terça-feira, 20 de janeiro de 2015

Eu lhe desafio a responder: o que é energia?

     


             A energia é essencial para qualquer forma de vida debaixo desse nosso velho e cansado planeta. Fato indiscutível. Mas, mesmo após séculos de desenvolvimento científico, é incrível pensar que não temos uma definição definitiva sequer para energia. Tá, tem aquele velho chavão: a energia não pode ser criada, não pode ser destruída. Mas, enquanto isso caracteriza, não define. A energia apenas é. Verbo intransitivo. O que pode acontecer é que a energia pode ser convertida de uma forma para outra.
           
            Não fosse por esse curioso sistema de conversão e pelas infinitas possibilidades de transferência de energia, você não estaria lendo este texto. Por que não? O mais importante: suas células usam ATP. O ATP pode ser facilmente quebrado, é uma molécula instável. E essa quebra libera energia. Tal energia permite o trabalho das células que compõem todos os tecidos do seu corpo. E daí que acontece a mágica daquilo que chamamos de vida.



         E, no fim das contas, você está lendo isto através de um computador. Essa energia, se você vive no Sudeste brasileiro, provavelmente vem das águas. Nas hidrelétricas, a queda d'água aciona as turbinas. A energia da corrente de água é convertida em energia mecânica. O motor hidráulico converte a energia mecânica em energia elétrica, conduzida através de redes de alta tensão. A energia elétrica transformada a partir da energia das quedas d'águas percorre um longo caminho até chegar à sua tomada, mantendo seu computador ligado.



            Parece pouco, ainda assim? Pois, por favor, então imagine o seguinte cenário. A luz do Sol (vinda da transformação de hidrogênio em hélio) viaja os 150 milhões de quilômetros separando o Sol da Terra em incríveis apenas oito minutos. Você pode pensar que muitas coisas são rápidas, como a bala de uma arma, ou um avião Boeing a decolar. Mas nada chega perto da velocidade da luz. Você conseguiria dar 8 voltas na Terra em um segundo caso estivesse na velocidade da luz. E isso parece pouco se você não refletir sobre o significado dessas palavras. Deixe seus neurônios dispararem um pouco mais, usando bastante ATP. Pare de ler o texto e apenas reflita. Talvez o itálico deixe mais enfático. 8 voltas na Terra em um segundo.

           É nessa velocidade bizarra que a luz do Sol chega à superfície da Terra. E por aqui encontra, por exemplo, muitas plantas. A maioria das plantas tem "antenas" para a luz do Sol, a clorofila. A clorofila consegue absorver os fótons da luz do Sol. Quer dizer, alguns desses fótons.


            Abrindo o jogo: a luz branca do sol, na verdade, é uma coleção de outras cores (ela é policromática). Por algum motivo, a clorofila não se dá bem com o espectro da cor verde. Então, ela absorve todas as outras cores - algumas mais, outras menos - e reflete o verde.

            Alerta: fato idiota sem qualquer relação com o resto do texto a seguir. Ao ver uma planta, os raios de luz verdes refletidos por ela chegam aos seus olhos, passa pelo globo ocular até chegar à retina. E ver só é possível por causa da retina: é na retina que os raios de luz emitidos pela planta são traduzidos em centenas de milhares de sinais elétricos. Esses sinais percorrem várias células do tecido nervoso e são enviados para sua massa gelatinosa cinzenta abrigada dentro do crânio. Seus neurônios tiram uma conclusão: trata-se da cor verde. Essa interpretação do seu cérebro é comunicada à milhares de outras células por ligações chamadas sinapses.. Isso acontece em poucos segundos. E este processo envolve sinais elétricos. E, logo, envolve energia. Vamos lá voltar à energia.

            A luz do Sol chega às células das plantas e estimula a clorofila. Por meio de um complexo conjunto de reações químicas, a energia eletromagnética irá ser transformado em energia química, que formará as ligações de moléculas de, por exemplo, glicose. É nas ligações químicas da glicose que está, portanto, contida a energia vinda da bomba de hidrogênio-hélio, o Sol. Essa energia irá viajar pela natureza, sendo transferida de um nível trófico ao outro por meio das cadeias alimentares.

            Ingerimos glicose em nossa alimentação. Ao comermos o arroz, por exemplo, em um estado de hipoglicemia (quando os níveis de açúcar no sangue estão baixos); nosso corpo irá rapidamente digeri-lo Digerir é uma palavra por vezes empregada incorretamente. Significa absorver o que é útil para o organismo após transformar os alimentos em pequenas moléculas. Ao percorrer um longo caminho pelo tubo digestivo, o arroz será transformado (principalmente) em moléculas de glicose. No intestino delgado, a glicose passa para capilares sanguíneos e, com o auxílio do sangue arterial, chega à todas as células do corpo (junto do oxigênio, outro produto da fotossíntese, que é também imprescindível para nossa produção de energia).
              
Imagem mostrando os os complexos proteicos (em amarelo) que estão mergulhados na membrana interna da mitocôndrias. Eles fazem parte do processo de fosforilação oxidativa, em que o ATP é criado. Ao fundo, um neurônio
            Nossas células quebram a molécula de glicose gradativamente. É um processo que só ocorre, como dito, por causa do oxigênio - o comburente de uma reação química de combustão, em última análise. A energia liberada pela quebra da glicose é armazenada por moléculas específicas e, ao fim do processo, é usada para transformar o ADP em ATP. É o ATP nossa molécula energética - porque é facilmente quebrada e a energia, desse modo, aproveitada quando necessária.

            Recapitulando: a conversão de hidrogênio em hélio gera uma grande quantidade de energia, que viaja pelo espaço em forma de ondas eletromagnéticas. Após oito minutos, essa energia chega à Terra, excita a clorofila contida nos cloroplastos das plantas, iniciando várias reações químicas que culminarão na formação de glicose. Por meio da cadeia alimentar, essa mesma energia chega à nós em forma de comida, que é digerida pelo nosso corpo até um nível microscópico. Nossas células cerebrais, que dependem de um abastecimento constante de glicose, irão realizar respiração celular. Através da respiração celular, energia, em forma de ATP, é produzida. Essa energia é a que será usada nos impulsos elétricos necessários para ler esse texto e para que você atribua sentido a esses símbolos gráficos que aparecem na sua tela. 


            Pensemos também a respeito dos combustíveis fósseis. Pensemos no petróleo, a joia brasileira. O petróleo foi formado a partir da antiga vida animal, isto é, partir da decomposição de organismos que viveram há alguns milhões de anos. A partir da destilação fracionada do petróleo, conseguimos a gasolina usada para nos levar de um lugar para o outro, com os meios de transporte. Também movimentamos nossas indústrias e fazemos funcionar aparelhos (quando não usamos mais limpos de energia, como a já citada hidrelétrica).
           
            Então, ao usarmos a gasolina para ir da casa à escola, estamos consumindo energia que foi armazenada há milhões de anos. Não é só isso. Essa energia que faz com que o carro tenha energia mecânica e energia cinética, é também a energia enviada pelo Sol há milhões de anos, que foi processada pelas plantas, armazenada em glicose, passada aos animais. O dióxido de carbono que sai dos escapamentos dos carros veio da quebra de moléculas que não existiriam, não fosse a luz do Sol ter chegado até a Terra uns 30 milhões de anos atrás. E a energia se conservou, como sempre se conserva. Mas, ainda assim, não sabemos como defini-la.


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