CORPUL OMENESC – SURSĂ DE PUTEREA MECANICĂ

CORPUL OMENESC – SURSĂ DE PUTERE MECANICĂmm

  1. Alimentele – sursă de energie
  2. Agricultura – formă de conversie conștientă
  3. Utilizarea animalelor ca sursa de energie                   Pentru mai mult de un milion de ani din existenta sa, omul s-a bazat pe fuxul de energie continuă. Doar în ultimii 150 ani au fost folosite instalații și dispozitive care se bazau în cea mai mare parte sau în întregime pe fluxul de energie epuizabilă.        Dacă am prezenta existenta omului printr-o scară procentuală, ea ar arata în felul următor:circa 90% din existența sa, singura sursă de energie a fost hrana sălbatică pe care a cules-o sau a vânat-o și a consumat-o. Pentru ~ 9% din scurta istorie omul a avut la dispoziție  focul, pentru 1% din această existență, omul a plantat și a cules recolte vegetale, a domesticit animale cu care s-a hrănit sau l-au ajutat  în efectuarea diferitelor activități. Numai 0,1 % din istoria sa omul a folosit energia apei și a vântului în mari instalații, iar recent, adică în procent de 0,001 % omul și-a  schimbat baza energetică de pe fluxul de energie continuă, pe fluxul de energie epuizabilă – combustibili fosili și uraniu.                                                                                                                                               Deși, treptat de-a lungul timpului omul a inventat o serie de mașini simple, pe care le acționa folosindu-și forța musculară  sau a  domesticit animale puternice pe care le-a pus să lucreze pentru el, totuși corpul său a fost, pentru o lungă perioada de timp singurul motor pe care l-a avut la dispoziție.                                                                        Până foarte recent, omul și animalele au produs o parte importantă a puterii mecanice folosite de umanitate. Sursa lor de energie era formată din alimente, în cea mai mare parte derivând din plante. Alimentul vegetal este obținut pe cale naturală, pe seama energiei solare. Radiațiile solare asigură conversia CO2, a sărurilor minerale și a apei în țesuturi vegetale și oxigen, printr-un proces numit fotosinteză.                                              În acest proces, pe care nici un organism animal nu a reușit să-l reproducă, țesuturile vegetale  reprezintă o stocare chimică, respectiv o energie potențială chimică.                    Energia potențială chimică a alimentelor folosite de om provine din hidratații de carbon (în special zahar și amidon), grăsimi și proteine, care pot fi  de origine vegetală sau animală.                                                                                                                                      Din punct de vedere energetic, proteinele sunt cele mai sărace, consumând numai jumătate din energia hidrataților de carbon și a grăsimilor.                                                Cea mai mare parte a hidraților de carbon au proveniență vegetală și, cu toate că au un potențial energetic, din păcate nu toți sunt digerabili. De exemplu, celuloza, care constituie țesutul la cea mai mare parte a plantelor, este un exemplu tipic de aliment  nedigerabil..                                                                                                                          Energia minimă necesară unui om adult este de circa 1000 cal/zi. Dacă depune o activitate normală cerințele energetice se dublează – circa 2000 cal/zi, iar în cazul în care este angajat în munci fizice necesită 4000 cal/zi sau chiar mai mult.                            Toate funcțiile organismului se îndeplinesc prin consumarea unei cantități de energie, care este luată de organism din mediul încurajator.                                                                Schimbul permanent de substanțe și de energie dintre organism și mediu se numește metabolism și constituie funcția vitală a vieții.                                                                      Prezentam în continuare principalele substanțe organice constituente ale organismelor vii și cu important rol în metabolism.                                                                                          – Glucidele intră în compoziția citoplasmei și din ele se eliberează aproximativ 60% din totalul energiei consumate de organism (1 g. de glucoză eliberează 4,1 cal.).          Eliberarea de energie se face prin oxidarea glucidelor în citoplasmă și transformarea lor în apă și CO2.                                                                                                                        Nivelul glucozei în sânge este menținut constant 1-1,5 g la litru. Când glucidele sunt în exces ele se pot transforma în grăsimi și se depun ca atare în organism. În cazul unei alimentații necorespunzătoare, în neconcordanță cu nevoile organismului, creșterea concentrației de glucoză din sânge poate degenera în diabet, boală cu consecințe dezastroase pentru organism.                                                                                                      – Lipidele (substanțe grase)se găsesc în proporție mare în alimentele de origine animală (unt, slănină, carne de porc) și în unele fructe (alune, nuci, măsline). Ele nu pot fi absorbite în organism decât sub forma componentelor lor-glicerina și acizii grași.             În citoplasma celulară sunt oxidate până la apa și CO2 eliberându-se o mare cantitate de energie :1g de grăsime eliberează 9,8 cal.                                                                              – Protidele se găsesc în alimente de origine animală (carne, oua, lapte) și vegetală (fasole, mazăre, linte, soia etc.). Cele de origine animală se asimilează mai ușor de organism decât cele de origine  vegetală.                                                           Protidele sunt substanțe fundamentale pentru buna funcționare a organismului și nu pot lipsi din alimentație.                                                                                                            Pe lângă rolul lor energetic au și rol plastic (formator) contribuind la creșterea organismului.                                                                                                                          Moleculele mari de protide sunt desfăcute prin acțiunea fermenților în aminoacizi, singura formă capabila să fie asimilata de organism. O  parte din aceștia ajung în celule și sunt folosiți pentru sinteza proteinelor proprii iar o altă parte este oxidată în celule până la apă și CO2 eliberându-se energie (1 g protide eliberează 4,1 cal) sau sunt folosite pentru sinteza glucidelor și lipidelor. Aminoacizii  nu se depun sub forma de substanța de rezervă.                                                                                                              Pe lângă aceste substanțe organismul uman mai are nevoie și de o serie de substanțe cu rol catalizator și indispensabile metabolismului deși nu aduc aport energetic. Acestea sunt vitaminele și sărurile minerale.                                                                                            Rația alimentara trebuie sa cuprindă atât substanțe energetice cât și substanțe plastice și catalitice.                                                                                                                                       Astfel, glucidele din alimentație trebuie sa fie în cantitate de 300-400 g /zi, crescând la cei care depun eforturi fizice intense pana la 500-600 g/zi.                                                Necesarul de lipide este de  2-3 g/kilocorp în 24 ore, crescând pana la  4-5 g în caz de activitate fizică intensă sau la cei din regiunile cu climă rece.                                                  Nevoile de protide sunt mai crescute la copii (3,5 g pe kilocorp în 24 ore) decât la adulți (2 g/kilocorp/zi) pentru ca la primii procesele plastice ale organismului sunt mult mai intense.                                                                                                                                      Nevoile alimentare sunt mai mici la oamenii în vârstă, deoarece și procesele metabolice la aceștia sunt mai scăzute.                                                                                                            Omul poate efectua lucru, în  plină sarcină, o perioada de circa 40 ani, dacă lucrează între 8-10 ore pe zi.                                                                                                                    În efectuarea unui lucru mecanic util, randamentul omului și al animalelor este cuprins intre 20-25%, într-un regim mediu de muncă. Pentru perioade scurte, cu surplus de efort randamentul poate depăși 30%. Astfel de randamente scăzute (tipice motoarelor bazate pe combustibil) se datoresc faptului că o mare parte din energia potențială chimică a alimentelor este folosită pentru a întreține anumite procese fiziologice normale din organism, cum ar fi menținerea temperaturii constante a corpului.                  Așa cum s-a văzut din cele prezentate până acum alimentele (sub diferitele lor forme) sunt elemente indispensabile vieții. Acesta este motivul pentru care omul, la fel ca orice animal, a desfășurat, din totdeauna, o activitate intensă pentru identificarea și diversificarea surselor de hrană.                                                                                            Pentru o lungă perioadă de timp, singura nevoie energetică a omului a fost reprezentată de alimente, concretizate prin hrana spontană din jurul său, pe care o vâna, aduna și consuma.                                                                                                              Odată cu descoperirea pârghiei omul și-a extins mult puterea (nu și energia!) propriului corp sau animalelor de lucru. Cu timpul, aceste elemente de tehnologie s-au dezvoltat. S-au perfecționat armele și uneltele și au fost puse la punct o serie de mașini simple – dispozitive în care forța aplicată unui punct este  transmisa  altui punct într-o formă mai convenabilă s-au în alta direcție, scripetele, planul înclinat, etc. Toate aceste dispozitive nu au dus la creșterea energiei totale controlate.                                                Un moment important în evoluția omului s-a petrecut în paleoliticul inferior și a deschis perspective nebănuite de dezvoltare, a fost stăpânirea focului.                                              Odată cu controlul focului, omul a rupt granițele limitării sale fizice.                                      Cu ajutorul focului a avut posibilitatea să-și extindă spațiul vital și în regiunile cu climă mai rece. Tot focul i-a permis să-și lărgească baza alimentară, pregătind mâncare din vegetale care altfel nu erau comestibile, sau conservând carnea prin uscare și afumare.    O dată cu diversificarea surselor de hrană se diversifică și activitățile oamenilor. Având mai multă hrană populația a început să crească numeric. De acum oamenii au timp sa observe natura și să acumuleze cunoștințe despre creșterea și dezvoltarea plantelor și animalelor, să dedice o parte importantă din timpul și resursele sale educației tinerilor și chiar a propriei educații.                                                                                                        În mezolitic  omul face saltul de la culegerea întâmplătoare a plantelor comestibile la culegerea lor sistematică, adică devine recoltator.                                                              Trecerea de la cules la recoltat și apoi la agricultură a fost o chestiune de timp și a reprezentat o revoluție în viața social-economică a triburilor neolitice.                    Agricultura a reprezentat primul act din istoria omenirii, în care sursa exterioară de energie era folosita altfel decât spontan. Făcând agricultura, omul folosea ciclul energiei solare pe un drum mai eficient decât prin vânat și culesul hranei sălbatice. Tot agricultura i-a permis omului să crească densitatea populației și l-a determinat să-și organizeze așezări stabile.                                                                                Până foarte recent (raportat la istoria omenirii) omul și animalele au produs o parte importanta a puterii mecanice folosite de umanitate. Boul și măgarul i-au fost omului de ajutor în efectuarea diferitelor munci. Cea mai mare victorie a omului în folosirea cu pricepere a energiei animalelor a fost domesticirea calului și a însemnat pentru omul antichității cam ceea ce ar însemna pentru omul modern automobilul sau tractorul.           De acum distanțele dintre așezările umane s-au scurtat, iar schimburile de informație și mărfuri dintre oameni au devenit mult mai intense, cu consecințe evidente în ceea ce va însemna progresul omenirii.                                                                                                    Se pare ca domesticirea calului a avut loc acum circa 4000 ani în imensul spațiu din stepele  Asiei, unde trăiau mari herghelii de cai sălbatici.                                                    Consecințele domesticirii și folosirii calului sunt imense. Acum triburile migratoare dispun de posibilități de mișcare nemaiîntâlnite până acum.                                                  Energia animalelor nu putea fi valorificată complet deoarece  nu se inventase un ham corespunzător și de asemenea nu se cunoșteau șeaua și scările.                                    Inventarea hamului și a scărilor, în Evul mediu timpuriu a permis folosirea unui grup de animale pentru tracțiunea poverilor grele și a plugurilor mari cerute de agricultură.  Cu toate ca animalele de povara erau mai puternice decât omul și puteau efectua mai mult lucru pe zi, totuși timp de aproape 4 milenii omul a fost preferat pentru efectuarea muncilor grele.                                                                                                                          Așa cum spunea Herodot: „Marele fluviu al sclavilor” a scăldat din plin civilizația Sumerului, Mesopotaniei, Egiptului și Greciei secolului de aur.

BIBLIOGRAFIE:

https://ro.wikipedia.org/wiki/Glucid%C4%83

https://ro.wikipedia.org/wiki/Lipid%C4%83

https://ro.wikipedia.org/wiki/Protein%C4%83

https://ro.wikipedia.org/wiki/Aminoacid