Storyboard

La electrorecepción (detección de campos eléctricos) es un sentido presente en tiburones, rayas, peces eléctricos y algunos anfibios. Las ampollas de Lorenzini de los elasmobranquios detectan campos eléctricos de tan solo 15 nV/cm equivalente a detectar el campo de una pila de 1.5 V a 1500 km de distancia. Esta sensibilidad extrema permite localizar presas enterradas en arena por el campo bioeléctrico de sus músculos y nervios.

El campo eléctrico dipolar en agua salada (conductividad 4 S/m) cae como E 1/r³ (mucho más rápido que la luz o el sonido). Esto limita el alcance de la electrorecepción a distancias de 1050 cm en la mayoría de las especies. Sin embargo, en agua de mar densa y conductora, incluso pequeños potenciales bioeléctricos producen corrientes detectables por los receptores.

Los peces de apteronotidos y mormíridos generan campos eléctricos propios (descarga de órgano eléctrico, EOD) y detectan las perturbaciones de este campo causadas por objetos cercanos (electrolocalización activa). La EOD produce un campo dipolar cuya distorsión al pasar junto a un objeto conductor o dieléctrico es detectada por diferencia entre ampollas del mismo y distinto lado del cuerpo, con resolución espacial de milímetros.

La magnetorrecepción utiliza dos mecanismos propuestos: (1) cristales de magnetita (FeO) en células especializadas que actúan como brújulas mecánicas el torque = m·B·sin() alinea el dipolo con el campo terrestre y esta rotación activa mecanorreceptores; (2) pares de electrones radicales (criptocromos en los ojos) cuya química es sensible al campo magnético mediante el mecanismo de par radical.

La FEM inducida = v·B·L cuando un pez nada a velocidad v en el campo magnético terrestre B_T genera un voltaje a través del cuerpo que puede ser detectado por sus propios electroreceptores. Con v = 1 m/s, B_T = 50 T y L = 0.5 m, 25 nV en el límite de resolución de las ampollas de Lorenzini. Esta hipótesis explicaría cómo los tiburones y tortugas usan el campo magnético terrestre para navegación oceánica.

>Modelo

ID:('ky', 578)

Storyboard

$E_{\rm dip}=\frac{p_{\rm el}}{4\pi\varepsilon_0\varepsilon_r}\sqrt{(2\cos\theta/r^3)^2+(\sin\theta/r^3)^2}$

Variables

$varepsilon_r$

Permitividad relativa del agua

$1$

$p_{ m el}$

Momento dipolar eléctrico

$C·m$

$varepsilon_0$

Permitividad del vacío

$F/m$

$E_{ m dip}$

Campo eléctrico dipolar

$V/m$

$r$

Distancia fuente-receptor

$m$

$\theta$

Ángulo respecto al dipolo eléctrico

$rad$

>Modelo

ID:('gm', 5219)

Storyboard

$I_{\rm ec}=\sigma_{\rm agua}E_{\rm dip}A_{\rm receptor}$

Variables

$I_{ m ec}$

Corriente inducida en receptor

$A$

$E_{ m dip}$

Campo eléctrico dipolar

$V/m$

$A_{ m receptor}$

Área efectiva del receptor

$m²$

$sigma_{ m agua}$

Conductividad del agua

$s/m$

>Modelo

ID:('gm', 5220)

Storyboard

$E_{\rm threshold}=10^{-7}\ {\rm V,m^{-1}}$

Variables

$E_{ m threshold}$

Umbral de campo eléctrico

$V/m$

>Modelo

ID:('gm', 5221)

Storyboard

$F_L=qvB_T$

Variables

$q$

Carga efectiva

$C$

$B_T$

Campo magnético terrestre

$T$

$v$

Velocidad de natación

$m/s$

$F_L$

Fuerza de Lorentz

$N$

>Modelo

ID:('gm', 5222)

Storyboard

$\varepsilon_{\rm FEM}=vB_TL_{\rm sensor}$

Variables

$B_T$

Campo magnético terrestre

$T$

$v$

Velocidad de natación

$m/s$

$varepsilon_{ m FEM}$

Fuerza electromotriz inducida

$V$

$L_{ m sensor}$

Longitud efectiva del sensor

$m$

>Modelo

ID:('gm', 5223)

Storyboard

$B_{\rm mgt}=\frac{\mu_0m_{\rm mgt}}{4\pi r_{\rm mgt}^3}$

Variables

$B_{ m mgt}$

Campo de dipolo magnético

$T$

$mu_0$

Permeabilidad del vacío

$N/A²$

$r_{ m mgt}$

Distancia al dipolo magnético

$m$

$m_{ m mgt}$

Momento magnético de magnetita

$m²A$

>Modelo

ID:('gm', 5224)

Storyboard

$\tau=m_{\rm mgt}B_T\sin\phi$

Variables

$B_T$

Campo magnético terrestre

$T$

$ au$

Torque magnético

$N·m$

$m_{ m mgt}$

Momento magnético de magnetita

$m²A$

$phi$

Ángulo entre dipolo y campo

$rad$

>Modelo

ID:('gm', 5225)

Descripción

Red de modelo

• Método alternativo
• Método tradicional
• Estrategia
• 2D
• 3D

Ecuación

Número

Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

---

Símbolo

Ecuación

Resuelto

Traducido

Cálculos

Símbolo

Ecuación

Resuelto

Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar

Variables

$varepsilon_r$

epsilon_r

Permitividad relativa del agua

1

$I_{ m ec}$

I_ec

Corriente inducida en receptor

A

$p_{ m el}$

p_el

Momento dipolar eléctrico

C·m

$q$

q

Carga efectiva

C

$varepsilon_0$

epsilon_0

Permitividad del vacío

F/m

$B_{ m mgt}$

B_mgt

Campo de dipolo magnético

T

$B_T$

B_T

Campo magnético terrestre

T

$v$

v

Velocidad de natación

m/s

$F_L$

F_L

Fuerza de Lorentz

N

$mu_0$

mu_0

Permeabilidad del vacío

N/A²

$E_{ m dip}$

E_dip

Campo eléctrico dipolar

V/m

$E_{ m threshold}$

E_threshold

Umbral de campo eléctrico

V/m

$ au$

tau

Torque magnético

N·m

$varepsilon_{ m FEM}$

epsilon_FEM

Fuerza electromotriz inducida

V

$r_{ m mgt}$

r_mgt

Distancia al dipolo magnético

m

$r$

r

Distancia fuente-receptor

m

$L_{ m sensor}$

L_sensor

Longitud efectiva del sensor

m

$A_{ m receptor}$

A_receptor

Área efectiva del receptor

m²

$m_{ m mgt}$

m_mgt

Momento magnético de magnetita

m²A

$phi$

phi

Ángulo entre dipolo y campo

rad

$\theta$

theta

Ángulo respecto al dipolo eléctrico

rad

$sigma_{ m agua}$

sigma_agua

Conductividad del agua

s/m

ID:(0, 578)