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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E02 - Pabellón Auricular y Canal Auditivo Externo
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:4195
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: Reflexión en los pliegues del pabellón
Los pliegues cartilaginosos del pabellón auricular reciben la presión acústica incidente y reflejan una parte de ella, mientras otra componente llega de forma directa. La cantidad relevante que cambia es la presión acústica reflejada respecto de la directa; el texto no da coeficientes de reflexión ni una ley cuantitativa, solo establece que cada pliegue produce una reflexión parcial.
Grupo 2: Grupo 2: Interferencia dependiente del camino
La presión acústica reflejada recorre un camino adicional antes de combinarse con la presión acústica directa. Al cambiar ese recorrido cambia la combinación entre ambas componentes: algunas frecuencias se refuerzan y otras se cancelan parcialmente. La relación cualitativa depende de la diferencia de camino y de la frecuencia, pero el texto no especifica una función de fase ni magnitudes de refuerzo/cancelación.
Grupo 3: Grupo 3: Filtración espacial por dirección
La dirección de llegada del sonido determina caminos distintos dentro de los pliegues del pabellón auricular y, por ello, un patrón espectral distinto de frecuencias reforzadas y canceladas. Ese patrón constituye la filtración espacial y codifica información sobre arriba, abajo, adelante y atrás. La salida que cambia con la dirección es el contenido de frecuencias que entra al canal auditivo externo; no se entrega una función cuantitativa dirección-respuesta.
Grupo 4: Grupo 4: Resonancia del canal auditivo externo
El canal auditivo externo se comporta como una guía de onda cilíndrica abierta hacia el pabellón y cerrada por la membrana timpánica. Su longitud selecciona qué longitudes de onda y frecuencias reciben mayor refuerzo, por lo que la respuesta no es uniforme con la frecuencia. El texto establece dependencia entre longitud del canal, longitud de onda y refuerzo resonante, sin entregar dimensiones geométricas concretas.
Grupo 5: Grupo 5: Amplificación pasiva media-aguda
La resonancia del canal refuerza especialmente frecuencias aproximadamente entre 2000 y 5000 Hz, elevando la presión acústica que alcanza la membrana timpánica entre 10 y 15 dB respecto de la entrada del canal. La amplificación es pasiva: no agrega energía propia, sino que concentra la presión acústica mediante la geometría resonante. Estas bandas y ganancias son los únicos rangos cuantitativos explícitos del storyboard.
Grupo 6: Grupo 6: Presión acústica espectral de salida
La presión acústica que llega a la membrana timpánica integra la filtración espacial del pabellón y la amplificación pasiva del canal. Su contenido de frecuencias difiere del sonido ambiental: conserva un patrón dependiente de dirección y presenta refuerzo en frecuencias medias-agudas. Esta presión modificada es la salida del modelo y la entrada para el procesamiento posterior en oído medio e interno.
ID:1513
Grupo 1: Grupo 1: Reflexión en los pliegues del pabellón
Descripción
Los pliegues cartilaginosos del pabellón auricular reciben la presión acústica incidente y reflejan una parte de ella, mientras otra componente llega de forma directa. La cantidad relevante que cambia es la presión acústica reflejada respecto de la directa; el texto no da coeficientes de reflexión ni una ley cuantitativa, solo establece que cada pliegue produce una reflexión parcial.
Pregunta clave: ¿Cómo generan los pliegues una componente acústica reflejada?
Los pliegues cartilaginosos del pabellón auricular reciben la presión acústica incidente y reflejan una parte de ella, mientras otra componente llega de forma directa. La cantidad relevante que cambia es la presión acústica reflejada respecto de la directa; el texto no da coeficientes de reflexión ni una ley cuantitativa, solo establece que cada pliegue produce una reflexión parcial. Cuánto tiene que recorrer la presión acústica reflejada en cada pliegue del pabellón auricular antes de combinarse con la presión acústica directa depende de la dirección desde la que llega el sonido original: un sonido que llega desde arriba recorre un camino distinto, dentro de los pliegues del pabellón auricular, que un sonido que llega desde abajo o desde atrás, así que cada dirección de llegada produce su propio patrón de frecuencias reforzadas y frecuencias canceladas. Cada pliegue del pabellón auricular refleja una parte de la presión acústica que le llega, y esa presión acústica reflejada se combina, dentro del propio pabellón auricular, con la presión acústica que llega directamente sin reflejarse, reforzando algunas frecuencias y cancelando parcialmente otras según cuánto haya tenido que recorrer la presión acústica reflejada en cada pliegue del pabellón auricular antes de combinarse con la que no se reflejó. Antes de que la presión acústica que viaja por el aire entre al canal auditivo externo, atraviesa primero los pliegues del pabellón auricular, los repliegues de cartílago que le dan su forma característica a la parte visible del oído. Entre la filtración espacial que aporta el pabellón auricular por sus pliegues y la amplificación pasiva que aporta el canal auditivo externo por su forma de resonador de guía de onda cilíndrica, la presión acústica que finalmente llega a la membrana timpánica ya no tiene el mismo contenido de frecuencias que tenía la presión acústica original en el ambiente: el patrón completo de frecuencias reforzadas y canceladas ya lleva grabada la dirección de la que vino el sonido, gracias a la filtración espacial, y además las frecuencias medias-agudas llegan reforzadas por la amplificación pasiva.
ID:4697
Grupo 2: Grupo 2: Interferencia dependiente del camino
Descripción
La presión acústica reflejada recorre un camino adicional antes de combinarse con la presión acústica directa. Al cambiar ese recorrido cambia la combinación entre ambas componentes: algunas frecuencias se refuerzan y otras se cancelan parcialmente. La relación cualitativa depende de la diferencia de camino y de la frecuencia, pero el texto no especifica una función de fase ni magnitudes de refuerzo/cancelación.
Pregunta clave: ¿Cómo el recorrido adicional modifica el espectro por combinación de ondas?
La presión acústica reflejada recorre un camino adicional antes de combinarse con la presión acústica directa. Al cambiar ese recorrido cambia la combinación entre ambas componentes: algunas frecuencias se refuerzan y otras se cancelan parcialmente. La relación cualitativa depende de la diferencia de camino y de la frecuencia, pero el texto no especifica una función de fase ni magnitudes de refuerzo/cancelación. Cuánto tiene que recorrer la presión acústica reflejada en cada pliegue del pabellón auricular antes de combinarse con la presión acústica directa depende de la dirección desde la que llega el sonido original: un sonido que llega desde arriba recorre un camino distinto, dentro de los pliegues del pabellón auricular, que un sonido que llega desde abajo o desde atrás, así que cada dirección de llegada produce su propio patrón de frecuencias reforzadas y frecuencias canceladas. Entre la filtración espacial que aporta el pabellón auricular por sus pliegues y la amplificación pasiva que aporta el canal auditivo externo por su forma de resonador de guía de onda cilíndrica, la presión acústica que finalmente llega a la membrana timpánica ya no tiene el mismo contenido de frecuencias que tenía la presión acústica original en el ambiente: el patrón completo de frecuencias reforzadas y canceladas ya lleva grabada la dirección de la que vino el sonido, gracias a la filtración espacial, y además las frecuencias medias-agudas llegan reforzadas por la amplificación pasiva. Cada pliegue del pabellón auricular refleja una parte de la presión acústica que le llega, y esa presión acústica reflejada se combina, dentro del propio pabellón auricular, con la presión acústica que llega directamente sin reflejarse, reforzando algunas frecuencias y cancelando parcialmente otras según cuánto haya tenido que recorrer la presión acústica reflejada en cada pliegue del pabellón auricular antes de combinarse con la que no se reflejó. A esta elevación se le llama amplificación pasiva, pasiva porque el canal auditivo externo no le agrega ninguna energía propia a la presión acústica: solo la concentra en el rango de frecuencias medias-agudas gracias a su propia forma de resonador de guía de onda cilíndrica, sin gastar ninguna energía adicional para lograrlo.
ID:4698
Grupo 3: Grupo 3: Filtración espacial por dirección
Descripción
La dirección de llegada del sonido determina caminos distintos dentro de los pliegues del pabellón auricular y, por ello, un patrón espectral distinto de frecuencias reforzadas y canceladas. Ese patrón constituye la filtración espacial y codifica información sobre arriba, abajo, adelante y atrás. La salida que cambia con la dirección es el contenido de frecuencias que entra al canal auditivo externo; no se entrega una función cuantitativa dirección-respuesta.
Pregunta clave: ¿Cómo la dirección de llegada queda codificada en el espectro?
La dirección de llegada del sonido determina caminos distintos dentro de los pliegues del pabellón auricular y, por ello, un patrón espectral distinto de frecuencias reforzadas y canceladas. Ese patrón constituye la filtración espacial y codifica información sobre arriba, abajo, adelante y atrás. La salida que cambia con la dirección es el contenido de frecuencias que entra al canal auditivo externo; no se entrega una función cuantitativa dirección-respuesta. A este patrón de filtrado, distinto para cada dirección de llegada del sonido, se le llama la filtración espacial del pabellón auricular, y es lo que le permite al cerebro distinguir, únicamente a partir del contenido de frecuencias que finalmente entra al canal auditivo externo, si un sonido vino de arriba, de abajo, de adelante o de atrás, algo que la sola diferencia de tiempo o de intensidad entre los dos oídos no alcanza a distinguir por sí sola. Entre la filtración espacial que aporta el pabellón auricular por sus pliegues y la amplificación pasiva que aporta el canal auditivo externo por su forma de resonador de guía de onda cilíndrica, la presión acústica que finalmente llega a la membrana timpánica ya no tiene el mismo contenido de frecuencias que tenía la presión acústica original en el ambiente: el patrón completo de frecuencias reforzadas y canceladas ya lleva grabada la dirección de la que vino el sonido, gracias a la filtración espacial, y además las frecuencias medias-agudas llegan reforzadas por la amplificación pasiva. Cuánto tiene que recorrer la presión acústica reflejada en cada pliegue del pabellón auricular antes de combinarse con la presión acústica directa depende de la dirección desde la que llega el sonido original: un sonido que llega desde arriba recorre un camino distinto, dentro de los pliegues del pabellón auricular, que un sonido que llega desde abajo o desde atrás, así que cada dirección de llegada produce su propio patrón de frecuencias reforzadas y frecuencias canceladas. Todo el procesamiento espectral que ocurre en las etapas siguientes, dentro del oído medio y del oído interno, parte entonces de esta presión acústica ya modificada por el pabellón auricular y el canal auditivo externo, y no de la presión acústica original que existía en el ambiente antes de llegar al oído.
ID:4699
Grupo 4: Grupo 4: Resonancia del canal auditivo externo
Descripción
El canal auditivo externo se comporta como una guía de onda cilíndrica abierta hacia el pabellón y cerrada por la membrana timpánica. Su longitud selecciona qué longitudes de onda y frecuencias reciben mayor refuerzo, por lo que la respuesta no es uniforme con la frecuencia. El texto establece dependencia entre longitud del canal, longitud de onda y refuerzo resonante, sin entregar dimensiones geométricas concretas.
Pregunta clave: ¿Cómo la geometría del canal selecciona frecuencias resonantes?
El canal auditivo externo se comporta como una guía de onda cilíndrica abierta hacia el pabellón y cerrada por la membrana timpánica. Su longitud selecciona qué longitudes de onda y frecuencias reciben mayor refuerzo, por lo que la respuesta no es uniforme con la frecuencia. El texto establece dependencia entre longitud del canal, longitud de onda y refuerzo resonante, sin entregar dimensiones geométricas concretas. La presión acústica ya filtrada espacialmente por el pabellón auricular entra entonces al canal auditivo externo, que por su forma alargada y estrecha se comporta como un resonador de guía de onda cilíndrica: un tubo cerrado en un extremo por la membrana timpánica y abierto en el otro extremo hacia el pabellón auricular. Entre la filtración espacial que aporta el pabellón auricular por sus pliegues y la amplificación pasiva que aporta el canal auditivo externo por su forma de resonador de guía de onda cilíndrica, la presión acústica que finalmente llega a la membrana timpánica ya no tiene el mismo contenido de frecuencias que tenía la presión acústica original en el ambiente: el patrón completo de frecuencias reforzadas y canceladas ya lleva grabada la dirección de la que vino el sonido, gracias a la filtración espacial, y además las frecuencias medias-agudas llegan reforzadas por la amplificación pasiva. Debido a esa forma de resonador de guía de onda cilíndrica, el canal auditivo externo refuerza con más fuerza un rango de frecuencias medias-agudas, aproximadamente entre dos mil y cinco mil hercios, elevando la presión acústica que llega hasta la membrana timpánica en ese rango de frecuencias medias-agudas entre diez y quince decibeles por encima de la presión acústica que había justo a la entrada del canal auditivo externo. Un tubo cerrado en un extremo y abierto en el otro no deja pasar toda frecuencia por igual: refuerza con más fuerza aquellas frecuencias cuya longitud de onda encaja de forma particular dentro del largo del propio canal auditivo externo, y deja pasar con menos refuerzo a las demás frecuencias.
ID:4700
Grupo 5: Grupo 5: Amplificación pasiva media-aguda
Descripción
La resonancia del canal refuerza especialmente frecuencias aproximadamente entre 2000 y 5000 Hz, elevando la presión acústica que alcanza la membrana timpánica entre 10 y 15 dB respecto de la entrada del canal. La amplificación es pasiva: no agrega energía propia, sino que concentra la presión acústica mediante la geometría resonante. Estas bandas y ganancias son los únicos rangos cuantitativos explícitos del storyboard.
Pregunta clave: ¿Qué rango espectral y cuánto refuerza pasivamente el canal?
La resonancia del canal refuerza especialmente frecuencias aproximadamente entre 2000 y 5000 Hz, elevando la presión acústica que alcanza la membrana timpánica entre 10 y 15 dB respecto de la entrada del canal. La amplificación es pasiva: no agrega energía propia, sino que concentra la presión acústica mediante la geometría resonante. Estas bandas y ganancias son los únicos rangos cuantitativos explícitos del storyboard. A esta elevación se le llama amplificación pasiva, pasiva porque el canal auditivo externo no le agrega ninguna energía propia a la presión acústica: solo la concentra en el rango de frecuencias medias-agudas gracias a su propia forma de resonador de guía de onda cilíndrica, sin gastar ninguna energía adicional para lograrlo. Entre la filtración espacial que aporta el pabellón auricular por sus pliegues y la amplificación pasiva que aporta el canal auditivo externo por su forma de resonador de guía de onda cilíndrica, la presión acústica que finalmente llega a la membrana timpánica ya no tiene el mismo contenido de frecuencias que tenía la presión acústica original en el ambiente: el patrón completo de frecuencias reforzadas y canceladas ya lleva grabada la dirección de la que vino el sonido, gracias a la filtración espacial, y además las frecuencias medias-agudas llegan reforzadas por la amplificación pasiva. Debido a esa forma de resonador de guía de onda cilíndrica, el canal auditivo externo refuerza con más fuerza un rango de frecuencias medias-agudas, aproximadamente entre dos mil y cinco mil hercios, elevando la presión acústica que llega hasta la membrana timpánica en ese rango de frecuencias medias-agudas entre diez y quince decibeles por encima de la presión acústica que había justo a la entrada del canal auditivo externo. Cada pliegue del pabellón auricular refleja una parte de la presión acústica que le llega, y esa presión acústica reflejada se combina, dentro del propio pabellón auricular, con la presión acústica que llega directamente sin reflejarse, reforzando algunas frecuencias y cancelando parcialmente otras según cuánto haya tenido que recorrer la presión acústica reflejada en cada pliegue del pabellón auricular antes de combinarse con la que no se reflejó.
ID:4701
Grupo 6: Grupo 6: Presión acústica espectral de salida
Descripción
La presión acústica que llega a la membrana timpánica integra la filtración espacial del pabellón y la amplificación pasiva del canal. Su contenido de frecuencias difiere del sonido ambiental: conserva un patrón dependiente de dirección y presenta refuerzo en frecuencias medias-agudas. Esta presión modificada es la salida del modelo y la entrada para el procesamiento posterior en oído medio e interno.
Pregunta clave: ¿Qué presión acústica modificada entrega el sistema a las etapas siguientes?
La presión acústica que llega a la membrana timpánica integra la filtración espacial del pabellón y la amplificación pasiva del canal. Su contenido de frecuencias difiere del sonido ambiental: conserva un patrón dependiente de dirección y presenta refuerzo en frecuencias medias-agudas. Esta presión modificada es la salida del modelo y la entrada para el procesamiento posterior en oído medio e interno. Entre la filtración espacial que aporta el pabellón auricular por sus pliegues y la amplificación pasiva que aporta el canal auditivo externo por su forma de resonador de guía de onda cilíndrica, la presión acústica que finalmente llega a la membrana timpánica ya no tiene el mismo contenido de frecuencias que tenía la presión acústica original en el ambiente: el patrón completo de frecuencias reforzadas y canceladas ya lleva grabada la dirección de la que vino el sonido, gracias a la filtración espacial, y además las frecuencias medias-agudas llegan reforzadas por la amplificación pasiva. Todo el procesamiento espectral que ocurre en las etapas siguientes, dentro del oído medio y del oído interno, parte entonces de esta presión acústica ya modificada por el pabellón auricular y el canal auditivo externo, y no de la presión acústica original que existía en el ambiente antes de llegar al oído. Debido a esa forma de resonador de guía de onda cilíndrica, el canal auditivo externo refuerza con más fuerza un rango de frecuencias medias-agudas, aproximadamente entre dos mil y cinco mil hercios, elevando la presión acústica que llega hasta la membrana timpánica en ese rango de frecuencias medias-agudas entre diez y quince decibeles por encima de la presión acústica que había justo a la entrada del canal auditivo externo. La presión acústica ya filtrada espacialmente por el pabellón auricular entra entonces al canal auditivo externo, que por su forma alargada y estrecha se comporta como un resonador de guía de onda cilíndrica: un tubo cerrado en un extremo por la membrana timpánica y abierto en el otro extremo hacia el pabellón auricular.
ID:4702