Consultorio CPI: Energía corporal

xEro nos pregunta:

Primero que nada felicitarles por el blog, sin duda el mejor entre los que leo.

Mi pregunta surge un día de vacaciones en el sur de Gran Canaria. Hacía mucho calor y una amiga me prestó un abanico. Mientras me echaba fresco pensé en la noticia que leí hace poco sobre la empresa que descubrio la supuesta «energia libre». Entonces se me encendió una luz:

Si me abanico, utilizo energía de mi cuerpo; esta energía producida por mis músculos para mover el abanico hace que se calienten. Y por otra parte tengo el abanico que me enfría otra parte del cuerpo…¿No se imaginan la pregunta? ¿Sirve de algo entonces abanicarme? Si por un lado gasto la misma energia que convierto en viento… entramos en un bucle por llamarlo de alguna forma. Desde entonces prefiero sentarme y estarme quieto…

Buena pregunta, amigo xEro. Algo nihilista, pero así es la termodinámica. Tus músculos convierten energia química en energía cinética (movimiento). Pero son termodinámicamente imperfectos, como cualquier otra «máquina» en el mundo (segundo principio de la termodinámica: nunca podrás convertir completamente energía en trabajo: siempre se te escapará algo de calor).

Esa energía cienética de tu brazo es usada para impulsar aire que hace que se evapore el sudor de tu cara, que al evaporarse extrae energia del entorno (calor de evaporación) y te hace sentir fresquito (detallaremos esto en otra entrada del consultorio).

Lo importante es que no toda la energía química de tus músculos se convierte en calor, sino sólo una parte. El resto es energía cinetica del brazo que mueve el abanico que mueve el aire… Si toda tu energia química se convirtiera en calor, en efecto, no serviría de nada abanicarse. No podrías, de hecho, porque al no haber energía cinçética tu brazo no se movería.

Hay una ley de Murphy que dice que para limpiar algo necesitas ensuciar otra cosa. Pues, en efecto, para enfriar algo necesitas calentar otra cosa. Y sin embargo, compensa (¿quién no ha agradecido un abanico en un día caluroso de verano?).

27 comentarios en «Consultorio CPI: Energía corporal»

  1. Lo peor de ésto es que se lo contaré a mi abuela y me dirá que estoy loco, que el abanico es el mejor invento que hay.

    Gran Blog!!

  2. Desde el punto de vista médico, abanicarse tiene una utilidad que va más allá del propio «fresquito.» Esa pequeña brisa contra la cara estimula las funciones parasimpáticas de algunos nervios de la cara y consiguen que uno respire mejor. Por eso, cuando alguien se marea, desmaya o siente que se ahoga, la tradicional abuela que le abanica con su pañuelo, realmente contribuye a que esa persona se siente mejor

  3. Excelente blog.
    Creo que eso de «si toda tu energia química se convirtiera en calor, en efecto, no serviría de nada abanicarse» es un poco aventurado. Dejando aparte el molesto detalle de que el brazo no se movería, creo que la energia empleada en abanicarse es muy inferior a la pérdida de calor conseguida. El principal mecanismo por el que el abanico refresca es facilitar la evaporación del agua sobre la superficie de la piel, y eso absorbe muchas calorías.

  4. Hola, quería remarcar una cosa: el efecto sudor. En este caso no podemos decir que el frío venga únicamente del aire que produce el abanico. Lo que más refresca es la evaporación del sudor. Pues éste al evaporarse absorbe mucha más energía que la que realiza tu brazo al moverse. Es por eso que abanicarse es tan satisfactorio en ambientes secos y tan deprimente cuando hay mucha, mucha humedad. El funcionamiento de enfriamiento es similar al de un botijo.

  5. Los músculos deben de tener un rendimiento en torno al 25% creo, es decir, el 75% del trabajo que realiza se pierde en forma de calor. Este es el principio básico del escalofrío. Cuando el cuerpo tiene frío produce escalofríos, que no son más que movimientos musculares involuntarios que utiliza el cuerpo para calentarse. La verdad es que aunque parezca un rendimiento muy pequeño, en realidad es mucho más eficiente que otros procesos biológicos, por ejemplo la fotosíntesis tiene una eficiencia únicamente del 6%.

    Un saludo a todos y en especial a Remo.

  6. Hola, Remo. Dices:

    Esa energía cienética de tu brazo es usada para impulsar aire que hace que se evapore el sudor de tu cara

    No creo que sea del todo correcto. Puede que no estés sudando y, sin embargo, te refresques (como afirma Carlos). No es necesario el calor de evaporación aunque sí hace que el proceso sea más eficiente (y de hecho, nos mojamos la cara con agua y cuando ésta se evapora notamos el fresquito).

    Y eficiencia es la palabra. Cuando te abanicas lo que haces es fomentar la convección: el movimiento de aire que tienes alrededor para que tu cuerpo pueda expulsar más calor. Recordad cuando el hombre del tiempo habla ya no de la temperatura sino de «la sensación de temperatura» debido al viento.

    Entonces, si la producción de calor por parte del cuerpo es menos eficiente que la disipación del mismo gracias a la convección que genera, el proceso va bien. Si produjéramos más calor que no disipáramos, mal iríamos.

    Un ejemplo muy claro es un ventilador: el motor genera calor, pero el movimiento de aire que genera favorece con creces que el calor que disipemos sea mayor.

    ¿Estamos de acuerdo? ¿o se me ha ido la olla?

    Salud!

  7. «Esa energía cienética de tu brazo es usada para impulsar aire que hace que se evapore el sudor de tu cara»

    Con Carlos opino que la evaporación es el factor principal de enfriamiento, como mínimo en un verano mediterráneo.

    El funcionamiento es el siguiente. Para disminuir un grado centígrado un gramo de agua se debe expular una caloría de energía sensible, para evaporar un gramo de agua se absorven aproximadamente 4,1 calorías de energía latente (si la memoria no me falla).

    A una temperatura determinada puede haber una cantidad de agua en estado gasoso, normalmente conocida como humedad relativa (relativa a la T, claro). Cuando mezclas agua con el aire (por ejemplo una cascada o mojarte la cara y ventilarte o torres de ventilación de las que provocan legionella) estás favoreciendo este proceso de evaporación del agua, que aumentará hasta alcanzar la humedad relativa máxima.

    En este proceso se basa el cálculo de la sensación de temperatura (no se si la velocidad del viento entra en la ecuación, me parece que no aunque tiene su efecto). La convección, que tambien se ve favorecida por la velocidad del viento tiene influencia en invierno o en climas más frios ya que la temperatura exterior i la corporal es muy distinta. Pero en verano a 35 grados no puede tener mucha importancia.

    Los botijos funcionan a partir de este proceso de evaporación gracias a que la cerámica es un material poroso.

    Pere

  8. Omalaled tiene toda la razon. La conveccion es un factor q no se puede olvidar (tb x eso soplamos para enfriar la comida), esta hace q la capa de contacto donde se han ido igualando las temperaturas de los dos medios (en este caso aire/piel) desaparezca «renovando» el gradiente de temperatura. Si no recuerdo mal, Remo ya puso una entrada al respecto hace un año, ¿era sobre enfriar el cafe?

    Lo cual conduce a otro factor q no se debe despreciar es el mecanismo de regulacion de temperatura corporal q es la circulacion sanguinea. Si enfriamos la sangre en un punto, en muy poco tiempo esta ha recorrido casi todo el cuerpo repartiendo ese «frio». La circulacion sanguinea es en si un proceso convectivo (no solo el aire se rige por las leyes de la termo, aunque muchas veces lo olvidemos). De hecho, un amigo, muy sabiamente, decia (y perdonad el leguaje, pero son sus palabras): «Teniendo los huevos frescos no se pasa calor» mientras se abanicaba la entrepierna. Y eso es xq esa zona es una donde mas flujo de sangre tiene, x tanto mas cantidad de sangre se enfria y por tanto el efecto se reparte mas rapidamente por el cuerpo. Tb es por eso, que al entrar en el agua fria/caliente, al llegar a esa zona cuesta mas.

    Asi q ya os veo a tod@s este verano abanicandoos en la playa!! xD

  9. Mmmm veo que este es un pais caluroso y todos reflexionamos mucho sobre porqué tenemos calor y cómo sofocarlo 😉 Pero creo que fuera de la termodinámica habéis olvidado el factor boilógico. Estoy deacuerdo en lo de la evaporación (aquí en Málaga el abanico sirve de poco con tanta humedad) y en lo de la convección. Pero hay un factor que juega en nuestra contra: nuestro pulso.
    Cuando nos abanicamos estamos haciendo un «ejercicio» (al menos bastante más que el simple estar sentado) y nuestro pulso sube, la sangre irriga mejor el cuerpo y la piel y por tanto notamos más el fresquito al evaporarse el sudor, pero en realidad nuestra temperatura interna sube. Eso, sumado al efecto rebote hace que ya nunca podamos parar de abanicarnos ;P Si os habéis abanicado en un dia de calor en los que no corre ni una brisa sabréis esto: es imposible parar. Cuando paramos el aire a nuestro alrededor se detiene (no hay convección), dejamos de evaporar el sudor pero además es que tenemos el pulso más alto y producimos más sudor que antes de empezar a abanicarnos, con lo que estamos peor…

    Todo esto aplicable a tirarte un ratillo abanicando, si te das un golpe de aire de pai pai en plan gordo-traficante-colombiano-de-las-pelis no 😛

  10. Yo sigo la norma de que todo esfuerzo que necesite más de 100 kj no merece la pena, por eso tengo un ventilador a pilas para la playa

  11. Aquí estoy de nuevo! Ya me ha quedado mucho mas claro! Gracis por tu tiempo Remo y a los demas comentariastas.

    Guarmi, eso tambien se me paso a mi, jaja. Lo que hace estar aburrido con un abanico en la mano.

  12. Una vez leí que, en un ambiente cerrado, una mujer que se abanica a la larga provocaría que la temperatura del lugar se incrementara más rápidamente. No recuerdo de dónde saqué eso, pero recuerdo que me llamó mucho la atención tal idea.

  13. Sagan dijo: «Desde el punto de vista médico, abanicarse tiene una utilidad que va más allá del propio “fresquito.” Esa pequeña brisa contra la cara estimula las funciones parasimpáticas de algunos nervios de la cara y consiguen que uno respire mejor. Por eso, cuando alguien se marea, desmaya o siente que se ahoga, la tradicional abuela que le abanica con su pañuelo, realmente contribuye a que esa persona se siente mejor»

    No estoy de acuerdo. La estimulación de la cara normalmente no estimula el parasimpático. Y cuando lo hace(y puede ocurrir en situaciones más extremas, como zambullirse bruscamente en el agua muy fría), produce el efecto contrario: interrumpe la respiración.

    Guarmi: «Mmmm veo que este es un pais caluroso y todos reflexionamos mucho sobre porqué tenemos calor y cómo sofocarlo Pero creo que fuera de la termodinámica habéis olvidado el factor boilógico. Estoy deacuerdo en lo de la evaporación (aquí en Málaga el abanico sirve de poco con tanta humedad) y en lo de la convección. Pero hay un factor que juega en nuestra contra: nuestro pulso.
    Cuando nos abanicamos estamos haciendo un “ejercicio” (al menos bastante más que el simple estar sentado) y nuestro pulso sube, la sangre irriga mejor el cuerpo y la piel y por tanto notamos más el fresquito al evaporarse el sudor, pero en realidad nuestra temperatura interna sube. Eso, sumado al efecto rebote hace que ya nunca podamos parar de abanicarnos ;P Si os habéis abanicado en un dia de calor en los que no corre ni una brisa sabréis esto: es imposible parar. Cuando paramos el aire a nuestro alrededor se detiene (no hay convección), dejamos de evaporar el sudor pero además es que tenemos el pulso más alto y producimos más sudor que antes de empezar a abanicarnos, con lo que estamos peor…

    Todo esto aplicable a tirarte un ratillo abanicando, si te das un golpe de aire de pai pai en plan gordo-traficante-colombiano-de-las-pelis no»

    Tampoco estoy de acuerdo. El abanicarnos raramente nos aumenta la frecuencia cardiaca, pero seguro que no nos aumenta la temperatura corporal interna.

  14. Lo que sí hace que aumente nuestra sensación térmica al parar,y eso con mucho calor arde.

    Corolario: lo mejor es que nos abanique otro sin parar.

    Meta-Corolario: el corolario es termodinámico (no puedes ganar, no puedes empatar, no puedes abandonar el juego);)

  15. Probablemente mi comentario este ya demasiado al final.
    Alguien se ha planteado la validez termodinamica de matrix???
    Algunas consideraciones:
    – la energia producida por lor procesos vivos en la tierra debe ser menor a la energia proporcionada por el sol a la tierra.
    – por el mismo principo de ‘maquina termodinamica imperfecta’, no se puede alimentar un cuerpo con los restos de otro, no seria suficiente.
    en fin, si alguien tiene ganas de aclarar esto, sea bienvenido.

  16. Pues, seguramente no aportaré nada extra a la discusión; pero seguro que con mi abuelita abanicándome y no haciéndolo yo mismo el asunto valdrá aún más la pena; digo, si lo que se quiere es perder calor… que si uno se deja abanicar y se pone a abanicar a alguien del gusto suyo, pues valdrá aún más la pena, aunque se ganará más calor.

  17. En un ambiente extremadamente humedo y cálido se cumpliria esa circunstancia y el abanicarnos lo único que nos provocaria sería más calor, ya que no conseguiríamos ni disminuir la temperatura superficial de la piel ni aumentar la cantidad de sudor evaporado (que indirectamente enfriaría la misma). Asi que el ejercicio muscular aumentaria nuestra temperatura.

    Lanzo el desafio de encontrar a qué temperatura y % de humedad relativa del aire se produciria esto.

  18. A mi toda esta discusión me crea una duda (igual ya ha sido resuelta): ¿Por qué si nuestro cuerpo está a 36º, cuando la temperatura exterior es también de 36º nos queremos morir?

  19. jejeje, bueno, aumentar la temperatura era un decir, siempre estamos a 36-37 pero el pulso alto nos sube los colores y demás, lo que da el doble de agobio con calor. Como dije siempre que te abaniques con ganas, (¿Has visto a las marus en la parada del autobús con el abanico que parece el limpia-parabrisas de un coche puesto en el 3, con la cara encendída por el esfuerzo? pues eso)como dice Davidmh en sus colorarios, o te abanica alguien o no puedes parar.

  20. Ya de paso os comento que las Abejas y abejorros utilizan el movimiento de sus alas como abanicos y a su vez como termorreguladores internos.
    Cuando la temperatura de la colmena aumenta , hacen batir sus alas con velocidad para enfriar a las larvas.

    Cuando su temperatura interna es muy baja ( en una mañana fresca por ejemplo) contraen y relajan rápidamente los músculos que mueven las alas para calentarse a si mismas y poder empezar a volar.

    Cualquiera de estas dos acciones tiene unos requerimientos energéticos muy altos , y es por ello que las abejas y abejorros son muy dependientes de la disponibilidad de alimento. Si no comen azucar(nectar de flores) frecuentemente desfallecen hasta no poder volar. Esto tambien les puede ocurrir cuando la temperatura ambiental baja bruscamente.

    Un poco de Biologia no viene mal entre tanta termodinámica 🙂

  21. JoeZ99: Efectivamente, fue la pifia que más llamó mi atención la primera vez que ví Matrix: no somos rentables como pilas. Podrías buscar como explicación que necesitaban algún compuesto bioquímico que nosotros producimos fácilmente, y es más rentable la «biosíntesis» que ls síntesis mediante un proceso químico convencional.

    Elc@no: Supongo que siempre que haya gradiente de temperatura (es decir, que el exterior esté a menos de 36ºC, siembre habrá algo de eficacia el hecho de movilizar el aire a nuestro alrededor, incluso aunque la saturación de humedad impida la evaporación.

    Guarmi: Estoy de acuerdo, siempre habrá alguien que se abanique con demasiado «aspaviento» y esté generando más calor. Pero ya digo, aunque el trabajo muscular activo genera calor, la mayor parte de nuestra termogénesis depende del simple hecho de estar vivo, del tono muscular normal (cuando el músculo está en «reposo», realmente se produce cierto grado de contracción), del estado metabólico (dependiente sobre todo del tiroides), etc.

  22. Me has hundido con lo de matrix, ya era bastante caro tener a la humanidad esclavizada mentalmente (¿porqué no esclavizar cerdos? Usas el metano y el estiercol como carburante y te ahorras todo ese rollo de Matrix, Sion, agentes, centinelas, etc.)
    Encima es un despropósito porque producimos to poca energía… Bueno, yo pensaré que las máquinas son buenas de corazón y los esclavizan para mantener viva la especie sin que se maten en una tercera guerra mundial o algo así. xD

  23. Bueno… recién llegado de la biblioteca y tras muchas horas de estudio medicinero (xq medicinal… la verdad q no) me veo con ganas de compartir yo también mis conocimientos, jejeje.

    Sobre el tema del parasimpático, la cara, y la respiración… Realmente, si se estimula el SNPs (Sist nervioso Parasimpático), no lo haría de una forma brusca q pueda «cortar» la respiración, el ligero estúimulo produciría un ligero aumento del «tono» (o intensidad) del parasimpático, que tiene cierta accion de dilatar las vías aereas para q entre más aire en los pulmones (lo q se llama broncodilatación, por eso los asmáticos toman, entre otras cosas fármacos que remedan la acción del parasimpático)

    Sobre el calentamiento de los testículos… otra correción. Los «huevos» no son una de las zonas con mayor aflujo de sangre, de hecho, las arterias testiculares son bastante pequeñitas, y el pene, salo en erección, tampoco contiene mucha sangre (y cuando está erecto, la sangre está «atrapada» y x tanto tampoco participa en la convección).

    Por otro lado… con todo el tema del ejercicio, del mover el brazo y de la rentabilidad se nos ha olvidado un último aspecto. Además de producir calor, el ejercicio físico produce una redistribución de la sangre desde la piel hacia los músculos. Al llegarle menos sangre a la piel, hay menos pérdida de calor a través de ésta, y se acumula más en nuestro organismo. Por eso cuando terminamos de hacer ejercicio nos ponemos muy rojos y muy calientes, la sangre vuelve desde los músculos a la piel para intentar desprender todo el calor posible!! Con esto quiero decir q, aunq muy ligeramente, el movimiento del brazo tambien disminuiría la sangre de la piel, disminuyendo la pérdida de calor (q x supuesto se ve MUY compensado con el aumento en la cara, claro) pero ahí queda mi apunte, jejeje.

    un saludo!!

    -Mohe-

  24. Remo:

    creo que hay que precisar lo que dices, de que el calor no se puede convertir completamente en trabajo, un sencillo ejemplo:
    imaginemos un gas ideal(o gases que tiendan a este comportamiento)en un proceso isotérmico, la energía interna de un gas ideal depende única y exclusivamente de la temperatura, y dado que es un proceso isotérmico eso quiere decir Uf-Ui=0=Q-W, en este proceso isotermico todo el calor se transforma en trabajo(Q=W)

    Entiendes a lo que me refiero cuando digo que debes precisar lo que dices del segundo principio.

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