del pez. Ese campo eléctrico corporal se mide con arreglos de electrodos de referencia hechos de plata y cloruro de plata, sumergidos en el agua a distancias conocidas del cuerpo del pez.
ID:5262
Grupo 6: Grupo 6: Decaimiento dipolar y alcance
Descripción
¿Qué limita espacialmente la electrolocalización?
Pregunta clave: ¿Qué limita espacialmente la electrolocalización?
Esta perturbación decae con el cubo de la distancia al objeto, como corresponde a un campo con estructura dipolar, y esa caída tan pronunciada limita el alcance de la electrolocalización del pez a solamente una o dos veces la longitud de su propio cuerpo. De este modo, el mismo campo eléctrico corporal que se describió al comienzo de este modelo como la base de la electrolocalización termina siendo también lo que limita su alcance a la vecindad inmediata del pez. Cuando un objeto externo se interpone en el campo eléctrico corporal del pez, la perturbación que ese objeto introduce en la descarga del órgano eléctrico se mide comparando el campo con el objeto presente y el campo sin él: los objetos conductores concentran las líneas de ese campo, generando una perturbación positiva, mientras que los objetos resistivos las dispersan, generando una perturbación negativa, lo que le permite al propio pez distinguir las propiedades eléctricas de los objetos que detecta a su alrededor. El campo eléctrico corporal del pez es la magnitud que esta técnica permite medir, con tres propósitos distintos: caracterizar la descarga del órgano eléctrico de los peces electrogénicos, tanto los débiles como los fuertes; mapear cómo se distribuye espacialmente ese campo eléctrico alrededor del cuerpo del pez; y detectar las perturbaciones que objetos presentes en el entorno introducen sobre ese campo, el mismo fenómeno de electrolocalización descrito en un modelo anterior de esta colección sobre disrupción de la electrorrecepción.
ID:5263