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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A3 - Fallas de Interacción Ambiental
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:3283
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: Límite de tracción por fricción estática
Fricción estática
Grupo 2: Grupo 2: Estimación de rigidez y estabilidad del sustrato
Rigidez percibida del sustrato
Grupo 3: Grupo 3: Resistencia hidrodinámica y propulsión acuática
Resistencia hidrodinámica
Grupo 4: Grupo 4: Adaptación morfológica y cambio de entorno
Morfología locomotora
Grupo 5: Grupo 5: Desorientación geomagnética y acumulación de error
Error angular geomagnético
Grupo 6: Grupo 6: Impacto, tiempo de contacto y fractura
Impulso mecánico
Grupo 7: Grupo 7: Severidad de lesión y costo funcional
Severidad de lesión
Grupo 8: Grupo 8: Respuesta conductual ante falla de tracción
Estrategia locomotora
ID:1118
Grupo 1: Grupo 1: Límite de tracción por fricción estática
Descripción
Fricción estática
Pregunta clave: ¿Cuándo la extremidad pierde tracción sobre el sustrato?
Fricción estática La tracción que la extremidad logra ejercer contra el sustrato depende del coeficiente de fricción estática disponible en ese sustrato: la fuerza tangencial máxima que la extremidad puede transmitir sin deslizar es proporcional a la fuerza normal que la extremidad aplica contra el suelo, de modo que a mayor fuerza normal, mayor es la tracción máxima disponible. Estas fallas se originan en cuatro fuentes distintas: una insuficiencia del coeficiente de fricción estática disponible entre la extremidad y el sustrato, un error del animal al estimar la rigidez del sustrato sobre el que se apoya, una desorientación de los sistemas de navegación sensorial que guían su desplazamiento, o un trauma cinético producido por la colisión con superficies u objetos del entorno. Cuando la demanda de fricción que exige el movimiento supera la fricción disponible en el sustrato — como ocurre en superficies húmedas, heladas o granulares, o cuando el animal estima mal la rigidez de un sustrato blando o inestable — se produce el deslizamiento. Cuando el sustrato de apoyo deja de ser sólido y el mamífero se desplaza en el agua, la fuerza que necesita generar para propulsarse ya no depende de la fricción sino de la resistencia hidrodinámica del entorno: esa resistencia crece de forma cuadrática con la velocidad de desplazamiento y también aumenta con un coeficiente de arrastre propio del cuerpo del animal, coeficiente que a su vez varía según la forma del cuerpo y el régimen de flujo del agua alrededor de él.
ID:5989
Grupo 2: Grupo 2: Estimación de rigidez y estabilidad del sustrato
Descripción
Rigidez percibida del sustrato
Pregunta clave: ¿Cómo puede un error de estimación del apoyo inducir una falla de tracción?
Rigidez percibida del sustrato Cuando la demanda de fricción que exige el movimiento supera la fricción disponible en el sustrato — como ocurre en superficies húmedas, heladas o granulares, o cuando el animal estima mal la rigidez de un sustrato blando o inestable — se produce el deslizamiento. Estas fallas se originan en cuatro fuentes distintas: una insuficiencia del coeficiente de fricción estática disponible entre la extremidad y el sustrato, un error del animal al estimar la rigidez del sustrato sobre el que se apoya, una desorientación de los sistemas de navegación sensorial que guían su desplazamiento, o un trauma cinético producido por la colisión con superficies u objetos del entorno. Cuando el sustrato de apoyo deja de ser sólido y el mamífero se desplaza en el agua, la fuerza que necesita generar para propulsarse ya no depende de la fricción sino de la resistencia hidrodinámica del entorno: esa resistencia crece de forma cuadrática con la velocidad de desplazamiento y también aumenta con un coeficiente de arrastre propio del cuerpo del animal, coeficiente que a su vez varía según la forma del cuerpo y el régimen de flujo del agua alrededor de él. La tracción que la extremidad logra ejercer contra el sustrato depende del coeficiente de fricción estática disponible en ese sustrato: la fuerza tangencial máxima que la extremidad puede transmitir sin deslizar es proporcional a la fuerza normal que la extremidad aplica contra el suelo, de modo que a mayor fuerza normal, mayor es la tracción máxima disponible.
ID:5990
Grupo 3: Grupo 3: Resistencia hidrodinámica y propulsión acuática
Descripción
Resistencia hidrodinámica
Pregunta clave: ¿Qué determina la fuerza necesaria para desplazarse en agua?
Resistencia hidrodinámica Cuando el sustrato de apoyo deja de ser sólido y el mamífero se desplaza en el agua, la fuerza que necesita generar para propulsarse ya no depende de la fricción sino de la resistencia hidrodinámica del entorno: esa resistencia crece de forma cuadrática con la velocidad de desplazamiento y también aumenta con un coeficiente de arrastre propio del cuerpo del animal, coeficiente que a su vez varía según la forma del cuerpo y el régimen de flujo del agua alrededor de él. Cuando la falla es de tracción, el animal cambia de estrategia locomotora, reduce su velocidad de desplazamiento y muestra preferencia por superficies de mayor fricción, todo ello dirigido a recuperar las fuerzas de tracción, sustentación o propulsión que el sustrato original no le permitía generar. Las adaptaciones morfológicas que reducen ese coeficiente de arrastre y optimizan la propulsión en un entorno determinado pierden eficiencia cuando el mismo cuerpo debe desplazarse en un entorno distinto, para el que esa forma no fue optimizada. Estas fallas se originan en cuatro fuentes distintas: una insuficiencia del coeficiente de fricción estática disponible entre la extremidad y el sustrato, un error del animal al estimar la rigidez del sustrato sobre el que se apoya, una desorientación de los sistemas de navegación sensorial que guían su desplazamiento, o un trauma cinético producido por la colisión con superficies u objetos del entorno.
ID:5991
Grupo 4: Grupo 4: Adaptación morfológica y cambio de entorno
Descripción
Morfología locomotora
Pregunta clave: ¿Por qué una morfología eficiente en un entorno puede perder eficiencia en otro?
Morfología locomotora Las adaptaciones morfológicas que reducen ese coeficiente de arrastre y optimizan la propulsión en un entorno determinado pierden eficiencia cuando el mismo cuerpo debe desplazarse en un entorno distinto, para el que esa forma no fue optimizada. El trauma cinético por colisión con superficies u objetos del entorno se gobierna por la relación entre el impulso mecánico y el cambio de movimiento del cuerpo: la fuerza de impacto que el cuerpo recibe es inversamente proporcional al tiempo de contacto durante el cual se frena, de modo que las superficies duras, que reducen ese tiempo de contacto, producen picos de fuerza mucho mayores que las superficies blandas y elevan la probabilidad de fractura ósea. Estas fallas se originan en cuatro fuentes distintas: una insuficiencia del coeficiente de fricción estática disponible entre la extremidad y el sustrato, un error del animal al estimar la rigidez del sustrato sobre el que se apoya, una desorientación de los sistemas de navegación sensorial que guían su desplazamiento, o un trauma cinético producido por la colisión con superficies u objetos del entorno. Cuando el sustrato de apoyo deja de ser sólido y el mamífero se desplaza en el agua, la fuerza que necesita generar para propulsarse ya no depende de la fricción sino de la resistencia hidrodinámica del entorno: esa resistencia crece de forma cuadrática con la velocidad de desplazamiento y también aumenta con un coeficiente de arrastre propio del cuerpo del animal, coeficiente que a su vez varía según la forma del cuerpo y el régimen de flujo del agua alrededor de él.
ID:5992
Grupo 5: Grupo 5: Desorientación geomagnética y acumulación de error
Descripción
Error angular geomagnético
Pregunta clave: ¿Cómo se transforma un error sensorial angular en error de posición?
Error angular geomagnético La desorientación de los sistemas de navegación sensorial se manifiesta como un error angular entre el campo geomagnético local y la señal geomagnética que el animal percibe: ese error angular se acumula progresivamente a medida que avanza la navegación, y produce un error de posición que crece de forma lineal con la distancia recorrida, de modo que cuanto más lejos navega el animal desorientado, más se aleja su posición real de la posición que cree ocupar. Estas fallas se originan en cuatro fuentes distintas: una insuficiencia del coeficiente de fricción estática disponible entre la extremidad y el sustrato, un error del animal al estimar la rigidez del sustrato sobre el que se apoya, una desorientación de los sistemas de navegación sensorial que guían su desplazamiento, o un trauma cinético producido por la colisión con superficies u objetos del entorno.
ID:5993
Grupo 6: Grupo 6: Impacto, tiempo de contacto y fractura
Descripción
Impulso mecánico
Pregunta clave: ¿Cómo determina una colisión la fuerza de impacto y el riesgo de fractura?
Impulso mecánico El trauma cinético por colisión con superficies u objetos del entorno se gobierna por la relación entre el impulso mecánico y el cambio de movimiento del cuerpo: la fuerza de impacto que el cuerpo recibe es inversamente proporcional al tiempo de contacto durante el cual se frena, de modo que las superficies duras, que reducen ese tiempo de contacto, producen picos de fuerza mucho mayores que las superficies blandas y elevan la probabilidad de fractura ósea. Cuando la falla proviene de una colisión, en cambio, no hay estrategia que evite el impacto una vez ocurrido, y es la severidad de la lesión — creciendo de forma desproporcionada respecto de la velocidad del impacto — la que determina el costo funcional final de la falla de interacción ambiental.
ID:5994
Grupo 7: Grupo 7: Severidad de lesión y costo funcional
Descripción
Severidad de lesión
Pregunta clave: ¿Cómo escala la consecuencia funcional de una colisión con la velocidad de impacto?
Severidad de lesión Cuando la falla proviene de una colisión, en cambio, no hay estrategia que evite el impacto una vez ocurrido, y es la severidad de la lesión — creciendo de forma desproporcionada respecto de la velocidad del impacto — la que determina el costo funcional final de la falla de interacción ambiental. La severidad de la lesión resultante crece mucho más rápido que la velocidad del impacto misma: un aumento moderado en la velocidad de la colisión se traduce en un aumento desproporcionado de la gravedad de la lesión.
ID:5995
Grupo 8: Grupo 8: Respuesta conductual ante falla de tracción
Descripción
Estrategia locomotora
Pregunta clave: ¿Cómo responde el animal para recuperar interacción mecánica con el entorno?
Estrategia locomotora Cuando la falla es de tracción, el animal cambia de estrategia locomotora, reduce su velocidad de desplazamiento y muestra preferencia por superficies de mayor fricción, todo ello dirigido a recuperar las fuerzas de tracción, sustentación o propulsión que el sustrato original no le permitía generar. Cuando la falla proviene de una colisión, en cambio, no hay estrategia que evite el impacto una vez ocurrido, y es la severidad de la lesión — creciendo de forma desproporcionada respecto de la velocidad del impacto — la que determina el costo funcional final de la falla de interacción ambiental. Las fallas de interacción ambiental ocurren cuando el mamífero no logra generar o mantener las fuerzas de tracción, sustentación o propulsión que necesita para moverse o maniobrar en su entorno. La tracción que la extremidad logra ejercer contra el sustrato depende del coeficiente de fricción estática disponible en ese sustrato: la fuerza tangencial máxima que la extremidad puede transmitir sin deslizar es proporcional a la fuerza normal que la extremidad aplica contra el suelo, de modo que a mayor fuerza normal, mayor es la tracción máxima disponible.
ID:5996