Efecto umbral

En términos generales, un umbral es el límite de un dominio donde se puede aplicar un cierto número de cálculos. Cuando este límite es un valor normativo, legal o regulatorio, los fenómenos que aparecen cerca de este valor se designan como efecto umbral .

En las ciencias naturales, los umbrales corresponden a los campos de validez de los métodos de cálculo. Las transiciones son graduales y no hay efecto de umbral. Los métodos válidos en ambos lados deben dar el mismo resultado cerca del límite.

Cuando un umbral convencional corresponde a una ruptura en la continuidad de un tratamiento, debido a esta discontinuidad, puede tener consecuencias imprevistas llamadas efecto umbral .

Físico

En muchos campos de la física y la tecnología , se construye la teoría de un fenómeno o del funcionamiento de un dispositivo sobre el supuesto de la linealidad de las relaciones entre las cantidades. Es una aproximación que solo es válida en un dominio de operación. El límite en el que las aproximaciones ya no son válidas se denomina comúnmente umbral.

Un diodo es un dipolo eléctrico cuya característica es exponencial; pero, en muchas aplicaciones, se considera un dipolo umbral: la corriente eléctrica no fluye si el voltaje es negativo o está por debajo de cierto voltaje . Una resistencia no presenta este tipo de umbral, porque la corriente es proporcional a la tensión, además del efecto de la temperatura, pero se determina un valor límite de potencia disipada, más allá del cual el riesgo de destrucción es alto.
El fluido de Bingham es un modelo reológico que describe un fluido que fluye solo cuando el cizallamiento aplicado excede una cierta intensidad (llamado cohesión ).
La fotografía de haluro de plata depende de un umbral de acción de fotones : la superficie sensible permanece intacta mientras el nivel de luz esté por debajo de cierto nivel. Al fotografiar con poca luz, nos damos cuenta de que la transición es progresiva, y que la linealidad postulada para calcular la sensibilidad de una película es solo una aproximación válida en las condiciones de iluminación habituales.

Psicología experimental

En psicología experimental o psicofísica ,

el umbral de detección de un estímulo por parte de los sujetos es el nivel mínimo de una cantidad física, habiendo desencadenado con cierta probabilidad una reacción.
el umbral de discriminación o umbral diferencial es el nivel de variaciones mínimas de una magnitud física, habiendo desencadenado una reacción con cierta probabilidad.

Ejemplo: umbral de discriminación de brillo:

Varios sujetos observan dos superficies un gran número de veces y deben indicar si su luminosidad es igual o diferente. Cada evaluación puede tener cuatro resultados:

Los estímulos son los mismos y los sujetos afirman que son los mismos;
Los estímulos son los mismos y los sujetos afirman que son diferentes;
Los estímulos son diferentes y los sujetos afirman que son los mismos;
Los estímulos son diferentes y los sujetos dicen que son diferentes.

Volvemos de este resultado a una probabilidad de detección para cada diferencia de luminosidad según el teorema de Bayes .

El valor de la diferencia de luminosidad para el que la probabilidad de detección alcanza un valor significativo (en general, 50%), es el umbral de discriminación de las luminosidades.

Los umbrales de detección y discriminación permiten vincular estrictamente una percepción a una medición física . Al igual que los efectos de umbral en física, son aproximaciones convenientes de fenómenos más complejos.

Umbrales regulatorios

La toxicología determina la probabilidad de una condición en contacto con una sustancia, según la cantidad absorbida. Las regulaciones sanitarias establecen umbrales de exposición tolerables calculados a partir de estas probabilidades.
Lo mismo ocurre con la exposición al ruido y la contaminación acústica .
En ecotoxicología, un umbral es el límite para la aparición de un efecto de una sustancia en un organismo o ecosistema; los fenómenos que aparecen cerca de este valor se denominan efecto umbral. Los disruptores endocrinos, por ejemplo, no responden a esta lógica de efecto umbral, a diferencia de otros contaminantes "clásicos".
El desarrollo de una epidemia sigue una dinámica no lineal: cuantas más personas están infectadas, más aumenta el número de personas con probabilidades de infectarse. Las regulaciones establecen umbrales para activar una alerta, luego para medidas de control epidémico.
El síndrome de radiación aguda aparece en irradiado a partir de una dosis de 0,5 Gy ; a la inversa, el exceso de mortalidad por cáncer tras la irradiación no tiene un efecto umbral y aumenta continuamente con el equivalente de la dosis eficaz .
Los umbrales de un impuesto progresivo generalmente no producen un efecto de umbral porque su efecto se calcula para no dar lugar a discontinuidad.
Los sistemas de evaluación escolar en los que el progreso del estudiante se resume en una elección binaria de aprobar o no, constituyen una serie de umbrales.
Los métodos de evaluación de la calidad de los productos y servicios comerciales que dan acceso o no a una etiqueta constituyen un umbral que podría tener consecuencias no deseadas. Los productos no certificados pueden ser de mejor calidad que los productos certificados. Si el precio de la certificación es alto, esta anomalía puede extenderse hasta el punto de dañar la credibilidad de la etiqueta.
La edad de consentimiento y responsabilidad penal entraña un umbral en el tratamiento judicial de las conductas y los delitos. El efecto umbral se refiere a los cambios de comportamiento que tienen en cuenta esta diferencia de trato.

Umbrales sociales

En muchos países, los mínimos sociales definen valores umbral a partir de los cuales cambian los derechos de las personas. La aplicación de un buen número de leyes y reglamentos también va acompañada de condiciones que hacen que su vigencia o sus efectos sólo sean legítimos para un determinado perímetro definido por umbrales expresados en forma de "valores mínimos" o "valores máximos". La cuestión del impacto potencialmente dañino inducido por las regulaciones es analizada regularmente por estudios económicos.

Según Gérard Lang y Claude Thélot, “ los efectos, además bastante limitados, se deben sin duda a las obligaciones económicas y sociales a las que están sujetas las empresas o establecimientos que superan los umbrales de diez o cincuenta empleados. ¿Podemos cuantificar sus consecuencias en términos de personal? Responder a esta pregunta es muy difícil. Un ajuste estadístico, que sin duda aumenta la ganancia neta, lleva a una estimación de entre 15.000 y 50.000 puestos de trabajo. ".

Según N.Ceci-Renaud y Paul-Antoine Chevalier, “ La acumulación de regulaciones adicionales en el cruce de ciertos umbrales relacionados con la fuerza laboral asalariada se cita a menudo como un freno importante en el crecimiento de las pequeñas empresas, lo que podría explicar la particularidad francesa ( Según la OCDE en 2009, alta proporción de pequeñas empresas y menor proporción de medianas empresas). La modelización de los datos fiscales (...) muestra que este efecto es estadísticamente significativo, pero de pequeña magnitud. En ausencia de discontinuidades administrativas, la proporción de empresas entre 0 y 9 empleados disminuiría en 0,4 puntos, mientras que la proporción de empresas entre 10 y 19 empleados, así como la de entre 20 y 250 empleados aumentaría en 0,2 puntos. "

Política

En la Unión Europea , el acceso a las funciones representativas generalmente está sujeto a un umbral de votos emitidos. Este modo de representación genera efectos de umbral que, como los que se encuentran en materia económica, son objeto de estudios.

Ver también

Notas y referencias

Cf. Richard Taillet , Loïc Villain y Pascal Febvre , Diccionario de Física , Bruselas, De Boeck,2013.
René Dennilauler , Fotografía cinematográfica ,1990, p. 11.
Maurice Reuchlin , Precis de estadística , París, Presses Universitaires de France ,1991( 1 st ed. 1976)
Ver cuestiones generales en Jean Allier , “ Teoría estadística del umbral diferencial ”, El año psicológico , vol. 47, n os 47-48-1,1946, p. 48-85 ( leer en línea ).
Por ejemplo, Claude Thélot y Gerard Lang , " tamaño institucional y efectos de umbral ", Economía y Estadística , n . 173,1985, p. 3-16 ( leer en línea ) ; Nila Cela -Renaud y Paul-Antoine Chevalier , “ El impacto de los umbrales de 10, 20 y 50 empleados en el tamaño de las empresas francesas ”, Economía y estadísticas , vol. 437, n o 1,1985, p. 29-45 ( leer en línea ).
op. cit.