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TERMODINÁMICA DEL CUERPO HUMANO
El cuerpo humano puede ser considerado como un sistema termodinámico abierto, que debe mantener su temperatura constante de 37ºC, a pesar de encontrarse en un entorno de temperatura generalmente inferior que se puede tomar como una media de 15ºC. Por otra parte está continuamente intercambiando materia y energía con sus alrededores (metabolismo), consumiendoenergía para desarrollar los trabajos internos y externos, y para fabricar moléculas estables (anabolismo) para lo cual necesita alimentarse, ingiriendo moléculas de gran energía libre (nutrición) que a partir de determinadas reacciones de combustión dan lugar a productos de menor energía (catabolismo). Tiene la peculiaridad de que su entropía es mínima, por eso es un sistema termodinámico inestable loque provoca su evolución permanente, o sea la vida misma. Precisamente la muerte implicaría un estado de máxima entropía. Para que el organismo vivo pueda mantenerse en dicho estado es necesario que elimine el exceso de entropía que se produce continuamente inherente a los procesos vitales: circulación de la sangre, respiración etc. Con la alimentación conseguimos introducir en el sistemamoléculas más ordenadas, eliminando otras mucho más desordenadas (CO2 y H2O). Por ejemplo al ingerir 180g de glucosa, el hidrato de carbono más conocido, y combinarse con 134,4 litros de oxígeno, se desprenden 2858 kJ, y el contenido energético por unidad de masa sería 15878 kJ/kg. El equivalente calorífico del oxígeno se definiría como la energía liberada entre el oxígeno consumido o sea 2858 kJ/134,4L=21,25 kJ/L. Cuando una persona está dormida, consume una determinada energía que se mide por la llamada tasa metabólica basal que corresponde a 1,2W/kg, para un alumno de 2 bachillerato, de 18 años y 70 kg de masa; una alumna de 55 kg, consumiría aproximadamente 1,1 W/kg. En ocho horas de sueño, un alumno consumiría 70 kgx1,1W/kgx8 horasx3600s/hora=2.217,6kJ y un 18% menos para la alumna. Según laactividad desarrollada, la tasa metabólica (TM), será diferente. Se da en la tabla 6 en función de trabajos y deportes, referida a un alumno de 70 kg; en el caso de una alumna debería disminuirse en un18% aproximadamente. La tabla da valores medios; dentro de cada deporte la variación puede ser de más de un 100%, por ejemplo el ciclismo, no es lo mismo pasea en bici, cuya tasa metabólica es de3W/kg, con circular más o menos rápidamente, ya que hacerlo en pista es de 15W/Kg, claro que mientras la primera se puede hacer durante mucho tiempo seguida, no así la segunda. Por lo general una persona de 70 kg, consume diariamente en un trabajo sedentario unos 11000kJ.

Fig 4A.1 El sistema humano

Actividad baloncesto balonmano balonvolea fútbol sala fútbol senderismo escalada andar rápidoandar paseo natación aeróbic tenis golf esquiar correr andar en bici dormir despierto acostado estar de pie estar sentado escribir estudiar arreglar habitación conducir bailar

TM(W/kg) 10 8,3 5 5,7 6,6 4 9,9 5 4,3 11 5 7,3 5 12 15 7,6 1,1 1,2 2,6 1,5 2 2 5 5 7,3

kJ/h 2500 2083 1250 1458 1666 992 2500 1250 1083 1667 1250 1850 1250 3000 3780 1900 277 300 650 380 500 500 1250 1250 1850

Tabla 5Imaginemos que cierta alumna de 60 kg, quiere eliminar 200g de grasa (lípidos) de forma divertida o deportiva. El contenido energético de las grasas es de 38750 kJ/kg, por lo tanto teóricamente tendría que invertir en actividades lo que supone 38750 kJ/kg x 0,2kg o sea 7750kJ. Si elige la bici como deporte, y teniendo en cuenta la tasa metabólica y la energía a desarrollar, supondría 4 horasde bicicleta, que supondría 2 paseos de 2 horas en 2 días. En cambio si escogiera la gimnasia rítmica o el aeróbic implicaría casi 7 horas, o sea una cuarto de hora diario durante un mes. El rendimiento de los seres humanos al transformar la energía química en trabajo útil, es pequeño y diferente en cada esfuerzo, dado que se mide por la relación entre el trabajo mecánico realizado y la tasa...