A FÍSICA DO CORPO HUMANO: TROCAS DE ENERGIA

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Energia metabolizada

O máximo de energia que pode ser obtida através da alimentação corresponde ao valor calórico, ou seja, a energia liberada por grama de substância. Na tabela a seguir, pode-se observar o valor calórico de algumas substâncias.

Substância

Valor calórico (kcal/g)

Glicose

3,8

Carboidratos

4,1

Proteínas

4,1

Gorduras

9,3

Entretanto, boa parte desta energia é perdida devido à combustões inacabadas e eliminada através das excreções. A energia restante no corpo é chamada de energia metabolizada.

Quando uma pessoa está parada, ou seja, quando não está realizando trabalho externo, consome em média 95kcal/h, ou 110 W. Esta taxa mínima de consumo é chamada de taxa de metabolismo basal, e “indica a quantidade de energia necessária à manutenção das atividades indispensáveis do corpo humano em repouso (como a respiração e o bombeamento do sangue através do sistema circulatório)” (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1982, p.118. A energia associada ao metabolismo basal é transformada em calor e liberada, principalmente através da pele. Na tabela a seguir, temos o consumo energético de alguns órgãos do corpo humano:

Órgão

Consumo médio de energia (kcal/min)

Fígado e baço

0,33

Cérebro

0,23

Músculos

0,22

Rim

0,13

Coração

0,08

Restante

0,23

Total

1,22

Energia consumida na realização de trabalho externo

Sendo ΔE a energia consumida durante a realização de trabalho externo, a eficiência η com que o corpo humano realiza este trabalho ΔW pode ser definida como:

η = ΔW/ ΔE

Esta energia, ΔE, pode ser obtida medindo-se a quantidade de oxigênio consumida pelo corpo durante a realização de trabalho. A habilidade de uma pessoa em exercer uma atividade física depende de sua capacidade de consumir oxigênio, que limita seu esforço físico. De acordo com Okuno, Caldas e Chow (1982),

Com treino é possível aumentar essa capacidade. A forma física de uma pessoa pode ser classificada de acordo com sua absorção máxima de oxigênio por períodos relativamente longos. Uma pessoa em boa forma física consegue, por longos períodos, absorver até cerca de 50ml de O2 por minuto e por quilo de sua massa. (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1982, p.119).

Na tabela representada na imagem a seguir, tem-se o consumo de oxigênio e a produção de calor para uma pessoa em diferentes atividades.

Fonte: Okuno, Caldas e Chow (1982, p.119)[pic 1]

A eficiência do corpo humano geralmente é baixa, mas segundo Okuno, Caldas e Chow (1982), com muito treino ela pode ser aumentada em até 20%. A tabela representada na imagem a seguir, compara a eficiência do corpo humano com a de algumas máquinas.

[pic 2]

Fonte: Okuno, Caldas e Chow (1982, p.119)

Considerações Finais

No decorrer deste trabalho, vimos um exemplo de que a Física pode ser utilizada para entender o funcionamento do corpo humano. É importante estudar as transformações e o consumo de energia, pois assim, pode-se compreender a necessidade da realização de trabalho externo, ou seja, de realizar atividades físicas. Além disso, este estudo pode possibilitar um entendimento das causas de excesso de gordura.

Referências

BUCUSSI, Alessandro Aquino. Introdução ao conceito de energia. 2007. 32 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2007. Disponível em: . Acesso em: 23 jun. 2016.

FEYNMAN, Richard P.; LEIGHTON, Robert B.; SANDS, Matthew. Lições de Física de Feynman. Porto Alegre: Bookman, 2008. 1 v.

OKUNO, Emico; CALDAS, Iberê L.; CHOW, Cecil. Física para Ciência Biológicas e Biomédicas. São Paulo: Harbra, 1982.