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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A4 - Tsunamis Geofísicos
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:4477
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 por perturbación vertical
Una perturbación vertical repentina del fondo marino genera el tsunami. El storyboard identifica cuatro fuentes capaces de producirla: ruptura sísmica con componente vertical, deslizamiento submarino, colapso de una caldera volcánica e impacto de meteorito. La perturbación inicial es el puente causal hacia la deformación de la superficie del mar y el posterior tren de ondas. El texto no proporciona una función que convierta cada tipo de fuente no sísmica en desplazamiento vertical equivalente.
Grupo 2: Grupo 2: Elevación inicial de origen sísmico
Para una fuente sísmica, la elevación inicial de la superficie del mar depende del desplazamiento vertical del fondo marino y del área de ruptura. El storyboard declara que la elevación inicial es proporcional a ambas magnitudes, por lo que ambas deben conservarse separadamente y no absorberse en un único indicador de magnitud sísmica. Esa elevación inicial alimenta la propagación como onda larga. No se proporciona la constante de proporcionalidad ni una descripción espacial de la deformación inicial.
Grupo 3: Grupo 3: Propagación en océano profundo
La elevación inicial se propaga como una onda de gravedad de período largo. La velocidad depende de la raíz cuadrada de la profundidad oceánica: una mayor profundidad implica mayor velocidad y una menor profundidad, menor velocidad. Como referencia explícita, a unos 4000 m de profundidad la velocidad es cercana a 200 m/s, aproximadamente 720 km/h; en aguas abiertas la amplitud es de apenas 0.1–1 m y el período entre crestas es de 5–60 min. El texto no explicita la constante física dentro de la relación raíz-cuadrada.
Grupo 4: Grupo 4: Asomeramiento hacia la costa
Al acercarse a la costa disminuye la profundidad, lo que reduce la velocidad del tsunami. Simultáneamente aumenta la amplitud porque la energía total de la onda se conserva y debe repartirse en una onda más lenta y comprimida. Este asomeramiento puede amplificar la altura entre diez y cien veces respecto de aguas abiertas. La profundidad y la velocidad son variables puente desde la propagación oceánica, mientras que la amplitud amplificada cruza hacia los mecanismos costeros; no se especifica una ley completa de conservación de energía ni la dependencia exacta amplitud–velocidad.
Grupo 5: Grupo 5: Amplificación por geometría costera
La geometría costera modifica adicionalmente la altura alcanzada por la onda después del asomeramiento. Una bahía tiende a concentrar la energía hacia su fondo y por ello amplifica localmente la altura; una península tiende a reflejar la energía hacia otras zonas de la costa. La concentración y la reflexión son mecanismos distintos y deben permanecer separados. El texto no proporciona coeficientes geométricos cuantitativos para ninguno de ellos.
Grupo 6: Grupo 6: Run-up e inundación tierra adentro
El alcance máximo tierra adentro depende de tres factores explícitos: la amplitud con que la ola llega a la costa, el ángulo del talud costero que debe subir y la posible resonancia de la bahía con el tsunami. Una amplitud costera mayor favorece un alcance mayor, mientras que el storyboard no especifica la forma funcional exacta de la dependencia con el ángulo ni con la resonancia. La amplitud costera llega desde los grupos de asomeramiento/geometría y la resonancia conecta este grupo con el comportamiento de trenes sucesivos. El alcance máximo es un observable final de inundación.
Grupo 7: Grupo 7: Trenes sucesivos y resonancia
El comportamiento esperado incluye varios trenes de olas sucesivos durante varias horas. La resonancia entre la geometría de la costa y el tsunami puede redistribuir/amplificar la respuesta de modo que el segundo o tercer tren, y no necesariamente el primero, resulte el más alto. El storyboard vincula esta resonancia con la geometría costera y con la perturbación vertical inicial del fondo marino, cerrando un acoplamiento de largo alcance entre la fuente y la respuesta costera tardía. No se especifican período propio de la bahía, fase, amortiguamiento ni una ecuación de resonancia.
ID:1645
Grupo 1: Grupo 1: Generación por perturbación vertical
Descripción
Una perturbación vertical repentina del fondo marino genera el tsunami. El storyboard identifica cuatro fuentes capaces de producirla: ruptura sísmica con componente vertical, deslizamiento submarino, colapso de una caldera volcánica e impacto de meteorito. La perturbación inicial es el puente causal hacia la deformación de la superficie del mar y el posterior tren de ondas. El texto no proporciona una función que convierta cada tipo de fuente no sísmica en desplazamiento vertical equivalente.
Pregunta clave: ¿Qué origina el tsunami y fija su perturbación inicial?
Una perturbación vertical repentina del fondo marino genera el tsunami. El storyboard identifica cuatro fuentes capaces de producirla: ruptura sísmica con componente vertical, deslizamiento submarino, colapso de una caldera volcánica e impacto de meteorito. La perturbación inicial es el puente causal hacia la deformación de la superficie del mar y el posterior tren de ondas. Un tsunami es una onda de gravedad de período largo, entre cinco y sesenta minutos entre una cresta y la siguiente, generada por una perturbación vertical repentina del fondo marino: una ruptura sísmica con componente vertical, un deslizamiento submarino, el colapso de una caldera volcánica, o incluso el impacto de un meteorito. Cuando la fuente de un tsunami es sísmica, esa fuente genera una elevación inicial de la superficie del mar proporcional al desplazamiento vertical del fondo marino y al área de la ruptura que lo produjo, y esa elevación inicial se propaga después como una onda larga a una velocidad que depende de la profundidad del propio océano. El comportamiento esperado de un tsunami incluye la llegada de varios trenes de olas sucesivos a lo largo de varias horas, y con frecuencia es el segundo o el tercer tren de olas, y no el primero, el que resulta más alto de todos, precisamente por esa misma resonancia entre la geometría de la costa y la perturbación vertical del fondo marino con la que empezó esta descripción. La geometría de la costa que el tsunami termina alcanzando amplifica todavía más esa altura de forma adicional: una bahía tiende a concentrar la energía de la ola hacia su fondo, mientras que una península tiende a reflejarla hacia otras zonas de la costa.
ID:3181
Grupo 2: Grupo 2: Elevación inicial de origen sísmico
Descripción
Para una fuente sísmica, la elevación inicial de la superficie del mar depende del desplazamiento vertical del fondo marino y del área de ruptura. El storyboard declara que la elevación inicial es proporcional a ambas magnitudes, por lo que ambas deben conservarse separadamente y no absorberse en un único indicador de magnitud sísmica. Esa elevación inicial alimenta la propagación como onda larga. No se proporciona la constante de proporcionalidad ni una descripción espacial de la deformación inicial.
Pregunta clave: ¿De qué depende la elevación inicial cuando la fuente es sísmica?
Para una fuente sísmica, la elevación inicial de la superficie del mar depende del desplazamiento vertical del fondo marino y del área de ruptura. El storyboard declara que la elevación inicial es proporcional a ambas magnitudes, por lo que ambas deben conservarse separadamente y no absorberse en un único indicador de magnitud sísmica. Esa elevación inicial alimenta la propagación como onda larga. No se proporciona la constante de proporcionalidad ni una descripción espacial de la deformación inicial. Cuando la fuente de un tsunami es sísmica, esa fuente genera una elevación inicial de la superficie del mar proporcional al desplazamiento vertical del fondo marino y al área de la ruptura que lo produjo, y esa elevación inicial se propaga después como una onda larga a una velocidad que depende de la profundidad del propio océano. Un tsunami es una onda de gravedad de período largo, entre cinco y sesenta minutos entre una cresta y la siguiente, generada por una perturbación vertical repentina del fondo marino: una ruptura sísmica con componente vertical, un deslizamiento submarino, el colapso de una caldera volcánica, o incluso el impacto de un meteorito. El comportamiento esperado de un tsunami incluye la llegada de varios trenes de olas sucesivos a lo largo de varias horas, y con frecuencia es el segundo o el tercer tren de olas, y no el primero, el que resulta más alto de todos, precisamente por esa misma resonancia entre la geometría de la costa y la perturbación vertical del fondo marino con la que empezó esta descripción.
ID:3182
Grupo 3: Grupo 3: Propagación en océano profundo
Descripción
La elevación inicial se propaga como una onda de gravedad de período largo. La velocidad depende de la raíz cuadrada de la profundidad oceánica: una mayor profundidad implica mayor velocidad y una menor profundidad, menor velocidad. Como referencia explícita, a unos 4000 m de profundidad la velocidad es cercana a 200 m/s, aproximadamente 720 km/h; en aguas abiertas la amplitud es de apenas 0.1–1 m y el período entre crestas es de 5–60 min. El texto no explicita la constante física dentro de la relación raíz-cuadrada.
Pregunta clave: ¿Cómo controla la profundidad la velocidad de propagación?
La elevación inicial se propaga como una onda de gravedad de período largo. La velocidad depende de la raíz cuadrada de la profundidad oceánica: una mayor profundidad implica mayor velocidad y una menor profundidad, menor velocidad. Como referencia explícita, a unos 4000 m de profundidad la velocidad es cercana a 200 m/s, aproximadamente 720 km/h; en aguas abiertas la amplitud es de apenas 0.1–1 m y el período entre crestas es de 5–60 min. La velocidad a la que un tsunami se propaga depende de la raíz cuadrada de esa profundidad oceánica: en aguas abiertas, con una profundidad típica de unos cuatro mil metros, un tsunami viaja a cerca de doscientos metros por segundo, casi setecientos veinte kilómetros por hora, aunque con una amplitud de apenas entre diez centímetros y un metro, casi imperceptible para un barco que lo cruce en altamar. A medida que un tsunami se acerca a la costa, la profundidad del océano disminuye, y esa menor profundidad reduce la velocidad del tsunami mientras aumenta su amplitud, porque la energía total de la onda se conserva y esa misma energía debe repartirse ahora en una onda más lenta y más comprimida; este efecto de asomeramiento puede llegar a amplificar la altura de la ola entre diez y cien veces respecto a la que tenía en aguas abiertas. Cuando la fuente de un tsunami es sísmica, esa fuente genera una elevación inicial de la superficie del mar proporcional al desplazamiento vertical del fondo marino y al área de la ruptura que lo produjo, y esa elevación inicial se propaga después como una onda larga a una velocidad que depende de la profundidad del propio océano. Un tsunami es una onda de gravedad de período largo, entre cinco y sesenta minutos entre una cresta y la siguiente, generada por una perturbación vertical repentina del fondo marino: una ruptura sísmica con componente vertical, un deslizamiento submarino, el colapso de una caldera volcánica, o incluso el impacto de un meteorito.
ID:3183
Grupo 4: Grupo 4: Asomeramiento hacia la costa
Descripción
Al acercarse a la costa disminuye la profundidad, lo que reduce la velocidad del tsunami. Simultáneamente aumenta la amplitud porque la energía total de la onda se conserva y debe repartirse en una onda más lenta y comprimida. Este asomeramiento puede amplificar la altura entre diez y cien veces respecto de aguas abiertas. La profundidad y la velocidad son variables puente desde la propagación oceánica, mientras que la amplitud amplificada cruza hacia los mecanismos costeros; no se especifica una ley completa de conservación de energía ni la dependencia exacta amplitud–velocidad.
Pregunta clave: ¿Cómo transforma la menor profundidad la velocidad y amplitud?
Al acercarse a la costa disminuye la profundidad, lo que reduce la velocidad del tsunami. Simultáneamente aumenta la amplitud porque la energía total de la onda se conserva y debe repartirse en una onda más lenta y comprimida. Este asomeramiento puede amplificar la altura entre diez y cien veces respecto de aguas abiertas. A medida que un tsunami se acerca a la costa, la profundidad del océano disminuye, y esa menor profundidad reduce la velocidad del tsunami mientras aumenta su amplitud, porque la energía total de la onda se conserva y esa misma energía debe repartirse ahora en una onda más lenta y más comprimida; este efecto de asomeramiento puede llegar a amplificar la altura de la ola entre diez y cien veces respecto a la que tenía en aguas abiertas. La velocidad a la que un tsunami se propaga depende de la raíz cuadrada de esa profundidad oceánica: en aguas abiertas, con una profundidad típica de unos cuatro mil metros, un tsunami viaja a cerca de doscientos metros por segundo, casi setecientos veinte kilómetros por hora, aunque con una amplitud de apenas entre diez centímetros y un metro, casi imperceptible para un barco que lo cruce en altamar. Cuando la fuente de un tsunami es sísmica, esa fuente genera una elevación inicial de la superficie del mar proporcional al desplazamiento vertical del fondo marino y al área de la ruptura que lo produjo, y esa elevación inicial se propaga después como una onda larga a una velocidad que depende de la profundidad del propio océano. El alcance máximo que un tsunami logra tierra adentro depende de la amplitud que esa ola trae consigo al llegar a la costa, del ángulo del talud costero que la ola debe subir, y de si la geometría de la bahía entra en resonancia con el propio tsunami.
ID:3184
Grupo 5: Grupo 5: Amplificación por geometría costera
Descripción
La geometría costera modifica adicionalmente la altura alcanzada por la onda después del asomeramiento. Una bahía tiende a concentrar la energía hacia su fondo y por ello amplifica localmente la altura; una península tiende a reflejar la energía hacia otras zonas de la costa. La concentración y la reflexión son mecanismos distintos y deben permanecer separados. El texto no proporciona coeficientes geométricos cuantitativos para ninguno de ellos.
Pregunta clave: ¿Cómo modifica la forma de la costa la altura local?
La geometría costera modifica adicionalmente la altura alcanzada por la onda después del asomeramiento. Una bahía tiende a concentrar la energía hacia su fondo y por ello amplifica localmente la altura; una península tiende a reflejar la energía hacia otras zonas de la costa. La geometría de la costa que el tsunami termina alcanzando amplifica todavía más esa altura de forma adicional: una bahía tiende a concentrar la energía de la ola hacia su fondo, mientras que una península tiende a reflejarla hacia otras zonas de la costa. El alcance máximo que un tsunami logra tierra adentro depende de la amplitud que esa ola trae consigo al llegar a la costa, del ángulo del talud costero que la ola debe subir, y de si la geometría de la bahía entra en resonancia con el propio tsunami. A medida que un tsunami se acerca a la costa, la profundidad del océano disminuye, y esa menor profundidad reduce la velocidad del tsunami mientras aumenta su amplitud, porque la energía total de la onda se conserva y esa misma energía debe repartirse ahora en una onda más lenta y más comprimida; este efecto de asomeramiento puede llegar a amplificar la altura de la ola entre diez y cien veces respecto a la que tenía en aguas abiertas. El comportamiento esperado de un tsunami incluye la llegada de varios trenes de olas sucesivos a lo largo de varias horas, y con frecuencia es el segundo o el tercer tren de olas, y no el primero, el que resulta más alto de todos, precisamente por esa misma resonancia entre la geometría de la costa y la perturbación vertical del fondo marino con la que empezó esta descripción.
ID:3185
Grupo 6: Grupo 6: Run-up e inundación tierra adentro
Descripción
El alcance máximo tierra adentro depende de tres factores explícitos: la amplitud con que la ola llega a la costa, el ángulo del talud costero que debe subir y la posible resonancia de la bahía con el tsunami. Una amplitud costera mayor favorece un alcance mayor, mientras que el storyboard no especifica la forma funcional exacta de la dependencia con el ángulo ni con la resonancia. La amplitud costera llega desde los grupos de asomeramiento/geometría y la resonancia conecta este grupo con el comportamiento de trenes sucesivos. El alcance máximo es un observable final de inundación.
Pregunta clave: ¿De qué depende el alcance máximo tierra adentro?
El alcance máximo tierra adentro depende de tres factores explícitos: la amplitud con que la ola llega a la costa, el ángulo del talud costero que debe subir y la posible resonancia de la bahía con el tsunami. La amplitud costera llega desde los grupos de asomeramiento/geometría y la resonancia conecta este grupo con el comportamiento de trenes sucesivos. El alcance máximo que un tsunami logra tierra adentro depende de la amplitud que esa ola trae consigo al llegar a la costa, del ángulo del talud costero que la ola debe subir, y de si la geometría de la bahía entra en resonancia con el propio tsunami. El comportamiento esperado de un tsunami incluye la llegada de varios trenes de olas sucesivos a lo largo de varias horas, y con frecuencia es el segundo o el tercer tren de olas, y no el primero, el que resulta más alto de todos, precisamente por esa misma resonancia entre la geometría de la costa y la perturbación vertical del fondo marino con la que empezó esta descripción. La geometría de la costa que el tsunami termina alcanzando amplifica todavía más esa altura de forma adicional: una bahía tiende a concentrar la energía de la ola hacia su fondo, mientras que una península tiende a reflejarla hacia otras zonas de la costa. A medida que un tsunami se acerca a la costa, la profundidad del océano disminuye, y esa menor profundidad reduce la velocidad del tsunami mientras aumenta su amplitud, porque la energía total de la onda se conserva y esa misma energía debe repartirse ahora en una onda más lenta y más comprimida; este efecto de asomeramiento puede llegar a amplificar la altura de la ola entre diez y cien veces respecto a la que tenía en aguas abiertas.
ID:3186
Grupo 7: Grupo 7: Trenes sucesivos y resonancia
Descripción
El comportamiento esperado incluye varios trenes de olas sucesivos durante varias horas. La resonancia entre la geometría de la costa y el tsunami puede redistribuir/amplificar la respuesta de modo que el segundo o tercer tren, y no necesariamente el primero, resulte el más alto. El storyboard vincula esta resonancia con la geometría costera y con la perturbación vertical inicial del fondo marino, cerrando un acoplamiento de largo alcance entre la fuente y la respuesta costera tardía. No se especifican período propio de la bahía, fase, amortiguamiento ni una ecuación de resonancia.
Pregunta clave: ¿Por qué llegan varias olas y una posterior puede ser la mayor?
El comportamiento esperado incluye varios trenes de olas sucesivos durante varias horas. La resonancia entre la geometría de la costa y el tsunami puede redistribuir/amplificar la respuesta de modo que el segundo o tercer tren, y no necesariamente el primero, resulte el más alto. El storyboard vincula esta resonancia con la geometría costera y con la perturbación vertical inicial del fondo marino, cerrando un acoplamiento de largo alcance entre la fuente y la respuesta costera tardía. El comportamiento esperado de un tsunami incluye la llegada de varios trenes de olas sucesivos a lo largo de varias horas, y con frecuencia es el segundo o el tercer tren de olas, y no el primero, el que resulta más alto de todos, precisamente por esa misma resonancia entre la geometría de la costa y la perturbación vertical del fondo marino con la que empezó esta descripción. La geometría de la costa que el tsunami termina alcanzando amplifica todavía más esa altura de forma adicional: una bahía tiende a concentrar la energía de la ola hacia su fondo, mientras que una península tiende a reflejarla hacia otras zonas de la costa. El alcance máximo que un tsunami logra tierra adentro depende de la amplitud que esa ola trae consigo al llegar a la costa, del ángulo del talud costero que la ola debe subir, y de si la geometría de la bahía entra en resonancia con el propio tsunami. A medida que un tsunami se acerca a la costa, la profundidad del océano disminuye, y esa menor profundidad reduce la velocidad del tsunami mientras aumenta su amplitud, porque la energía total de la onda se conserva y esa misma energía debe repartirse ahora en una onda más lenta y más comprimida; este efecto de asomeramiento puede llegar a amplificar la altura de la ola entre diez y cien veces respecto a la que tenía en aguas abiertas.
ID:3187