Sintiendo el calor o el frío? Pedro Quistían

Transcripción

1 Sintiendo el calor o el frío? Pedro Quistían Lo que sientes cuando metes la mano que viene del agua caliente en el agua tibia es frío, en tanto que seguramente dirías que lo que sientes cuando metes la mano en el agua tibia después de meterla en agua con hielo es caliente. Pero en realidad cuál está caliente y cuál fría? como puedes ver estos adjetivos no son unívocos, dependen de las circunstancias. De que dependen? de dos cosas: del flujo de calor y de la adaptación. Quién te está cediendo calor? el agua caliente. Por qué? porque sabemos que los cuerpos calientes le ceden calor a los fríos (y nunca al revés). Después de un rato tu mano se calienta (recuerdas que la energía tiende a equilibrase, como vimos en la sesión de energía), luego cuando la metes en el agua tibia, al ser tu mano el cuerpo más caliente, le cede energía al agua tibia y por eso sentimos frio. Cuando tu mano viene del agua fría al agua tibia sucede el proceso inverso: primero, al meter tu mano al agua, es la que cede calor, enfriándose. Luego, al meterla en el agua caliente, esta te cede calor y por eso la sientes caliente. Podemos, por tanto afirmar, cuando un cuerpo nos cede más energía de la que nosotros le cedemos, decimos que está caliente, cuando le trasferimos más energía de la que él nos trasmite decimos que está frío.

2 Sensación térmica La sensación térmica es la sensación aparente que las personas tienen en función de los parámetros que determinan el ambiente en el que se mueven, que son: Temperatura seca. Temperatura radiante media o temperatura de bulbo negro. Temperatura húmeda o humedad relativa del aire. Velocidad del aire. Así como en función de sus parámetros personales: Índice metabólico, el calor producido por el cuerpo. Índice de indumento, abrigo que proporciona la ropa. Índice de Zaiden, abrigo que proporciona la cantidad de grasa del cuerpo. En qué consiste La sensación térmica depende de la relación entre el calor que produce el metabolismo del cuerpo y el que disipa hacia el entorno. Si es mayor el primero, la sensación es de calor; si es mayor el segundo, la sensación es de frío. Todo mecanismo que aumente las pérdidas de calor del cuerpo, dará sensación de frío y al contrario. El cuerpo humano desnudo tiene posibilidades de regular la emisión del calor para temperaturas ambientales comprendidas entre 15 y 30 C. Por encima y por debajo tiene que hacer algo. Se pueden modificar los parámetros que determinan tanto la producción, como las pérdidas de calor. Y esto de dos maneras: Por la persona: En el caso de la producción, se aumenta la cantidad principalmente por el ejercicio que se hace o por razones morfológicas de la persona (índice metabólico); por ejemplo, en un día frío, 25 personas corren por un campo de fútbol en camiseta y pantalón corto (y además sudan copiosamente), mientras que en las gradas se apiñan espectadores abrigados y pasando frío. En cuanto a las pérdidas se pueden reducir abrigándose con ropa (índice de indumento). Por el ambiente: En un día cálido puede mejorarse la sensación térmica mediante un ventilador, que aumenta la velocidad del aire alrededor del cuerpo. La velocidad del aire

3 aumenta las pérdidas por convección del cuerpo y también la evaporación del sudor, con lo que estas pérdidas aumentan cuanto mayor sea la velocidad del aire. La sensación térmica también puede ser de mayor temperatura cuando al calor se le añade una alta humedad relativa, ya que la evaporación del sudor es el principal medio para disipar el calor corporal y, la humedad ambiental alta dificulta esta evaporación, por lo que se tiene sensación de más calor. En los locales, la radiación de unas paredes a mayor temperatura que el ambiente puede hacer que, teniendo una temperatura del aire relativamente baja, se tenga una sensación de que hace más calor. Por eso, para que los muros ya estén a temperatura adecuada cuando las personas ocupen los locales, es recomendable tener conectadas con antelación la refrigeración o la calefacción. Además de intercambio de energía, hay otro fenómeno; la adaptación. Después de un cierto rato de estar en medio ambiente caluroso, sentimos menos el calor Por qué? porque el cuerpo se adapta. Te recomendamos, para una interesante introducción al tema de las adaptaciones la temperatura que leas el artículo incluido en los anexos: adaptaciones al calor. Otro muy interesante artículo se encuentra en: Y el pelo rizado? El cabello de las personas es rizado o liso dependiendo de los aminoácidos que los forman, que a su vez depende de su ADN. Sin embargo se supone que el cabello rizado es una adaptación que se da en medios ambientes calurosos, pues el cabello rizado permite que circule el aire en su interior más fácilmente que el cabello liso, el cual tiende a favorecer el aislamiento térmico. Otro ejemplo sería la piel morena o la pálida: las personas donde es mayor la radiación solar, cerca de los trópicos tendería a ser morenas, en tanto que en las zonas de pobre radiación, tendería a ser pálida para capturar más luz solar. Por supuesto que estas adaptaciones han tomado miles de años, no suceden en el trascurso de una vida. Por eso ahora podemos ver personas de cabellos rizados en lugares fríos o de piel pálida en lugares muy cálidos. De cómo sentimos la temperatura Un estudio publicado en Nature Neuroscience por un equipo del Instituto de Investigación Scripps (EE.UU.) describe el mecanismo molecular que nos permite

4 percibir la temperatura procedente de un foco de calor. Para entenderlo tendremos que hablar de lo picante que está el chile. El chile (chili), guindilla o ají contiene capsaicina, (8-metil-N-vanillil-6-nonenamida, C 18 H 27 NO 3 ) y otros compuestos similares, que estimulan los receptores de calor y dolor de la epidermis, provocando así una irrigación sanguínea más intensa, sudoración y, por lo tanto, una disminución de la temperatura corporal. Por otra parte, los humanos y otros animales vertebrados usan neuronas sensoriales especializadas para detectar la temperatura, la presión y otros estímulos físicos en la piel. Estas neuronas se localizan en la médula espinal y sus axones se prolongan hasta la piel y otros órganos. En la superficie de estos axones hay proteínas que forman canales iónicos que permiten el paso de iones del interior al exterior de la neurona y viceversa. Algunos de estos canales iónicos actúan como sensores de temperatura: cuando se alcanza determinada temperatura se abren permitiendo la entrada de iones en la neurona, lo que cambia la diferencia de potencial en la membrana celular, siendo esta señal eléctrica la que neurona transmite al cerebro. La existencia de neuronas especializadas para frío y calor se ha conocido durante años, pero lo que no se sabía era qué moléculas sentían la temperatura y enviaban la señal a la neurona de que debía informar al cerebro. En 1997 la cosa cambió cuando se pudo demostrar que el canal catiónico TRPV1 se abre cuando la temperatura está por encima de 42 ºC. Este canal puede ser activado por varios estímulos, entre ellos la capsaicina del chile. Esta característica es la que ha sido empleada ahora por los investigadores del Scripps para descubrir cuál es el mecanismo molecular de funcionamiento del TRPV1. Tomado de Entonces el calor es la sensación que surge cuando se está intercambiando energía. Esto nos permite precisar un poco más nuestra afirmación de que el calor es energía (recuerdas que dijimos que esa afirmación era provisional). Podemos decir que el calor es energía que está siendo intercambiada o, como dicen algunos libros, energía en tránsito. Por tanto el calor no se tiene, no es algo que se lleve, no es un estado es u proceso. Es similar al trabajo, que vimos en la sesión anterior. Cuando levantas algo estás haciendo trabajo (es decir dándole energía al cuerpo que levantas) pero el cuerpo que adquirió energía no tiene trabajo, ni tú perdiste trabajo. Lo que se tiene, se gana o se pierde, se intercambia es energía: el trabajo o el calor son

5 procesos para intercambiar energía. Una vez que cesa el intercambio de energía ellos ya no existen. Una buena analogía para entender esto es el dinero: Una cosa es el dinero (análogo a la energía) y otra es el intercambio de dinero (análogo al calor). Uno no dice tengo compra o venta (intercambio de dinero) sino tengo tanto dinero.