860 (recordar este número ayuda a entender la energía)

Hemos utilizado como título el que, quizá, sea el gran olvidado entre los factores de conversión de unidades. Más exactamente 860,421, para el caso de usted sea una persona proclive a la precisión. Un gran desconocido que está detrás de la mala comprensión generalizada de las cuestiones energéticas. Y es que por más que la física hace muchos años que entendió que las diversas formas de energía son manifestaciones de un mismo principio, mantenemos la costumbre de medir de manera diferente al calor de las demás presentaciones de la energía, como son la mecánica o la eléctrica, por citar solo las que utilizamos más intensivamente, aunque muchas veces no seamos conscientes de ello. Un trasunto tecnológico del que descubrió que hablaba en prosa.

Y eso que la popularización de la dietética, tan característica de las sociedades sobrealimentadas, y por tanto obesas, ha difundido extraordinariamente magnitudes como los consumos energéticos del cuerpo humano. Seguramente usted no tendrá ni idea de las grandes magnitudes energéticas de España, pero seguro que le suena que la dieta necesaria para atender las necesidades de un organismo humano medio anda por las dos mil Calorías. Y con estas Calorías, con mayúscula, empieza el lío, porque es la forma en la que la economía verbal ha dado en llamar a las que en propiedad son kilocalorías. Una negativa consecuencia de que el concepto de caloría, esta con minúscula, fuera acuñado para los experimentos de laboratorio y pronto se mostrara muy pequeña para los usos prácticos.

Al margen de esos nutrientes que nos mantienen vivos, otro gran insumo energético que facilita extraordinariamente nuestra actividad vital es la electricidad. ¡Qué buen recordatorio de nuestra dependencia de la misma son los apagones! ¿Y qué nos dicen de síndrome de no encontrar cargador para el móvil?

En este campo se ha impuesto el uso de las unidades del Sistema Internacional aunque, curiosamente, el poco intuitivo julio, que con estas confianzas trata el castellano el apellido del señor James Prescott Joule que da nombre a esa unidad de "trabajo" o energía, ha quedado desplazado por el derivado de la unidad de medida de la potencia que llamamos kilovatiohora y abreviamos kwh (kilowatio "por", el de multiplicar, hora: la energía que produce un generador de un kilovatio cuando funciona durante una hora).

Recordemos que el vatio (símbolo W) con que españolizamos la unidad nombrada con el apellido del inventor James Watt, es la potencia de una máquina que produce un julio cada segundo. Nuevamente se trata de una unidad muy pequeña porque el julio es incluso menor que la caloría, apenas un cuarto de la misma. Por ello el vatio se ha visto abocado a ceder el protagonismo al mil veces mayor kilovatio.

No es raro que sea el más intuitivo concepto de potencia el que se ha convertido en la base de las unidades eléctricas. Véase, por comparación, el caso de los coches donde ese parámetro es uno de las pocas especificaciones técnicas que, con seguridad, no olvidará señalarle el vendedor. Probablemente lo hará utilizando como medido los caballos, por más que desde 2010 sea, por imposición normativa de ámbito europeo, una unidad auxiliar que debe ir acompañada por la correspondiente cifra expresada en kW. 

Pasamos bastante, en cambio, de medir el "trabajo" realizado por los motores de los coches que, en definitiva, es la energía "fabricada" en un determinado trayecto, y nos conformamos con "intuirlo" a través de esa medida indirecta que son los litros de combustible consumidos. Nadie echa la cuenta de que un viaje a Madrid requiere 150 kilovatios hora, que esos son los que se necesita producir para llegar a la capital del Reino un utilitario medio que salga de nuestro Oviedo. Unas diez veces más de lo que necesita su cuerpo para llevarle en bicicleta.

En términos de consumos corporales, si alguien le anticipa que subir una determinada montaña requiere un kWh de energía (o si prefiere 860 kcal), está claro que para usted no será igual realizar ese gasto energético en dos horas que en cuatro. Nuestra intuición nos dice que el esfuerzo requerido es muy diferente. En definitiva, la potencia es la que marca en mayor mediada nuestras percepciones energéticas.

Veíamos que es en los coches donde topamos habitualmente con la otra gran unidad de medida de la potencia que, a pesar de las cortapisas legales, sigue campando a sus anchas en el terreno de los motores de explosión. Nos referimos al caballo que, aunque ocasionalmente vea incorrectamente abreviado como CV, no se lance a añadir "de vapor", porque esos, en propiedad, está en desuso; no nos liaremos hoy con los distintos caballos de potencia que han galopado por la historia. Y aquí sí que hubo una buena dosis de perspicacia por parte de su creador, el ya citado James Watt (1736-1819), quien en busca de la tangibilidad de la unidad elegida, buscó la equivalencia con la potencia desarrollada por los entonces omnipresentes caballos de tiro que, ahora, ya casi solo pueden verse en los parques Disney.

Uno de los pocos transportes actuales de un caballo de potencia

Lo que pretendía el citado inventor era convencer a sus clientes para que sustituyeran los animales utilizados como fuente de energía en muy diversas funciones y, para ello, midió la potencia de sus ingenios de vapor con una unidad que se aproximaba a las prestaciones del sustituido.

Pero, con picardía comercial, valoró por alto el rendimiento medio de los equinos que, además, no eran capaces de realizar esa faena tan solo durante unas pocas horas y no de continuo como los motores. Así conseguía que sus clientes constataran con satisfacción que lo adquirido superaba las expectativas. El caballo mecánico que me ha vendido el sr. Watt produce más que el que acabo de jubilar, comentarían. De esa forma, la nueva medida quedó establecida en una cantidad que, cuando en 1882 se creó la unidad que recibió el nombre del avispado inventor, dio lugar a la equivalencia 1 CV = 746 W = 0,746 kW. El cambio de unidades inverso se traduce en que los caballos de un motor son 1/0,746 = 1,34 veces su potencia en kW, o sea, aproximadamente un tercio más.

Si la normativa va obligando a batirse en retirada al intuitivo caballo de potencia, del mismo modo que el metro expulsó a la braza y a la vara tomadas del cuerpo humano (basadas en la envergadura de unos brazos abiertos y su mitad), más resistencia están oponiendo en sus ámbitos de uso el pie y la pulgada (unidad tomada de la medida de la falange de un pulgar, no de una inexistente pulga gigantesca). Así que no será malo que volvamos al cuerpo humano para buscar referencias que nos ayuden a "entender cuánto es" un kilowatio de potencia y su correspondiente producción horaria: el kilowatio hora.

Aquí llega en nuestro auxilio el número de nuestro título, porque resulta que 1kwh = 860 kcal (o Cal, insistimos en que esta terminología es menos aconsejable por las confusiones que provoca). Como regla nemotécnica, quizá les resulte más fácil recordar que un ser humano medio no muy sedentario consume al día unos 3 kWh (3 x 860 = 2.580 kcal) o, si se quiere, energéticamente somos el equivalente a una bombilla de 125 W (resultado de dividir los 3.000 Wh que consumimos diariamente entre 24h). Dejémoslo en unos 100 W en reposo que permite una expresiva comparación con una bombilla de esa potencia.

Y eso que cada vez es más difícil verlas a causa de la prohibición de las luminarias de incandescencia, que van siendo sustituidas por otras tecnologías de muy superior eficiencia energética (del orden del quíntuplo; solo el 5% del consumo de las bombillas tradicionales se transforma en luz mientras que el 95% se convierte en calor). Para quienes ya hayan modernizado su iluminación podemos dejarlo en que si una televisión LED supera el consumo energético de quien la está viendo sin duda se trata de una pantalla de considerable tamaño (a poco moderno que sea tendrá más de 40 pulgadas).

Ya se ve que energéticamente no somos gran cosa. Si vendiéramos nuestra producción en el mercado apenas sacaríamos 20 céntimos diarios, salvo que pillaramos el precio de una de esas subastas apañadas que parece que se producen de vez en cuando en ese oligopolístico mercado. 

Pero, ojo, que comprarla es bastante más caro porque, como nos explicaba Iberdrola hace pocos días en el anuncio reseñado en un pasado apunte, el coste de generación es poco más de la cuarta parte del coste final de la electricidad, y podríamos llegar a tener que pagar hasta 50 céntimos más iva (en el citado anuncio el coste de generación está englobado con el de distribución, el de ponernos la energía en casa, por eso se habla de una cantidad superior al cuarto del que hablamos).

En nuestra fisiología ocurre, aún con mayor apalancamiento, lo mismo que en los motores de los automóviles, cuyas curvas de potencia alcanzan máximos que pueden multiplicar hasta por diez la suministrada al ralentí, el régimen mínimo al que se mantiene en funcionamiento un motor. El cuerpo humano también es capaz de producir durante breves periodos de tiempo potencias de pico muy superiores a la que desarrolla en reposo, que pude llegar a verse multiplicada hasta por treinta.

Por ejemplo, un levantador de peso de la máxima categoría puede sobrepasar los 4 kW durante el breve esfuerzo de la alzada. En periodos más largos el mecanismo más eficiente de producción de energía es el pedaleo, pero solo ciclistas de primerísima fila pueden mantener una potencia de 400 W durante una hora. La NASA asigna la mitad de esa capacidad a un hombre saludable medio, tal y como puede verse en el siguiente "gráfico potencia-duración" tomado del libro "Bycicle Science" de D.G. Wilson (adviértase que la escala de tiempos es logarítmica). Y resulta curioso constatar como ese hombre-tipo que utiliza la agencia espacial americana apenas consigue desarrollar durante un instante la potencia que, por convención, se asignó al trabajo continuado de un caballo.

Para terminar nos hemos permitido retocar levemente una imagen del fotógrafo Edlo Kawa, para ayudarles a fijar en la memoria debidamente cuantificado un concepto básico de esta entrada.

 2.064 kcal diarias: 100 w * 24 h * 0,860 kcal/w
para esto da una dieta moderadamente calórica [1])

Quizá no sea el día de año nuevo el más apropiado para un apunte sobre calorías, pero quede claro que lo hacemos por su bien. Ahora ya pueden aplicarse a realizar algunas cuentas con lo ocurrido estas Navidades. 



[1]  La dieta estándar utilizada para calcular los "valores porcentuales diarios" que se muestran en la información nutricional de las etiquetas es de 2.000 calorías.