¿Cómo es que no existe una forma para nosotros, los humanos, de absorber energía en lugar de obtenerla de los alimentos?

Bueno, la respuesta es que lo hacen y lo haces, por supuesto. De hecho, la mayor parte de la energía que usted usa minuto a minuto proviene del oxígeno en el aire: su sangre lo transporta a sus células, donde potencia las reacciones exotérmicas en las células y las mantiene con vida. La hipoxia te matará en una hora más o menos.

Del mismo modo, absorbe constantemente el calor del medio ambiente. También estás irradiando calor constantemente. Cuando absorbes menos calor de lo que irradias, obtienes hipotermia, que nuevamente puede matarte en minutos o en horas.

La luz del sol potencia directamente una serie de reacciones en su cuerpo. El más obvio es la producción de melanina (bronceado) pero otra es la producción de vitamina D, nuevamente, a través de una compleja reacción endotérmica.

A pesar de que obtienes una gran cantidad de energía de las fuentes mencionadas, la luz solar pura no es suficiente para mantenerte en movimiento. La constante solar es aproximadamente 1,94 cal / minuto / cm cuadrado perpendicular a los rayos del sol. Necesitas aproximadamente 2000 kCal / día de comida si eres sedentario, mucho más si estás activo. Por lo tanto, necesitaría alrededor de un millón de centímetros cuadrados de exposición cutánea para compensar lo que omitiría para comer, y tenga en cuenta que ya está usando la energía ambiental copiosamente. Y eso supone la eficiencia perfecta en la conversión de energía solar en energía química en su cuerpo, y lo mejor que podemos hacer con la energía fotovoltaica es aproximadamente el 46%. Haz esos 2 millones de centímetros cuadrados-minutos. Su cuerpo tiene aproximadamente 17,000 centímetros cuadrados de superficie, de los cuales solo un pequeño porcentaje puede exponerse al Sol (y generalmente en ángulo) en cualquier momento.

Bueno, eso sería genial, ¿no?

Las personas no entienden cuánta más energía necesitan nuestros cuerpos en comparación con las plantas. La fotosíntesis, si bien es absolutamente increíble, nunca podría brindar una cantidad cercana a la cantidad de energía que requieren los humanos.

Digamos que el ser humano promedio necesita alrededor de 2000 Kcal por día.

Si suponemos que la eficiencia de nuestro proceso fotosintético es similar al de otras plantas, con una eficiencia de alrededor del 5%, entonces podemos hacer los cálculos sobre la producción de energía del humano promedio (1,8 metros de altura, cara arriba, al mediodía).

400 J / s / m ^ 2 x (0.5 x 1.8m ^ 2) x 0.05 x 3600s = 64800J = 64.8kJ (o 15.43 kcal)

En una hora de luz solar directa, el humano promedio produciría aproximadamente 15 Kcal de energía. Eso es 0.0075 por ciento de nuestras necesidades diarias. Incluso si hubiera sol pico las 24 horas del día, a 15.43 Kcal por hora, estamos viendo 370.32 Kcal por día, y obviamente no hay sol las 24 horas del día. La fotosíntesis no es lo suficientemente eficiente como para mantener a un ser humano, y mucho menos la inconveniencia de tener que pasar horas enteros bajo la luz del sol solo para obtener la energía que se puede obtener en unas pocas fichas.

El cuerpo de un macho humano adulto consume unas 2500 kilocalorías, que es igual a algo de [math] 10 ^ 7 [/ math] joule. El área de superficie total de un hombre es aproximadamente 1.7 m [math] ^ 2 [/ math]. Pero como solo podemos mirar hacia un lado del sol de una vez, es .85. La irradiancia del sol (cantidad de Joules por segundo por unidad de área en la superficie de la tierra, perpendicularmente a la superficie) está en un máximo de 400 en el ecuador.

Entonces, si los humanos obtuvieran toda su energía del sol, a través de la luz del sol, obtendríamos aproximadamente 340 julios por segundo. Para llegar a ese 10 ^ 7 joule tendrías que pasar aproximadamente 30,000 segundos. Eso es alrededor de 8 horas.

En otras palabras, para que los humanos puedan obtener toda la energía del sol tendremos que estar acostados 8 horas al día, a plena luz del sol. Esa es una posición muy vulnerable y el cálculo anterior solo funcionaría en el mejor de los casos. En realidad, todos los números serían un poco más pequeños, tu área frontal sería un poco más pequeña que el número que usé, la cantidad de sol dependerá de la fuerza y ​​otras condiciones climáticas. Es solo así de grande en el ecuador.

También supone que de alguna manera podríamos absorber, almacenar y usar el 100% de la energía que obtenemos del sol. Las plantas ni siquiera alcanzan el 5%.

Entonces, ¿cómo es que no podemos transmitir energía a nosotros mismos? Porque nunca evolucionamos para hacer eso en primer lugar. Si un organismo realmente evolucionó para hacer esto, probablemente desaparecería pronto debido a su gran ineficacia y vulnerabilidad. El único organismo que realmente absorbe energía a través de la luz son las plantas, y esas son inmóviles. Porque, en primer lugar, no tienen ninguna razón para moverse.

Entonces, incluso bajo circunstancias ideales, simplemente no puedes hacer que esto funcione.

El problema radica en la cantidad de energía que puede obtener del sol.

Digamos que tienes una superficie de aproximadamente 0.2 m². Y que tiene una eficiencia del 100% en la absorción de energía solar.

Eso le da aproximadamente 4 kWh de energía por hora o aproximadamente 1 alimento calory. En 12 horas eso le dará aproximadamente 12 calorías. Y usas aproximadamente 2000 por día.

No es de extrañar que las plantas estén inmóviles; no solo no convierten casi tanta energía solar en alimentos, sino que también tienen un sistema ATP realmente ineficaz para usar dicha energía. Y no es de extrañar que una manzana, que tiene alrededor de 100 calorías, tarde tanto en crecer y madurar.

Si quieres ser móvil y tener un gran cerebro, necesitas fuentes concentradas de energía. Y esos provienen de plantas y animales, también conocidos como “criaturas vivientes”.

Si pudiéramos comer plutonio, sin duda podríamos ser más poderosos. O incluso si tuviéramos un sistema capaz de convertir la materia en energía. ¿Pero con un sistema químico basado? Necesitamos comer otros seres vivos. O estar satisfecho con un estilo de vida no inteligente y no móvil.

  1. De hecho, la mayor parte de la energía que usted usa minuto a minuto proviene del oxígeno en el aire: su sangre lo transporta a sus células, donde potencia las reacciones exotérmicas en las células y las mantiene con vida. La hipoxia te matará en una hora más o menos.

2. De forma similar, absorbe constantemente el calor del medio ambiente. También estás irradiando calor constantemente. Cuando absorbes menos calor de lo que irradias, obtienes hipotermia, que nuevamente puede matarte en minutos o en horas.

3. La luz del sol potencia directamente una serie de reacciones en su cuerpo. El más obvio es la producción de melanina (bronceado) pero otra es la producción de vitamina D, nuevamente, a través de una compleja reacción endotérmica.

  1. Pero los tres juntos no son capaces de proporcionar el grado de entrada que necesitamos y, por lo tanto, agregamos sustancialmente de los alimentos

¿Cómo es que no es una forma para nosotros, los humanos, de absorber energía en vez de obtenerla de los alimentos?

Puede haber notado que los organismos que dependen de la energía solar no se mueven mucho por su propia potencia y que crecen con relativa lentitud. Puede tener problemas para identificar a un animal terrestre que use energía solar para sustento, no hay ninguno. Los animales que utilizan la fotosíntesis para obtener energía necesitarían grandes superficies para capturar la energía y tendrían que competir continuamente por una posición en el sol.

Supongamos que hace mucho, mucho tiempo, cuando los primeros animales ‘se arrastraron fuera del océano’ una especie usó la fotosíntesis. Hubiera sido competido por los otros animales más móviles ya que durante el día no se podía esconder y con toda la superficie fotosintética no podía huir bien tampoco. Simplemente no habría estado en forma.

Nuestros requerimientos diarios de energía exceden con creces lo que podría ser absorbido a través de nuestra piel por la luz del sol, sin nuestra pérdida de calor a la temperatura ambiente al dejar el área de la piel expuesta.

En cambio, tenemos un tracto digestivo de 30 pies que extrae energía de vegetales, peces y tejidos animales que han reunido la energía de la luz solar durante muchos días, semanas o meses.

Por ejemplo, la superficie casi igual a mi espalda creció espinacas a pleno sol durante 45 días, pero se redujo con aceite y ajo en un simple acompañamiento con la cena de esta noche. El aceite y el ajo requerían aproximadamente la misma área y tres meses de luz solar, además de energía solar fosilizada para moverlo desde el lugar donde creció hasta mi refrigerador. Las granjas de espinacas, granjas de ajo, olivos y prensas, pozos de petróleo, barcos y trenes son mucho más convenientes que acres de telaraña fotosintética detrás de nosotros, llueva o truene, en un mundo sin casas que nos privaría de luz.

Podemos. Y hacer. La cuestión es que, debido a nuestros cuerpos físicos densos, necesitamos comer alimentos físicos densos. Es posible volverse tan refinado que solo puedes vivir de la energía sutil, el sol, el aire y la tierra. Pero no estoy ni cerca de eso. ¿Eres tú? Prueba si quieres