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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A9 - Colisión
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:3214
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: Estado previo al impacto
¿Qué cantidad de movimiento y energía lleva el ave al llegar a la superficie?
Grupo 2: Grupo 2: Impulso de colisión
¿Cómo se transforma el momento lineal preimpacto en impulso transferido durante la detención?
Grupo 3: Grupo 3: Duración de contacto y fuerza pico
¿Cómo modifica la duración del contacto la concentración temporal del impulso y la fuerza pico?
Grupo 4: Grupo 4: Estrés mecánico del cráneo y esqueleto
¿Cómo se traduce la fuerza pico en carga mecánica sobre estructuras óseas?
Grupo 5: Grupo 5: Disipación de energía en tejido
¿Qué fracción de la energía cinética se deposita en el tejido del ave y produce daño?
Grupo 6: Grupo 6: Daño, mortalidad y comparación de riesgo
¿Cómo se integran energía, estrés, masa, especie y estructura para estimar mortalidad y riesgo comparado?
ID:1090
Grupo 1: Grupo 1: Estado previo al impacto
Descripción
¿Qué cantidad de movimiento y energía lleva el ave al llegar a la superficie?
Pregunta clave: ¿Qué cantidad de movimiento y energía lleva el ave al llegar a la superficie?
El impulso total que la superficie sólida transfiere al ave durante la colisión depende directamente de la masa del ave y de su velocidad de vuelo en el momento del impacto: un ave más masiva o que vuela más rápido lleva más cantidad de movimiento que frenar de golpe, y por lo tanto recibe un impulso total mayor cuando esa cantidad de movimiento se detiene contra la superficie sólida. A partir de la energía disipada en tejido y del estrés mecánico sobre el cráneo y el esqueleto, el modelo calcula la probabilidad de mortalidad de esa colisión como función de la energía cinética y la masa del ave, y permite comparar ese riesgo entre distintas especies —según su masa y su velocidad habitual de vuelo— y entre distintos tipos de estructura —según la duración de contacto que cada una impone—, lo que convierte a esta colisión, descrita solo con la física del impulso, el momento lineal y la energía cinética, en una herramienta directa para decidir qué estructuras representan el mayor riesgo real para qué especies. Además del impulso total y la fuerza pico, la colisión también involucra una energía cinética que el ave lleva por su masa y su velocidad de vuelo, y que la colisión debe disipar por completo en el instante del impacto. La física que describe esta colisión es la del impulso y el momento lineal: la cantidad de movimiento que el ave lleva justo antes del impacto es la que determina, en última instancia, cuánto daño produce esa colisión. Ese mismo impulso total, sin embargo, puede traducirse en una fuerza pico muy distinta según cuánto dure el contacto entre el ave y la superficie sólida: para un impulso total dado, cuanto más corta es la duración del contacto, mayor es la fuerza pico que el ave recibe en ese instante, porque la misma cantidad de movimiento se detiene en menos tiempo.
ID:7386
Grupo 2: Grupo 2: Impulso de colisión
Descripción
¿Cómo se transforma el momento lineal preimpacto en impulso transferido durante la detención?
Pregunta clave: ¿Cómo se transforma el momento lineal preimpacto en impulso transferido durante la detención?
El impulso total que la superficie sólida transfiere al ave durante la colisión depende directamente de la masa del ave y de su velocidad de vuelo en el momento del impacto: un ave más masiva o que vuela más rápido lleva más cantidad de movimiento que frenar de golpe, y por lo tanto recibe un impulso total mayor cuando esa cantidad de movimiento se detiene contra la superficie sólida. Ese mismo impulso total, sin embargo, puede traducirse en una fuerza pico muy distinta según cuánto dure el contacto entre el ave y la superficie sólida: para un impulso total dado, cuanto más corta es la duración del contacto, mayor es la fuerza pico que el ave recibe en ese instante, porque la misma cantidad de movimiento se detiene en menos tiempo. La física que describe esta colisión es la del impulso y el momento lineal: la cantidad de movimiento que el ave lleva justo antes del impacto es la que determina, en última instancia, cuánto daño produce esa colisión. Un ave en pleno vuelo puede colisionar contra una superficie sólida —una ventana de vidrio, una torre eólica, un cable eléctrico, una aeronave o una estructura urbana— y esa colisión es, entre todos los escenarios que este conjunto de modelos considera, el de mayor relevancia para la conservación aplicada: solo las colisiones contra ventanas causan, cada año, centenares de millones de muertes de aves únicamente en Norteamérica. Esa fuerza pico es la que determina el estrés mecánico que sufren el cráneo y el esqueleto del ave en el instante de la colisión: cuanto mayor es la fuerza pico, mayor es el estrés mecánico que debe soportar el hueso, y una colisión contra una superficie con una duración de contacto muy corta, como un vidrio, concentra sobre el cráneo y el esqueleto un estrés mecánico que una colisión con la misma cantidad de movimiento pero contra una superficie de contacto más largo nunca llega a producir.
ID:7387
Grupo 3: Grupo 3: Duración de contacto y fuerza pico
Descripción
¿Cómo modifica la duración del contacto la concentración temporal del impulso y la fuerza pico?
Pregunta clave: ¿Cómo modifica la duración del contacto la concentración temporal del impulso y la fuerza pico?
Contra un vidrio, la duración del contacto es muy corta y la fuerza pico resultante es muy alta; contra la vegetación, en cambio, la duración del contacto es larga y esa misma cantidad de movimiento se frena de forma distribuida, con una fuerza pico mucho menor. Ese mismo impulso total, sin embargo, puede traducirse en una fuerza pico muy distinta según cuánto dure el contacto entre el ave y la superficie sólida: para un impulso total dado, cuanto más corta es la duración del contacto, mayor es la fuerza pico que el ave recibe en ese instante, porque la misma cantidad de movimiento se detiene en menos tiempo. Esa fuerza pico es la que determina el estrés mecánico que sufren el cráneo y el esqueleto del ave en el instante de la colisión: cuanto mayor es la fuerza pico, mayor es el estrés mecánico que debe soportar el hueso, y una colisión contra una superficie con una duración de contacto muy corta, como un vidrio, concentra sobre el cráneo y el esqueleto un estrés mecánico que una colisión con la misma cantidad de movimiento pero contra una superficie de contacto más largo nunca llega a producir. Además del impulso total y la fuerza pico, la colisión también involucra una energía cinética que el ave lleva por su masa y su velocidad de vuelo, y que la colisión debe disipar por completo en el instante del impacto. Un ave en pleno vuelo puede colisionar contra una superficie sólida —una ventana de vidrio, una torre eólica, un cable eléctrico, una aeronave o una estructura urbana— y esa colisión es, entre todos los escenarios que este conjunto de modelos considera, el de mayor relevancia para la conservación aplicada: solo las colisiones contra ventanas causan, cada año, centenares de millones de muertes de aves únicamente en Norteamérica.
ID:7388
Grupo 4: Grupo 4: Estrés mecánico del cráneo y esqueleto
Descripción
¿Cómo se traduce la fuerza pico en carga mecánica sobre estructuras óseas?
Pregunta clave: ¿Cómo se traduce la fuerza pico en carga mecánica sobre estructuras óseas?
Esa fuerza pico es la que determina el estrés mecánico que sufren el cráneo y el esqueleto del ave en el instante de la colisión: cuanto mayor es la fuerza pico, mayor es el estrés mecánico que debe soportar el hueso, y una colisión contra una superficie con una duración de contacto muy corta, como un vidrio, concentra sobre el cráneo y el esqueleto un estrés mecánico que una colisión con la misma cantidad de movimiento pero contra una superficie de contacto más largo nunca llega a producir. A partir de la energía disipada en tejido y del estrés mecánico sobre el cráneo y el esqueleto, el modelo calcula la probabilidad de mortalidad de esa colisión como función de la energía cinética y la masa del ave, y permite comparar ese riesgo entre distintas especies —según su masa y su velocidad habitual de vuelo— y entre distintos tipos de estructura —según la duración de contacto que cada una impone—, lo que convierte a esta colisión, descrita solo con la física del impulso, el momento lineal y la energía cinética, en una herramienta directa para decidir qué estructuras representan el mayor riesgo real para qué especies. La fracción de esa energía cinética que se disipa como energía en el tejido del ave —en vez de disiparse en la deformación de la superficie sólida contra la que choca— es la que determina el daño real que sufre ese tejido, más allá del estrés mecánico puntual que ya sufrió el cráneo o el esqueleto.
ID:7389
Grupo 5: Grupo 5: Disipación de energía en tejido
Descripción
¿Qué fracción de la energía cinética se deposita en el tejido del ave y produce daño?
Pregunta clave: ¿Qué fracción de la energía cinética se deposita en el tejido del ave y produce daño?
La fracción de esa energía cinética que se disipa como energía en el tejido del ave —en vez de disiparse en la deformación de la superficie sólida contra la que choca— es la que determina el daño real que sufre ese tejido, más allá del estrés mecánico puntual que ya sufrió el cráneo o el esqueleto. A partir de la energía disipada en tejido y del estrés mecánico sobre el cráneo y el esqueleto, el modelo calcula la probabilidad de mortalidad de esa colisión como función de la energía cinética y la masa del ave, y permite comparar ese riesgo entre distintas especies —según su masa y su velocidad habitual de vuelo— y entre distintos tipos de estructura —según la duración de contacto que cada una impone—, lo que convierte a esta colisión, descrita solo con la física del impulso, el momento lineal y la energía cinética, en una herramienta directa para decidir qué estructuras representan el mayor riesgo real para qué especies. Además del impulso total y la fuerza pico, la colisión también involucra una energía cinética que el ave lleva por su masa y su velocidad de vuelo, y que la colisión debe disipar por completo en el instante del impacto. El impulso total que la superficie sólida transfiere al ave durante la colisión depende directamente de la masa del ave y de su velocidad de vuelo en el momento del impacto: un ave más masiva o que vuela más rápido lleva más cantidad de movimiento que frenar de golpe, y por lo tanto recibe un impulso total mayor cuando esa cantidad de movimiento se detiene contra la superficie sólida. Ese mismo impulso total, sin embargo, puede traducirse en una fuerza pico muy distinta según cuánto dure el contacto entre el ave y la superficie sólida: para un impulso total dado, cuanto más corta es la duración del contacto, mayor es la fuerza pico que el ave recibe en ese instante, porque la misma cantidad de movimiento se detiene en menos tiempo.
ID:7390
Grupo 6: Grupo 6: Daño, mortalidad y comparación de riesgo
Descripción
¿Cómo se integran energía, estrés, masa, especie y estructura para estimar mortalidad y riesgo comparado?
Pregunta clave: ¿Cómo se integran energía, estrés, masa, especie y estructura para estimar mortalidad y riesgo comparado?
A partir de la energía disipada en tejido y del estrés mecánico sobre el cráneo y el esqueleto, el modelo calcula la probabilidad de mortalidad de esa colisión como función de la energía cinética y la masa del ave, y permite comparar ese riesgo entre distintas especies —según su masa y su velocidad habitual de vuelo— y entre distintos tipos de estructura —según la duración de contacto que cada una impone—, lo que convierte a esta colisión, descrita solo con la física del impulso, el momento lineal y la energía cinética, en una herramienta directa para decidir qué estructuras representan el mayor riesgo real para qué especies. Un ave en pleno vuelo puede colisionar contra una superficie sólida —una ventana de vidrio, una torre eólica, un cable eléctrico, una aeronave o una estructura urbana— y esa colisión es, entre todos los escenarios que este conjunto de modelos considera, el de mayor relevancia para la conservación aplicada: solo las colisiones contra ventanas causan, cada año, centenares de millones de muertes de aves únicamente en Norteamérica. Además del impulso total y la fuerza pico, la colisión también involucra una energía cinética que el ave lleva por su masa y su velocidad de vuelo, y que la colisión debe disipar por completo en el instante del impacto. La fracción de esa energía cinética que se disipa como energía en el tejido del ave —en vez de disiparse en la deformación de la superficie sólida contra la que choca— es la que determina el daño real que sufre ese tejido, más allá del estrés mecánico puntual que ya sufrió el cráneo o el esqueleto. El impulso total que la superficie sólida transfiere al ave durante la colisión depende directamente de la masa del ave y de su velocidad de vuelo en el momento del impacto: un ave más masiva o que vuela más rápido lleva más cantidad de movimiento que frenar de golpe, y por lo tanto recibe un impulso total mayor cuando esa cantidad de movimiento se detiene contra la superficie sólida.
ID:7391