Todo organismo animal, al igual que los automóviles, obtiene su energía de la oxidación del carbono y del hidrógeno
Por Tomás Unger
LA ENERGÍA DEL SOL
A la definición de energía de Thomas Young*, como la capacidad de hacer un trabajo, siguió la primera ley (conservación de la energía) de Helmholtz. Al descubrirse la radiación, Einstein demostró que materia y energía son intercambiables. La primera ley también explicó el origen de la energía, aparentemente inagotable, del Sol. Al conocerse que un gramo de materia convertido en energía equivale a 1.850 toneladas de gasolina, fue fácil explicar la luz y el calor de las estrellas.
En el Sol, la fusión de dos átomos de hidrógeno en un átomo de helio convierte en energía la masa sobrante a razón de 4'600.000 toneladas por segundo. El resultado es una radiación permanente de ondas electromagnéticas, entre ellas la luz y el calor.
En la Tierra recibimos una pequeña parte de esta radiación, pero es más que suficiente para todos los procesos que se llevan a cabo en el planeta.
"Los seres vivientes pasaron a fromar parte del sistema gobernado por las leyes de la termodinamica"
ENERGÍA DE SERES VIVIENTES
La energía no se crea ni se destruye, pero se transforma. Este proceso de transformación no es solo aplicable a los fenómenos físicos que observamos, sino también al proceso de la vida.
Definir la vida es encontrar el elemento que permite a los seres vivientes --a diferencia de los inanimados-- actuar espontáneamente. Las cosas inanimadas son movidas por algo o por alguien, mientras que las vivas se mueven solas. El movimiento espontáneo y la capacidad de hacer un trabajo de los seres vivientes escapaba a las leyes de la física. Esta fuerza vital tenía un origen desconocido en el ser viviente.
Hasta fines del siglo XVIII la vida y la actividad animal tenían un origen inexplicado y sacaban su fuerza de poderes superiores, cuyos procesos y limitaciones --si las había-- eran un misterio. Al surgir el concepto de la energía intercambiable y su conservación, resultó necesario incluir a los seres vivientes. Si la energía no se crea ni se destruye, el hombre que tira una piedra ha recibido la energía necesaria del sistema en el que vive.
La integración de los seres vivientes al sistema cambió radicalmente nuestra visión del Universo. Desaparecieron los portentos y las lámparas de Aladino, al no poder explicar de dónde obtenían la energía para funcionar. Dragones y Botas de Siete Leguas cayeron en la misma categoría que la máquina de vapor de James Watt y las plantas. Había que explicar el proceso de conversión de energía que las movía.
El movimiento de los seres vivientes requería de una explicación termodinámica, lo que abría un nuevo camino a la investigación de la vida. Como la energía no se crea ni se destruye sino se transforma, había que encontrar cuál era el proceso de transformación de energía que los mueve.
ENERGÍA NO RECUPERABLE
En el año 200 Galeno ya había observado la similitud entre la combustión y la respiración. 1.500 años después los químicos lo relacionaron con la liberación de energía por combustión. Mientras tanto los físicos habían definido el concepto de energía, y habían integrado a los seres vivientes al sistema general.
A principios del siglo XIX, nuevos equipos permitieron cuantificar la energía y se estableció la unidad para medirla (la caloría**).
En 1824 el francés Nicolás Sadi Carnot publicó "El poder motriz del fuego", que explicaba el proceso de conversión de una forma de energía a otra, siempre con una fracción irrecuperable. La energía no se destruye, pero una fracción se pierde al no poder ser utilizada.
En 1850 el físico alemán Rudolph Clausius postuló la segunda ley de termodinámica que establece que todos los procesos energéticos tienden a igualar temperaturas, perdiendo constantemente energía al convertirla en calor irrecuperable. Clausius llamó a esta pérdida entropía.
LA VIDA TERMODINÁMICA
Mientras tanto los químicos descifraron las reacciones de la combustión. En 1781 Cavendish, uniendo hidrógeno y oxígeno, produjo calor y agua. Lavoisier descubrió que la respiración es una reacción química que combina carbono con oxígeno, produciendo anhídrido carbónico (CO2) y agua: los mismos resultados que produce la combustión del carbón o de la madera. Por el camino de la química se llegó a la similitud energética entre los organismos vivos y los inertes. Esto permitió definir la vida en términos químicos y físicos, y los seres vivientes pasaron a formar parte del sistema gobernado por las leyes de la termodinámica.
* Thomas Young (1773-1829), físico inglés, estableció el uso en física del término 'energía' (del griego = trabajo activo).
** Una caloría es la energía requerida para calentar un gramo de agua de 14,5 a 15,5° C. 'Caloría'. El contenido energético de los alimentos se da en kilocalorías (1.000 calorías), utilizando equivocadamente el nombre de calorías.
** Una caloría es la energía requerida para calentar un gramo de agua de 14,5 a 15,5° C. 'Caloría'. El contenido energético de los alimentos se da en kilocalorías (1.000 calorías), utilizando equivocadamente el nombre de calorías.
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