Un ejemplo de modelo, el ciclo del agua

Uno de los modelos científicos a los que estamos acostumbrados desde nuestra infancia cuando empezamos a comprender la naturaleza es el ciclo del agua.

En primaria ya nos explicaron como el agua del mar, de los ríos y de la evaporación de las plantas asciende a la atmósfera formando las nubes, las cuales producen las precipitaciones que alimentan los ríos y éstos a su vez a los lagos y los mares cerrandose el ciclo.

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Este es un modelo que de manera sencilla nos ayuda a entender cómo es la circulación del agua en nuestro entorno y cómo hace para mantenerse.

De esta forma entendemos desde pequeños que el agua no es un bien que sale de la nada y que es infinito. Nos permite dar respuestas a por qué llueve, por qué es tan importante que llueva para que los ríos tengan agua, por qué se forman los manantiales y la importancia que tiene cada elemento en el conjunto final.

Elementalmente es un modelo que simplifica mucho los procesos en cada uno de los pasos y toma el sistema como un sistema cerrado. No podemos entender con este modelo que allí donde se produce la evaporación es donde se producirá la posterior precipitación, ni que toda el agua que caiga por precipitación acabará en los ríos, lagos y mares. Descarta en este caso las influencias de las corrientes de aire de la atmósfera, la temperatura ambiente, la variación de la temperatura con la altura, la diferente capacidad de acumulación de humedad por parte del aire, etc. Si incluyéramos cada uno de estos factores en este modelo, no cumpliría su misión educativa.

Cada uno de esos procesos que en este modelo se obvian, precisan de otros modelos que los contemplen y nos ayuden a entenderlos. Así, cuando nos centramos en el proceso de evapotranspiración de un suelo, iremos a un modelo que nos tenga en cuenta la temperatura ambiente, el grado de covertura del suelo, la humedad y el coeficiente de transpiración del cultivo que haya instalado. Pudiendo optar en estos casos por diferentes modelos en función de la precisión que necesitemos, con lo que tomaremos coeficientes de cultivo generales o iremos a uno que responda directamente al cultivo instalado y a la etapa fenológica en la que se encuentra.

Cuento de Borges y los modelos

El cuento de Jorge Luis Borges titulado “Del rigor de la ciencia” nos ilustra de manera sencilla lo inútiles que son los modelos cuando se consideran representación fiel de la realidad.

En dicho cuento, el mapa final del imperio detallará perfectamente todo lo que en él se encuentra, permitiendo localizar cada camino, cada objeto o cada brizna de hierba que deseemos. Pero con ello se vuelve inutil, no permite cumplir su función, no se puede transportar, no permite una visión de conjunto y cada operación con él exigiría terribles azañas.

Si aplicamos este cuento a un modelo como el péndulo simple, es como si en los cálculos que quisiéramos hacer con el péndulo tuviéramos en cuenta cada mínimo detalle que puede influir: la elasticidad de la cuerda, las interacciones entre las moléculas que la componen, la posible desviación del centro de gravedad (tal vez de micras) del peso, el efecto del rozamiento con el aire, la temperatura ambiente que incidirá en el comportamiento de los elementos físicos, la composición del aire que incidirá en la densidad y los empujes del péndulo, el efecto de la rotación de la tierra, posibles afecciones magnéticas si el péndulo está hecho de algún elemento férreo o la interacción que los fotones de luz pueden producir al impactar contra el péndulo.

Si quisiéramos hacer un cálculo del movimiento pendular teniendo en cuenta los elementos antes descritos, sería una gran hazaña que requeriría complicadas ecuaciones e inmensos tiempos de cálculo que no compensarían la ventaja en el resultado. Que por otra parte sólo nos servirían para ese momento en esas condiciones concretas.

Necesitamos reducir la complejidad de los modelos ajustándolo en función de lo que se pretende conseguir.

Así, un mapa del tamaño del imperio escala 1:1 no es viable cuando se pretende utilizarlo para planificar un viaje, pero si es viable ese mapa 1:1 de un objeto concreto (una pieza, un engranaje…) cuando queremos estudiarlo. En un momento necesitaremos un mapa escala 1:10.000 y en otro uno escala 1:1.

Igualmente, en el modelo antes descrito del ciclo del agua, si incluyéramos a todo detalle cada uno de los procesos antes indicados (corrientes de aire, temperatura…) no habría alumnado de primaria que lo entendiera. Es preciso simplificarlo, incluso adulterarlo para hacer comprender lo que en ese momento se quiere trabajar con él.

Artículo perteneciente a las tareas del Master de Cultura Científica

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