lunedì 20 marzo 2017

SM 3897 -- La macchina umana


Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Mai come in questi anni il problema del cibo, la gastronomia, la cucina, hanno occupato spazio nei mezzi di comunicazione, giornali, televisioni, nelle conversazioni, eccetera. Un po’ è il frutto benefico dell’esposizione di Milano dell’anno scorso, che aveva come tema: “Nutrire il Pianeta, Energia per la vita”. A mio parere però poca attenzione è stata dedicata alla seconda parte dello slogan, anche se, a ben guardare il principale fine del cibo è proprio fornire energia al corpo umano, quella che permette ai muscoli pompare aria nei polmoni, di espellere i prodotti della respirazione, di far circolare il sangue, di sollevare pesi, di salire i gradini; anche se le occupazioni apparentemente sedentarie comportano un consumo di energia perché si muovono i muscoli anche per sfogliare un libro, per battere sui tasti di un computer, per stare seduti davanti al televisore. Poi vengono la gioia del nutrirsi, la convivialità, le mode alimentari e tutto il resto.
Ma prima di tutto il cibo viene bruciato nel corpo umano per liberare energia meccanica, proprio come la benzina nel motore di un’automobile. Tanto è vero che si parla di metabolismo umano, un termine che viene dal greco e indica proprio la trasformazione del cibo, la principale materia in entrata nel processo della vita umana.
Per vedere come funziona questa macchina umana, con quale rendimento il cibo si trasforma in energia, prendiamo, in prima approssimazione, una persona media, diciamo del peso di 60 chili, e come unità di tempo un giorno.
Tutti i numeri che seguono sono approssimati e servono solo a fini illustrativi. Per vivere ogni persona deve ingerire ogni giorno circa un chilo di alimenti, circa tre chili di acqua e circa un chilo di ossigeno (presenti nell’aria respirata); gli alimenti sono costituiti da varie sostanze nutritive solide e da acqua; le sostanze nutritive, come è ben noto, possono essere  carboidrati come zuccheri, amido, cellulosa, o grassi, come olio o burro, ma anche il grasso della carne, o proteine, le numerosissime e varie molecole azotate, costituite da amminoacidi, presenti nel pane, nella pasta, nella carne, nelle verdure, insomma praticamente in tutti gli alimenti.
Tutta la massa della materia entrata nel corpo umano si ritrova alla fine del processo, diciamo alla fine di una giornata, nella stessa quantità: l’acqua bevuta e quella presente negli alimenti, diciamo tre chili, si ritrova come vapore nei gas della respirazione e come liquido negli escrementi, il carbonio e l’azoto presenti negli alimenti si ritrovano in parte come anidride carbonica nei gas della respirazione, diciamo un chilo, e come sostanze solide negli escrementi liquidi e solidi, diciamo un altro chilo. Circa cinque chili di materia entrata nel corpo umano e cinque chili di materia uscita, e tutto per fornire al corpo l’energia necessaria perché possa muoversi, dormire, lavorare, fare all’amore, eccetera, per un intero giorno.
Quel chilo di cibo “mangiato” durante un giorno ha un suo “contenuto” di energia che si libera quando ciascuna delle molecole reagisce con l’ossigeno. La quantità di energia liberata da una unità di peso, diciamo un grammo, di ciascun ingrediente del cibo, misurata in chilocalorie (kcal) o in joule (J), risulta: carboidrati: 4 chilocalorie (16 chilojoule); grassi: 9 chilocalorie (37 chilojoule); proteine: 4 chilocalorie (16 chilojoule).
Adesso, per legge, il “contenuto” di energia di ciascun alimento deve essere indicato nelle confezioni: su una lattina di carne in scatola leggo: ”256 kJ/61 kcal” per 100 grammi; su una lattina di fagioli in scatola leggo: “367 kJ/87 kcal” per 100 grammi di “prodotto sgocciolato”. Il lettore non farà fatica a riconoscere l’equivalenza fra 1 chilocaloria e quattro (esattamente 4,2) chilojoule.
Adesso dovremmo essere in grado di valutare l’efficienza vera e propria dell’organismo umano sulla base del rapporto fra l’energia entrata col cibo e quella spesa per svolgere le operazioni vitali durante una giornata. Nell’esempio sopra riportato calcoliamo che il chilo di cibo, ipotizzato per soddisfare il fabbisogno alimentare di un giorno, abbia un “contenuto energetico” di 3000 chilocalorie, pari a 12 megajoule; la “produzione” di energia di una persona, sotto forma di lavoro muscolare, quando il corpo cammina, lavora, studia e dorme (anche quando si dorme si impiega energia), eccetera, si aggiri intorno a 0,5 chilowattore al giorno, pari a circa 2 MJ/giorno. L’efficienza della trasformazione risulta, così, di meno del 20 %, 2 MJ rispetto ai 12 ingeriti, abbastanza bassa. A titolo di confronto, ci vorrebbe l’energia di un’intera giornata di vita di una persona per spostare una automobile di appena un chilometro. Quando sentite dire “tu vali”, può darsi che una persona valga per l’intelligenza, per la bellezza, per le prestazioni sportive, ma dal punto di vista dell’efficienza energetica vale ben poco.
Tutta l’altra energia che il cibo ha liberato nell’organismo va “perduta” sotto forma di calore nei gas di respirazione, per scaldare il corpo e difenderlo dal freddo esterno, nel sudore, eccetera.
E così siamo arrivato alla condanna biblica del secondo principio della termodinamica; ogni trasformazione di energia fornisce energia utile sempre e soltanto in quantità inferiore a quella in entrata; il resto va dissipato nell’ambiente circostante. Forse è questa la punizione per aver mangiato il frutto dell’albero della conoscenza: si possono avere delle cose, ma soltanto meno di quanto ci si aspetterebbe.
Trattare il corpo umano come una macchina può sembrare irrispettoso, ma così vanno le cose dal punto di vista della materia e dell’energia. La condanna alla “perdita di energia” vale per qualsiasi “processo” o macchina che trasforma l’energia da una forma all’altra, dal calore all’energia meccanica, dall’energia meccanica all’energia elettrica, eccetera --- sempre con una efficienza inferiore al 100 %.
Per farla breve, le fonti di energia, comprese quelle alimentari, sono indispensabili per la nostra vita biologica e economica; usiamole e godiamone, ma nel goderne non dimentichiamo che bisogna sempre passare attraverso la porta stretta dell’efficienza, una grandezza sempre inferiore al 100 %; qualcosa si perde sempre: frasi come zero perdite, zero rifiuti sono puri inganni. La natura non da niente gratis.