Normalmente, una persona no está en estado de reposo todo el día, por lo que quizá es más interesante considerar el efecto promedio durante un “día tranquilo”. En este caso, la potencia para la mayoría es más o menos 100 W.
Utilizando el hecho de que 1 W = 1 julio por segundo, el efecto de 100 W da un consumo de energía de 60 x 60 x 24 x 100 = 8.640 kJ por día o algo más de 2.000 kcal por día.
Para los cálculos aproximados que vamos a realizar, emplearemos el valor de 100 W y, para simplificar, llamaremos a este valor metabolismo básico.
La combustión de 1.700 kJ de energía en 100 g azúcar utilizando solo el metabolismo básico tardará 1.700.000/100/60/60 = 4,7 horas; casi 5 horas.
Considerando el contenido energético de 100 g (algo más que 100 ml) de aceite, 3.700 kJ, necesitamos 3.700.000/ 100/ 60/60 = 10,3 h; aproximadamente 10 horas.
Por lo tanto, cada hora en ayunas, si no utilizamos otros almacenes energéticos, quemamos más o menos 10 g de grasa.
Corriendo a un ritmo bajo, es posible alcanzar un gasto de energía 10 veces superior al metabolismo básico. Una hora de carrera, suponiendo que la grasa sea la única fuente de energía, en consecuencia, quema 100 g de grasa. Con una velocidad media de 10 km por hora, se recorrerán 10 km. Para quemar 1 kg de grasa corriendo, serán necesarias entonces 10 carreras de 10 km, manteniéndonos en el supuesto de que quemamos únicamente grasa, circunstancia que no se suele dar.
Igualmente, para quemar 1 kg de grasa utilizando solo el metabolismo básico se requiere hasta 100 horas. En el sofá, el porcentaje de grasa que utiliza el cuerpo es más elevado que al correr, pero ¡para quemar 1 kg de grasa en el sofá hay que permanecer allí sin comer durante 4 días!
Aunque solo se trata de ejemplos teóricos, podemos constatar que el contenido energético de la grasa es muy elevado, y que exige grandes sacrificios para eliminarla una vez asimilada.
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Tierra y supervivencia
La cantidad de energía que puede almacenar una planta depende de la cantidad de luz solar que reciben sus hojas
La energía del azúcar que consumimos proviene de la remolacha azucarera o de la caña de azúcar, que han convertido en moléculas energéticas la radiación solar. La energía en el aceite de oliva proviene del olivo, que ha realizado un paso más: no solo ha convertido la energía de la radiación del Sol en azúcar, sino que, además, ha concentrado la energía del azúcar en compuestos aún más ricos en energía, las grasas. A continuación, las grasas de las aceitunas han sido exprimidas para darnos el aceite. El aceite vegetal, sencillamente, es grasa en forma líquida.
Si una planta tiene suficiente acceso a agua, minerales y dióxido de carbono (lo último normalmente no es problema para las plantas en estos tiempos de emisiones tan elevadas de dióxido de carbono…), lo que limita la cantidad de moléculas energéticas que esta puede producir es la radiación de Sol que reciben sus hojas.
Cuando hablamos de la radiación de Sol, no solo nos referimos a la radiación directa con un cielo despejado, sino que incluimos la radiación difusa e indirecta cuando hay nubes, que también puede ser utilizada por las plantas.
Arriba, la atmósfera recibe una radiación solar intensa
Después de ocho minutos de viaje desde el Sol, los rayos solares alcanzan las capas exteriores de la atmósfera de la Tierra. Así comienza un proceso complejo de reflexión y de transformaciones energéticas. Los rayos interactúan con las moléculas y las partículas compuestas en la atmósfera.
Antes del comienzo de estas transformaciones, cada metro cuadrado, en el ángulo perpendicular de la radiación, recibe 1.366 W.
Luego, se refleja una parte de la radiación hacia el espacio y una porción de la radiación UV es absorbida por la capa de ozono. Sin embargo, si no hay nubes, la mayor parte de la radiación alcanza de lleno la superficie de la Tierra.
La cantidad de radiación solar sobre una determinada superficie, depende del ángulo del Sol
La cantidad de energía solar que recibe, finalmente, una cierta ubicación de la Tierra por unidad de tiempo depende del ángulo del Sol. La mayor cantidad de energía por área se recibe cuando la luz cae en un ángulo perpendicular a la Tierra. Esto pasa cuando el Sol está en el cenit, es decir, en el centro del cielo. Cuanto más bajo está el Sol en el cielo, más oblicuamente incidirán los rayos y menos radiación alcanzará la superficie terrestre.
El ángulo por el que llegan los rayos del Sol a un sitio específico, depende de la latitud (es decir, su distancia desde el ecuador), de la estación y de la hora.
Un metro cuadrado de la superficie de la Tierra situado en un ángulo perpendicular a los rayos del Sol recibe un efecto de unos 1.000 W. Esto sucede, por ejemplo, a mediodía en los trópicos. No obstante, también en latitudes más altas se pueden producir efectos parecidos si una superficie estuviese lo bastante inclinada para alcanzar al mediodía una incidencia solar casi perpendicular. Por ejemplo, en el hemisferio norte, en una superficie inclinada orientada hacia el sur. Una placa solar con la correcta inclinación puede recibir este tipo de efecto a mediodía en verano. Por esto, los viñedos alemanes reciben grandes cantidades de Sol, ya que están situados en escarpadas terrazas correctamente orientadas.
Pero como la mayor parte del terreno no está inclinado de esta manera, la mayoría de las tierras en las latitudes altas no reciben tanta cantidad de energía solar como en los trópicos.
Cada metro cuadrado de terreno europeo recibe hasta 500 W
El territorio europeo se encuentra más o menos a mitad de camino entre el ecuador y el polo norte, en el área de 50-60o latitud norte. Como media aproximada, se puede calcular que la incidencia será la mitad que la de los trópicos, es decir, 500 W, a mediodía en verano.
Si suponemos, todavía de forma muy aproximada, la estación de cultivo entre mayo y agosto, es decir 4 meses y una incidencia de 500 W durante 12 horas diarias, obtendremos una energía anual de 500 x 4 x 30 x 12 x 60 x 60 = 2.592.000.000 J, o unos 3.000.000 kJ por metro cuadrado.
La energía media que recibe un metro cuadrado de terreno en Europa durante un año puede ser, entonces, de 3.000.000 kJ. ¿Qué cantidad de esta energía utilizan las plantas cultivadas?
Un metro cuadrado de terreno puede dar 600 g de trigo
Las condiciones del cultivo de trigo son muy diferentes en las diversas partes del mundo. También dentro de Europa las diferencias entre países y regiones son grandes, dada la gran variedad del clima, la geología y los métodos de cultivo. Terrenos muy productivos, trabajados con las técnicas más intensas, pueden producir 1.000 g de trigo por metro cuadrado. Pero la media de toda Europa es de 600 g.
Los 3.000.000 kJ de energía recibidos cada año en cada metro cuadrado constituyen entonces la energía accesible para el trigo que crece allí. Pero ya sabemos que la fracción verde del espectro solar se refleja y no es utilizada en la fotosíntesis. Además, muchos rayos yerran su camino hacia las hojas y se estrellan en la tierra desnuda.
Podemos hacernos una idea de la eficiencia energética en el cultivo de trigo, comparando la energía total que llega al cultivo con la energía que finalmente se origina en este cereal.
100 g de trigo contienen 1.450 kJ. Esta cifra se refiere solo a la energía existente en los granos. Algo de energía también hay en la paja, pero por el momento nos interesaremos por la que llega a la mesa del comedor.
En los 600 g de trigo cosechados en un metro cuadrado de terreno, hay 6 x
1.450 = 8.700 kJ. En consecuencia, la eficiencia energética del cultivo de trigo es de 8.700/3.000.000 = 0,3%.
Las patatas contienen aproximadamente la misma