Usuario:
Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E3 - Física del Suelo Como Medio Poroso
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:4687
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: Medio poroso trifásico
¿Cómo la constitución trifásica y la estructura porosa definen el medio de transporte?
Grupo 2: Grupo 2: Textura, estructura y geometría de poros
¿Cómo textura, agregados y macroporos controlan la distribución de poros y los caminos preferenciales?
Grupo 3: Grupo 3: Retención de agua y potencial mátrico
¿Cómo se relacionan humedad y potencial mátrico y dónde aparece el marchitamiento permanente?
Grupo 4: Grupo 4: Conductividad hidráulica no saturada
¿Cómo cambia la conductividad hidráulica al secarse el suelo?
Grupo 5: Grupo 5: Transporte acoplado de calor y vapor
¿Cómo se transportan calor y vapor en la capa superficial?
Grupo 6: Grupo 6: Onda térmica y difusividad
¿Cómo penetra y se amortigua la señal térmica con la profundidad?
Grupo 7: Grupo 7: Transporte integrado de agua, calor y solutos
¿Cómo la estructura porosa gobierna conjuntamente los transportes subterráneos?
ID:1714
Grupo 1: Grupo 1: Medio poroso trifásico
Descripción
¿Cómo la constitución trifásica y la estructura porosa definen el medio de transporte?
Pregunta clave: ¿Cómo la constitución trifásica y la estructura porosa definen el medio de transporte?
El suelo es un medio poroso compuesto por tres fases a la vez —sólida, líquida y gaseosa—, y son precisamente las propiedades hidráulicas de ese medio poroso las que determinan cómo se mueven, a través de él, el agua, el calor y los solutos disueltos. La textura del suelo, es decir, la proporción de arena, de limo y de arcilla que lo componen, controla la distribución de tamaños de los poros del suelo, y es precisamente esa distribución de tamaños la que determina tanto la conductividad hidráulica saturada del suelo como su curva de retención de agua; la estructura del suelo, formada por sus agregados y sus macroporos, puede modificar profundamente estas mismas propiedades, sobre todo al crear caminos preferenciales por los que el agua fluye mucho más rápido que por el resto del suelo. La curva de retención de agua describe la relación que existe entre el contenido volumétrico de agua del suelo y su potencial mátrico: cuando ese contenido de agua es alto, en un suelo húmedo, el potencial mátrico se acerca a cero y el agua drena con libertad; cuando ese contenido de agua es bajo, en un suelo seco, el potencial mátrico puede llegar hasta los menos mil quinientos kilopascales, el punto conocido como el marchitamiento permanente de las plantas, más allá del cual las raíces ya no logran extraer agua del suelo. Así, desde las tres fases con las que arranca este documento hasta la onda de calor amortiguada con la que termina, pasando por la textura, la curva de retención y la conductividad hidráulica no saturada, la física del suelo como medio poroso hace que el agua, el calor y los solutos que se mueven bajo tierra queden gobernados, en última instancia, por la misma estructura porosa que define a cada suelo.
ID:2456
Grupo 2: Grupo 2: Textura, estructura y geometría de poros
Descripción
¿Cómo textura, agregados y macroporos controlan la distribución de poros y los caminos preferenciales?
Pregunta clave: ¿Cómo textura, agregados y macroporos controlan la distribución de poros y los caminos preferenciales?
El suelo es un medio poroso compuesto por tres fases a la vez —sólida, líquida y gaseosa—, y son precisamente las propiedades hidráulicas de ese medio poroso las que determinan cómo se mueven, a través de él, el agua, el calor y los solutos disueltos. La textura del suelo, es decir, la proporción de arena, de limo y de arcilla que lo componen, controla la distribución de tamaños de los poros del suelo, y es precisamente esa distribución de tamaños la que determina tanto la conductividad hidráulica saturada del suelo como su curva de retención de agua; la estructura del suelo, formada por sus agregados y sus macroporos, puede modificar profundamente estas mismas propiedades, sobre todo al crear caminos preferenciales por los que el agua fluye mucho más rápido que por el resto del suelo. La conductividad hidráulica no saturada, por su parte, cae dramáticamente a medida que el suelo se seca, siguiendo la relación de Mualem; es precisamente esa caída tan pronunciada la que hace que el agua se mueva cada vez con más dificultad dentro de un suelo que ya perdió buena parte de su humedad. Así, desde las tres fases con las que arranca este documento hasta la onda de calor amortiguada con la que termina, pasando por la textura, la curva de retención y la conductividad hidráulica no saturada, la física del suelo como medio poroso hace que el agua, el calor y los solutos que se mueven bajo tierra queden gobernados, en última instancia, por la misma estructura porosa que define a cada suelo.
ID:2457
Grupo 3: Grupo 3: Retención de agua y potencial mátrico
Descripción
¿Cómo se relacionan humedad y potencial mátrico y dónde aparece el marchitamiento permanente?
Pregunta clave: ¿Cómo se relacionan humedad y potencial mátrico y dónde aparece el marchitamiento permanente?
El suelo es un medio poroso compuesto por tres fases a la vez —sólida, líquida y gaseosa—, y son precisamente las propiedades hidráulicas de ese medio poroso las que determinan cómo se mueven, a través de él, el agua, el calor y los solutos disueltos. La textura del suelo, es decir, la proporción de arena, de limo y de arcilla que lo componen, controla la distribución de tamaños de los poros del suelo, y es precisamente esa distribución de tamaños la que determina tanto la conductividad hidráulica saturada del suelo como su curva de retención de agua; la estructura del suelo, formada por sus agregados y sus macroporos, puede modificar profundamente estas mismas propiedades, sobre todo al crear caminos preferenciales por los que el agua fluye mucho más rápido que por el resto del suelo. La curva de retención de agua describe la relación que existe entre el contenido volumétrico de agua del suelo y su potencial mátrico: cuando ese contenido de agua es alto, en un suelo húmedo, el potencial mátrico se acerca a cero y el agua drena con libertad; cuando ese contenido de agua es bajo, en un suelo seco, el potencial mátrico puede llegar hasta los menos mil quinientos kilopascales, el punto conocido como el marchitamiento permanente de las plantas, más allá del cual las raíces ya no logran extraer agua del suelo. Así, desde las tres fases con las que arranca este documento hasta la onda de calor amortiguada con la que termina, pasando por la textura, la curva de retención y la conductividad hidráulica no saturada, la física del suelo como medio poroso hace que el agua, el calor y los solutos que se mueven bajo tierra queden gobernados, en última instancia, por la misma estructura porosa que define a cada suelo.
ID:2458
Grupo 4: Grupo 4: Conductividad hidráulica no saturada
Descripción
¿Cómo cambia la conductividad hidráulica al secarse el suelo?
Pregunta clave: ¿Cómo cambia la conductividad hidráulica al secarse el suelo?
El suelo es un medio poroso compuesto por tres fases a la vez —sólida, líquida y gaseosa—, y son precisamente las propiedades hidráulicas de ese medio poroso las que determinan cómo se mueven, a través de él, el agua, el calor y los solutos disueltos. La textura del suelo, es decir, la proporción de arena, de limo y de arcilla que lo componen, controla la distribución de tamaños de los poros del suelo, y es precisamente esa distribución de tamaños la que determina tanto la conductividad hidráulica saturada del suelo como su curva de retención de agua; la estructura del suelo, formada por sus agregados y sus macroporos, puede modificar profundamente estas mismas propiedades, sobre todo al crear caminos preferenciales por los que el agua fluye mucho más rápido que por el resto del suelo. La conductividad hidráulica no saturada, por su parte, cae dramáticamente a medida que el suelo se seca, siguiendo la relación de Mualem; es precisamente esa caída tan pronunciada la que hace que el agua se mueva cada vez con más dificultad dentro de un suelo que ya perdió buena parte de su humedad. Así, desde las tres fases con las que arranca este documento hasta la onda de calor amortiguada con la que termina, pasando por la textura, la curva de retención y la conductividad hidráulica no saturada, la física del suelo como medio poroso hace que el agua, el calor y los solutos que se mueven bajo tierra queden gobernados, en última instancia, por la misma estructura porosa que define a cada suelo.
ID:2459
Grupo 5: Grupo 5: Transporte acoplado de calor y vapor
Descripción
¿Cómo se transportan calor y vapor en la capa superficial?
Pregunta clave: ¿Cómo se transportan calor y vapor en la capa superficial?
El suelo es un medio poroso compuesto por tres fases a la vez —sólida, líquida y gaseosa—, y son precisamente las propiedades hidráulicas de ese medio poroso las que determinan cómo se mueven, a través de él, el agua, el calor y los solutos disueltos. En la capa más superficial del suelo, entre los primeros veinte y cincuenta centímetros de profundidad, el calor y el vapor de agua se transportan de manera acoplada: el calor se mueve por conducción, siguiendo la ley de Fourier que ya se describió antes, y es precisamente la temperatura del suelo la que hace que ese vapor de agua se desplace, dentro del propio suelo, hacia las zonas más frías. El comportamiento esperado de todo este sistema incluye una onda de calor que penetra en el suelo perdiendo amplitud de manera exponencial y retrasándose cada vez más a medida que avanza en profundidad, un comportamiento que queda caracterizado por la difusividad térmica propia de cada suelo. Así, desde las tres fases con las que arranca este documento hasta la onda de calor amortiguada con la que termina, pasando por la textura, la curva de retención y la conductividad hidráulica no saturada, la física del suelo como medio poroso hace que el agua, el calor y los solutos que se mueven bajo tierra queden gobernados, en última instancia, por la misma estructura porosa que define a cada suelo.
ID:2460
Grupo 6: Grupo 6: Onda térmica y difusividad
Descripción
¿Cómo penetra y se amortigua la señal térmica con la profundidad?
Pregunta clave: ¿Cómo penetra y se amortigua la señal térmica con la profundidad?
El suelo es un medio poroso compuesto por tres fases a la vez —sólida, líquida y gaseosa—, y son precisamente las propiedades hidráulicas de ese medio poroso las que determinan cómo se mueven, a través de él, el agua, el calor y los solutos disueltos. En la capa más superficial del suelo, entre los primeros veinte y cincuenta centímetros de profundidad, el calor y el vapor de agua se transportan de manera acoplada: el calor se mueve por conducción, siguiendo la ley de Fourier que ya se describió antes, y es precisamente la temperatura del suelo la que hace que ese vapor de agua se desplace, dentro del propio suelo, hacia las zonas más frías. El comportamiento esperado de todo este sistema incluye una onda de calor que penetra en el suelo perdiendo amplitud de manera exponencial y retrasándose cada vez más a medida que avanza en profundidad, un comportamiento que queda caracterizado por la difusividad térmica propia de cada suelo. Así, desde las tres fases con las que arranca este documento hasta la onda de calor amortiguada con la que termina, pasando por la textura, la curva de retención y la conductividad hidráulica no saturada, la física del suelo como medio poroso hace que el agua, el calor y los solutos que se mueven bajo tierra queden gobernados, en última instancia, por la misma estructura porosa que define a cada suelo.
ID:2461
Grupo 7: Grupo 7: Transporte integrado de agua, calor y solutos
Descripción
¿Cómo la estructura porosa gobierna conjuntamente los transportes subterráneos?
Pregunta clave: ¿Cómo la estructura porosa gobierna conjuntamente los transportes subterráneos?
El suelo es un medio poroso compuesto por tres fases a la vez —sólida, líquida y gaseosa—, y son precisamente las propiedades hidráulicas de ese medio poroso las que determinan cómo se mueven, a través de él, el agua, el calor y los solutos disueltos. La textura del suelo, es decir, la proporción de arena, de limo y de arcilla que lo componen, controla la distribución de tamaños de los poros del suelo, y es precisamente esa distribución de tamaños la que determina tanto la conductividad hidráulica saturada del suelo como su curva de retención de agua; la estructura del suelo, formada por sus agregados y sus macroporos, puede modificar profundamente estas mismas propiedades, sobre todo al crear caminos preferenciales por los que el agua fluye mucho más rápido que por el resto del suelo. En la capa más superficial del suelo, entre los primeros veinte y cincuenta centímetros de profundidad, el calor y el vapor de agua se transportan de manera acoplada: el calor se mueve por conducción, siguiendo la ley de Fourier que ya se describió antes, y es precisamente la temperatura del suelo la que hace que ese vapor de agua se desplace, dentro del propio suelo, hacia las zonas más frías. Así, desde las tres fases con las que arranca este documento hasta la onda de calor amortiguada con la que termina, pasando por la textura, la curva de retención y la conductividad hidráulica no saturada, la física del suelo como medio poroso hace que el agua, el calor y los solutos que se mueven bajo tierra queden gobernados, en última instancia, por la misma estructura porosa que define a cada suelo.
ID:2462