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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A5 - Desregulación Térmica
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:3286
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: Balance térmico corporal
¿Qué determina la evolución temporal de la temperatura corporal central?
Grupo 2: Grupo 2: Producción metabólica de calor durante ejercicio
¿Cómo convierte el ejercicio y el consumo de oxígeno muscular la energía consumida en calor?
Grupo 3: Grupo 3: Disipación seca: conducción, convección y radiación
¿Cómo se pierde calor hacia superficies y medios circundantes sin evaporación?
Grupo 4: Grupo 4: Disipación evaporativa
¿Cómo elimina calor la evaporación del sudor durante hipertermia?
Grupo 5: Grupo 5: Aislamiento térmico del pelaje
¿Cómo modifica el estado del pelaje la resistencia al intercambio de calor?
Grupo 6: Grupo 6: Enfriamiento corporal en ambiente frío
¿Cómo decae la temperatura central cuando la producción de calor y el aislamiento son insuficientes?
Grupo 7: Grupo 7: Umbrales térmicos y fallo sistémico
¿Qué consecuencias aparecen cuando la temperatura central sale sostenidamente de su rango funcional?
ID:1119
Grupo 1: Grupo 1: Balance térmico corporal
Descripción
¿Qué determina la evolución temporal de la temperatura corporal central?
Pregunta clave: ¿Qué determina la evolución temporal de la temperatura corporal central?
El balance térmico del organismo es, en el fondo, un problema de transferencia de calor que nunca llega a un estado fijo: la temperatura corporal central cambia en el tiempo cada vez que el calor que el cuerpo produce deja de ser igual al calor que el cuerpo logra disipar hacia el ambiente. Cuando la producción de calor cae y el aislamiento térmico del pelaje resulta insuficiente frente a un ambiente frío, la temperatura corporal central no se mantiene sino que decae progresivamente hacia la temperatura ambiental: ese descenso sigue una trayectoria exponencial, cada vez más lenta a medida que la temperatura corporal se acerca a la temperatura del ambiente, y la rapidez de todo el descenso depende de la masa del animal y del aislamiento que conserve — un animal más grande o mejor aislado enfría más lentamente que uno pequeño o mal aislado. La desregulación térmica representa la incapacidad del mamífero de mantener la temperatura corporal central dentro de su rango funcional, un rango que varía según la especie pero que en términos generales va desde algo más de treinta y seis grados hasta cerca de cuarenta y dos grados centígrados. En ambos extremos es la misma temperatura corporal central con la que se abrió esta descripción la que, al salirse de su rango funcional de forma sostenida, termina comprometiendo la función del organismo completo. La pérdida de los mecanismos de aislamiento térmico mencionada al comienzo se explica por el comportamiento del pelaje, que actúa como una capa aislante frente a la pérdida o ganancia de calor con el ambiente: esa capa se comporta como un material poroso cuya resistencia al paso del calor depende de su espesor y de qué tan atrapado queda el aire entre los pelos, de modo que un pelaje comprimido, mojado o dañado ofrece mucha menos resistencia al paso de calor que un pelaje intacto.
ID:6005
Grupo 2: Grupo 2: Producción metabólica de calor durante ejercicio
Descripción
¿Cómo convierte el ejercicio y el consumo de oxígeno muscular la energía consumida en calor?
Pregunta clave: ¿Cómo convierte el ejercicio y el consumo de oxígeno muscular la energía consumida en calor?
El calor que el cuerpo produce durante el ejercicio es directamente proporcional al consumo de oxígeno del músculo en actividad: cuanto más oxígeno consume el músculo para generar trabajo mecánico, más calor libera como subproducto, porque solo una fracción del total —típicamente entre una quinta parte y un cuarto de la energía consumida— se convierte efectivamente en trabajo mecánico útil, mientras que el resto se disipa como calor dentro del propio cuerpo. Esta incapacidad aparece por un exceso en la producción de calor durante el ejercicio intenso, por la exposición a temperaturas ambientales extremas, o por la pérdida de los mecanismos de aislamiento térmico que normalmente protegen al animal. Por evaporación, finalmente, el cuerpo pierde calor cuando el agua del sudor cambia de estado líquido a vapor sobre la piel, absorbiendo calor en el proceso; esta vía es el mecanismo dominante de disipación durante la hipertermia inducida por ejercicio, cuando las otras tres vías ya no alcanzan a evacuar todo el calor producido.
ID:6006
Grupo 3: Grupo 3: Disipación seca: conducción, convección y radiación
Descripción
¿Cómo se pierde calor hacia superficies y medios circundantes sin evaporación?
Pregunta clave: ¿Cómo se pierde calor hacia superficies y medios circundantes sin evaporación?
Por conducción, el calor pasa directamente hacia una superficie en contacto con el cuerpo, en una cantidad proporcional a la diferencia de temperatura entre ambos y a qué tan bien conduce el calor el tejido que los separa. Por convección, el calor pasa hacia el aire o el agua que rodea al cuerpo, en una cantidad proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y ese medio, y a qué tan rápido se renueva ese medio junto a la piel. Por radiación, el cuerpo emite calor en una cantidad que crece mucho más rápido que la propia temperatura corporal, de modo que pequeños aumentos de temperatura elevan notablemente el calor radiado. Cuando la producción de calor cae y el aislamiento térmico del pelaje resulta insuficiente frente a un ambiente frío, la temperatura corporal central no se mantiene sino que decae progresivamente hacia la temperatura ambiental: ese descenso sigue una trayectoria exponencial, cada vez más lenta a medida que la temperatura corporal se acerca a la temperatura del ambiente, y la rapidez de todo el descenso depende de la masa del animal y del aislamiento que conserve — un animal más grande o mejor aislado enfría más lentamente que uno pequeño o mal aislado. El balance térmico del organismo es, en el fondo, un problema de transferencia de calor que nunca llega a un estado fijo: la temperatura corporal central cambia en el tiempo cada vez que el calor que el cuerpo produce deja de ser igual al calor que el cuerpo logra disipar hacia el ambiente.
ID:6007
Grupo 4: Grupo 4: Disipación evaporativa
Descripción
¿Cómo elimina calor la evaporación del sudor durante hipertermia?
Pregunta clave: ¿Cómo elimina calor la evaporación del sudor durante hipertermia?
Por evaporación, finalmente, el cuerpo pierde calor cuando el agua del sudor cambia de estado líquido a vapor sobre la piel, absorbiendo calor en el proceso; esta vía es el mecanismo dominante de disipación durante la hipertermia inducida por ejercicio, cuando las otras tres vías ya no alcanzan a evacuar todo el calor producido. Por convección, el calor pasa hacia el aire o el agua que rodea al cuerpo, en una cantidad proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y ese medio, y a qué tan rápido se renueva ese medio junto a la piel. Esta incapacidad aparece por un exceso en la producción de calor durante el ejercicio intenso, por la exposición a temperaturas ambientales extremas, o por la pérdida de los mecanismos de aislamiento térmico que normalmente protegen al animal. El calor que el cuerpo produce durante el ejercicio es directamente proporcional al consumo de oxígeno del músculo en actividad: cuanto más oxígeno consume el músculo para generar trabajo mecánico, más calor libera como subproducto, porque solo una fracción del total —típicamente entre una quinta parte y un cuarto de la energía consumida— se convierte efectivamente en trabajo mecánico útil, mientras que el resto se disipa como calor dentro del propio cuerpo.
ID:6008
Grupo 5: Grupo 5: Aislamiento térmico del pelaje
Descripción
¿Cómo modifica el estado del pelaje la resistencia al intercambio de calor?
Pregunta clave: ¿Cómo modifica el estado del pelaje la resistencia al intercambio de calor?
La pérdida de los mecanismos de aislamiento térmico mencionada al comienzo se explica por el comportamiento del pelaje, que actúa como una capa aislante frente a la pérdida o ganancia de calor con el ambiente: esa capa se comporta como un material poroso cuya resistencia al paso del calor depende de su espesor y de qué tan atrapado queda el aire entre los pelos, de modo que un pelaje comprimido, mojado o dañado ofrece mucha menos resistencia al paso de calor que un pelaje intacto. Cuando la producción de calor cae y el aislamiento térmico del pelaje resulta insuficiente frente a un ambiente frío, la temperatura corporal central no se mantiene sino que decae progresivamente hacia la temperatura ambiental: ese descenso sigue una trayectoria exponencial, cada vez más lenta a medida que la temperatura corporal se acerca a la temperatura del ambiente, y la rapidez de todo el descenso depende de la masa del animal y del aislamiento que conserve — un animal más grande o mejor aislado enfría más lentamente que uno pequeño o mal aislado. Esta incapacidad aparece por un exceso en la producción de calor durante el ejercicio intenso, por la exposición a temperaturas ambientales extremas, o por la pérdida de los mecanismos de aislamiento térmico que normalmente protegen al animal.
ID:6009
Grupo 6: Grupo 6: Enfriamiento corporal en ambiente frío
Descripción
¿Cómo decae la temperatura central cuando la producción de calor y el aislamiento son insuficientes?
Pregunta clave: ¿Cómo decae la temperatura central cuando la producción de calor y el aislamiento son insuficientes?
Cuando la producción de calor cae y el aislamiento térmico del pelaje resulta insuficiente frente a un ambiente frío, la temperatura corporal central no se mantiene sino que decae progresivamente hacia la temperatura ambiental: ese descenso sigue una trayectoria exponencial, cada vez más lenta a medida que la temperatura corporal se acerca a la temperatura del ambiente, y la rapidez de todo el descenso depende de la masa del animal y del aislamiento que conserve — un animal más grande o mejor aislado enfría más lentamente que uno pequeño o mal aislado. El balance térmico del organismo es, en el fondo, un problema de transferencia de calor que nunca llega a un estado fijo: la temperatura corporal central cambia en el tiempo cada vez que el calor que el cuerpo produce deja de ser igual al calor que el cuerpo logra disipar hacia el ambiente. La pérdida de los mecanismos de aislamiento térmico mencionada al comienzo se explica por el comportamiento del pelaje, que actúa como una capa aislante frente a la pérdida o ganancia de calor con el ambiente: esa capa se comporta como un material poroso cuya resistencia al paso del calor depende de su espesor y de qué tan atrapado queda el aire entre los pelos, de modo que un pelaje comprimido, mojado o dañado ofrece mucha menos resistencia al paso de calor que un pelaje intacto. Esta incapacidad aparece por un exceso en la producción de calor durante el ejercicio intenso, por la exposición a temperaturas ambientales extremas, o por la pérdida de los mecanismos de aislamiento térmico que normalmente protegen al animal. Por conducción, el calor pasa directamente hacia una superficie en contacto con el cuerpo, en una cantidad proporcional a la diferencia de temperatura entre ambos y a qué tan bien conduce el calor el tejido que los separa.
ID:6010
Grupo 7: Grupo 7: Umbrales térmicos y fallo sistémico
Descripción
¿Qué consecuencias aparecen cuando la temperatura central sale sostenidamente de su rango funcional?
Pregunta clave: ¿Qué consecuencias aparecen cuando la temperatura central sale sostenidamente de su rango funcional?
Cuando, en el extremo opuesto, la hipotermia hace caer la temperatura corporal central muy por debajo de los treinta grados, el corazón deja de mantener un ritmo normal y aparecen arritmias cardíacas severas. En ambos extremos es la misma temperatura corporal central con la que se abrió esta descripción la que, al salirse de su rango funcional de forma sostenida, termina comprometiendo la función del organismo completo. Cuando la hipertermia por ejercicio eleva la temperatura corporal central muy por encima de los cuarenta y dos grados, las proteínas enzimáticas del organismo empiezan a desnaturalizarse y sobreviene un fallo que compromete a varios órganos a la vez.
ID:6011