FENÓMENOS TERMODINÁMICOS, HOMEOSTÁTICOS Y DE REGULACIÓN DEL CUERPO HUMANO

FENÓMENOS TERMODINÁMICOS, HOMEOSTÁTICOS Y DE REGULACIÓN DEL CUERPO HUMANO

Realizar análisis termodinámicos basados en el contenido y transporte de energía permite estimar los efectos e impactos de los procesos, pero, además, establecer el nivel de desperdicio energético que el proceso introduce.

Se basa en la primera y segunda leyes termodinámicas, balance de energía e imposibilidad de aprovechamiento total. En este sentido, evalúa la posibilidad teórica de obtener el máximo beneficio de un proceso llevando el sistema a su estado basal, correspondiente a las condiciones del medio ambiente circundante al sistema en estudio. Resulta una curiosidad termodinámica analizar el comportamiento del cuerpo humano como un sistema autorregulable, en su calidad de sistema homeostático y evaluar su respuesta cuando es expuesto a la radiación solar. Se incluye al final del análisis el cálculo de la energía destruida en este proceso, aplicando para ello un modelo idealizado.

Reservorios termodinámicos

Se define como un reservorio una región en el espacio en la cual se presentan procesos de transferencia de energía entre sus fronteras y los alrededores. Existen los reservorios de temperatura alta desde donde se emite energía y aquellos de temperatura baja que reciben o absorben la energía. Los primeros se conocen como fuentes y los segundos sumideros. Una consideración importante con respecto a los reservorios es asumir que sus propiedades se mantienen constantes en el tiempo. Decimos que realizan procesos a estado estable. En este sentido, el sol constituye una fuente ideal (reservorio caliente) ya que su enfriamiento abarca espacios de tiempo de muchos millones de años y con respecto a nuestro sistema y parámetros de medida, en un par de siglos no refleja variaciones sensibles.

No sería la misma consideración para una taza de café muy caliente que en un lapso de veinte minutos estará fría, es decir, en equilibrio con la temperatura del medio ambiente que rodea al sistema taza. Por otra parte, con relación a los sumideros, veamos los alrededores de nuestra taza de café. Obviamente, se percibirá el flujo de calor calentándose, aunque sea en una pequeña cantidad. A mayor tamaño de la fuente, mayor el choque térmico y el aumento de temperatura mayor. Estamos hablando entonces de un sumidero no ideal. Sin embargo, la atmosfera terrestre en su conjunto representa un sumidero ideal ya que se mantiene la temperatura promedio constante. Este aspecto está siendo cuestionado en la actualidad, dado que en muy buena parte por las acciones humanas la temperatura promedio de la atmosfera este aumento con el fenómeno del calentamiento global, lo que a finales de cuentas muestra que nuestra atmosfera al igual que el sol no son reservorios ideales.

HOMEOSTASIS  

Fuente: https://www.emaze.com/@ACFQTFTO

En la naturaleza los procesos fisicoquímicos y termodinámicos son autorregulables. Es decir, tienden a la búsqueda del equilibrio para compensar los cambios que el medio ambiente, agentes externos al sistema, introducen en los sistemas vivos o inanimados. Estos mecanismos de autorregulación, llamados procesos homeostáticos en los seres vivos ocurren con cambios infinitesimales en las condiciones del sistema, prácticamente imperceptibles, que gradualmente buscan devolver al estado de equilibrio o condición de salud. Especialmente validos estos procesos para los sistemas y organismos vivos, se incluye al planeta tierra visto en un todo como un ser viviente. En el ser humano tenemos por ejemplo el caso de una herida que se infecta por exposición al medio ambiente contaminado. La respuesta inmediata del organismo es librar anticuerpos que combatan la presencia de la infección.

Se establece una batalla, que en principio son una serie de reacciones bioquímicas exotérmicas que originan un aumento en la temperatura corporal y estado de fiebre. La aplicación de antibióticos sirve para fortalecer el sistema de defensa natural y acelerar el proceso de destrucción de la enfermedad. Otro ejemplo menos dramático lo constituye la exposición al sol por parte de un deportista. La incidencia de radicación solar sobre el organismo origina un aumento en la temperatura corporal que es inmediatamente contrarrestada a través de la exudación. En este proceso la vaporización de líquidos origina enfriamiento y regulación térmica. Más adelante, vamos a desarrollar un modelo teórico de este proceso para analizar la generación de energía. Previo, algunas otras consideraciones teóricas.

EXTRAÍDO: Salazar, F. (2019). Termodinámica: Exergía. Retrieved from http://www.incytde.org/incytde/node/133