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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E01 - Propagación del Sonido en Medios Biológicos
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:4192
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: Generación de la onda longitudinal
Cómo la vibración de la fuente pone en oscilación longitudinal a las partículas del medio
Grupo 2: Grupo 2: Compresiones, rarefacciones y presión acústica
Cómo la oscilación local se transmite como alternancia de presión a través del medio
Grupo 3: Grupo 3: Velocidad del sonido según el medio
De qué propiedades del medio depende la rapidez de propagación de la presión acústica
Grupo 4: Grupo 4: Frecuencia y longitud de onda
Cómo la velocidad del sonido y la frecuencia determinan la separación espacial entre compresiones
Grupo 5: Grupo 5: Intensidad de la presión acústica
Cómo la fuerza del empuje de la fuente determina la amplitud de las variaciones de presión
Grupo 6: Grupo 6: Propagación hacia el pabellón auricular
Cómo las propiedades dependientes del medio condicionan la llegada del sonido al oído
ID:1512
Grupo 1: Grupo 1: Generación de la onda longitudinal
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Cómo la vibración de la fuente pone en oscilación longitudinal a las partículas del medio
Pregunta clave: Cómo la vibración de la fuente pone en oscilación longitudinal a las partículas del medio
Cómo la vibración de la fuente pone en oscilación longitudinal a las partículas del medio La velocidad del sonido en un medio determinado, junto con la frecuencia con la que la fuente sonora empuja y libera a las partículas del medio, determina la longitud de onda: la distancia que separa a una zona de compresión de la siguiente zona de compresión en ese mismo medio. Cuanto mayor es la velocidad del sonido en un medio, mayor es la longitud de onda para una misma frecuencia de la fuente sonora, porque la presión acústica avanza más lejos antes de que la fuente sonora vuelva a empujar a las partículas del medio en el mismo sentido. Además de la longitud de onda, la presión acústica también tiene una intensidad: cuanto más fuerte empuja la fuente sonora a las partículas del medio que tiene al lado, mayor es la diferencia de presión entre cada zona de compresión y cada zona de rarefacción, y mayor es la intensidad de la presión acústica que finalmente viaja por el medio. Una fuente sonora, al vibrar, empuja y libera de forma alternada a las partículas del medio que tiene justo al lado, y esas partículas del medio, al recibir ese empujón, no se alejan permanentemente de su posición original sino que oscilan de un lado a otro, siguiendo la misma dirección en la que viaja el empuje que reciben de la fuente sonora.
ID:4691
Grupo 2: Grupo 2: Compresiones, rarefacciones y presión acústica
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Cómo la oscilación local se transmite como alternancia de presión a través del medio
Pregunta clave: Cómo la oscilación local se transmite como alternancia de presión a través del medio
Cómo la oscilación local se transmite como alternancia de presión a través del medio Cada zona de compresión empuja a las partículas del medio que tiene justo adelante, haciendo que esas partículas del medio, más lejos de la fuente sonora, formen a su vez una nueva zona de compresión, mientras la zona de rarefacción original les cede el lugar detrás; de esta manera la alternancia entre zonas de compresión y zonas de rarefacción se transmite de un grupo de partículas del medio al siguiente, y a esa alternancia que se transmite de un punto a otro del medio se le llama presión acústica. Cuando las partículas del medio que están junto a la fuente sonora se acercan entre sí por el empuje que reciben, forman una zona de compresión, una región donde la presión es momentáneamente más alta que la presión de equilibrio del medio; cuando esas mismas partículas del medio se alejan entre sí en el momento en que la fuente sonora las libera, forman una zona de rarefacción, una región donde la presión es momentáneamente más baja que la presión de equilibrio del medio. Además de la longitud de onda, la presión acústica también tiene una intensidad: cuanto más fuerte empuja la fuente sonora a las partículas del medio que tiene al lado, mayor es la diferencia de presión entre cada zona de compresión y cada zona de rarefacción, y mayor es la intensidad de la presión acústica que finalmente viaja por el medio. Toda esta cadena de compresiones y rarefacciones que se transmite de un grupo de partículas del medio al siguiente es, en definitiva, cómo la presión acústica viaja desde la fuente sonora hasta el pabellón auricular, la parte visible del oído que recibe finalmente esa presión acústica y la dirige hacia el resto del sistema auditivo.
ID:4692
Grupo 3: Grupo 3: Velocidad del sonido según el medio
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De qué propiedades del medio depende la rapidez de propagación de la presión acústica
Pregunta clave: De qué propiedades del medio depende la rapidez de propagación de la presión acústica
De qué propiedades del medio depende la rapidez de propagación de la presión acústica Por eso la velocidad del sonido no es la misma en el aire, en la linfa que llena ciertas cavidades del oído interno y en el tejido óseo que forma parte del cráneo: las partículas del tejido óseo están unidas mucho más rígidamente entre sí que las partículas de la linfa, y las partículas de la linfa a su vez están unidas más rígidamente entre sí que las partículas del aire, así que la presión acústica viaja más lento en el aire, más rápido en la linfa, y más rápido todavía en el tejido óseo. La velocidad del sonido, la longitud de onda y la intensidad que describe este modelo no son propiedades fijas de la presión acústica en abstracto, sino propiedades que dependen del medio que esa presión acústica está atravesando en cada tramo de su recorrido —aire, linfa o tejido óseo—, así que cualquier cálculo posterior sobre cómo el sonido llega al pabellón auricular y de ahí al resto del oído tiene que partir de identificar primero qué medio está atravesando la presión acústica en cada etapa. Cuanto mayor es la velocidad del sonido en un medio, mayor es la longitud de onda para una misma frecuencia de la fuente sonora, porque la presión acústica avanza más lejos antes de que la fuente sonora vuelva a empujar a las partículas del medio en el mismo sentido. La velocidad del sonido en un medio determinado, junto con la frecuencia con la que la fuente sonora empuja y libera a las partículas del medio, determina la longitud de onda: la distancia que separa a una zona de compresión de la siguiente zona de compresión en ese mismo medio.
ID:4693
Grupo 4: Grupo 4: Frecuencia y longitud de onda
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Cómo la velocidad del sonido y la frecuencia determinan la separación espacial entre compresiones
Pregunta clave: Cómo la velocidad del sonido y la frecuencia determinan la separación espacial entre compresiones
Cómo la velocidad del sonido y la frecuencia determinan la separación espacial entre compresiones Cuanto mayor es la velocidad del sonido en un medio, mayor es la longitud de onda para una misma frecuencia de la fuente sonora, porque la presión acústica avanza más lejos antes de que la fuente sonora vuelva a empujar a las partículas del medio en el mismo sentido. La velocidad del sonido en un medio determinado, junto con la frecuencia con la que la fuente sonora empuja y libera a las partículas del medio, determina la longitud de onda: la distancia que separa a una zona de compresión de la siguiente zona de compresión en ese mismo medio. Además de la longitud de onda, la presión acústica también tiene una intensidad: cuanto más fuerte empuja la fuente sonora a las partículas del medio que tiene al lado, mayor es la diferencia de presión entre cada zona de compresión y cada zona de rarefacción, y mayor es la intensidad de la presión acústica que finalmente viaja por el medio. La velocidad del sonido, la longitud de onda y la intensidad que describe este modelo no son propiedades fijas de la presión acústica en abstracto, sino propiedades que dependen del medio que esa presión acústica está atravesando en cada tramo de su recorrido —aire, linfa o tejido óseo—, así que cualquier cálculo posterior sobre cómo el sonido llega al pabellón auricular y de ahí al resto del oído tiene que partir de identificar primero qué medio está atravesando la presión acústica en cada etapa.
ID:4694
Grupo 5: Grupo 5: Intensidad de la presión acústica
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Cómo la fuerza del empuje de la fuente determina la amplitud de las variaciones de presión
Pregunta clave: Cómo la fuerza del empuje de la fuente determina la amplitud de las variaciones de presión
Cómo la fuerza del empuje de la fuente determina la amplitud de las variaciones de presión Además de la longitud de onda, la presión acústica también tiene una intensidad: cuanto más fuerte empuja la fuente sonora a las partículas del medio que tiene al lado, mayor es la diferencia de presión entre cada zona de compresión y cada zona de rarefacción, y mayor es la intensidad de la presión acústica que finalmente viaja por el medio. Cuando las partículas del medio que están junto a la fuente sonora se acercan entre sí por el empuje que reciben, forman una zona de compresión, una región donde la presión es momentáneamente más alta que la presión de equilibrio del medio; cuando esas mismas partículas del medio se alejan entre sí en el momento en que la fuente sonora las libera, forman una zona de rarefacción, una región donde la presión es momentáneamente más baja que la presión de equilibrio del medio. Cada zona de compresión empuja a las partículas del medio que tiene justo adelante, haciendo que esas partículas del medio, más lejos de la fuente sonora, formen a su vez una nueva zona de compresión, mientras la zona de rarefacción original les cede el lugar detrás; de esta manera la alternancia entre zonas de compresión y zonas de rarefacción se transmite de un grupo de partículas del medio al siguiente, y a esa alternancia que se transmite de un punto a otro del medio se le llama presión acústica. Cuanto mayor es la velocidad del sonido en un medio, mayor es la longitud de onda para una misma frecuencia de la fuente sonora, porque la presión acústica avanza más lejos antes de que la fuente sonora vuelva a empujar a las partículas del medio en el mismo sentido.
ID:4695
Grupo 6: Grupo 6: Propagación hacia el pabellón auricular
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Cómo las propiedades dependientes del medio condicionan la llegada del sonido al oído
Pregunta clave: Cómo las propiedades dependientes del medio condicionan la llegada del sonido al oído
Cómo las propiedades dependientes del medio condicionan la llegada del sonido al oído Toda esta cadena de compresiones y rarefacciones que se transmite de un grupo de partículas del medio al siguiente es, en definitiva, cómo la presión acústica viaja desde la fuente sonora hasta el pabellón auricular, la parte visible del oído que recibe finalmente esa presión acústica y la dirige hacia el resto del sistema auditivo. La velocidad del sonido, la longitud de onda y la intensidad que describe este modelo no son propiedades fijas de la presión acústica en abstracto, sino propiedades que dependen del medio que esa presión acústica está atravesando en cada tramo de su recorrido —aire, linfa o tejido óseo—, así que cualquier cálculo posterior sobre cómo el sonido llega al pabellón auricular y de ahí al resto del oído tiene que partir de identificar primero qué medio está atravesando la presión acústica en cada etapa.
ID:4696