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Tus motores/generadores tienen un rendimiento del 100%

Tus motores/generadores tienen un rendimiento del 100%

David Coppedge, Graduado en Física (con honores)

14 octubre 2011 — La ATP sintasa vuelve a sorprender hasta el pasmo. La máquina molecular que genera casi todas las moléculas de ATP («gránulos de energía» moleculares) para toda la vida fue objeto de análisis por parte de científicos japoneses para estudiar su rendimiento termodinámico. Aplicando y midiendo una carga en la parte superior que sintetiza ATP pudieron determinar que no se puede mejorar el rendimiento de este motor — un motor que es asimismo un generador.

La sección giratoria F0 de esta máquina de dos secciones está insertada en la membrana, y se mueve por la fuerza motriz protónica suministrada por máquinas corriente arriba en la cadena de transporte de electrones.

IMAGEN_ART08BEstos científicos se concentraron en la parte catalítica de la máquina, designada F1, cuyos seis lóbulos sintetizan tres moléculas de ATP por revolución (véase la animación a continuación). Escribiendo en PNAS1, Toyabe et al. no tenían nada que decir sobre ninguna evolución, y sí mucho acerca del rendimiento de la máquina:

Descubrimos que el trabajo máximo realizado por la F1-ATPasa por cada desplazamiento de 120° es casi igual al máximo trabajo termodinámico que puede ser extraído de la hidrólisis de una sola molécula de ATP bajo una amplia gama de condiciones. Nuestro resultado sugirió un rendimiento de 100% en la transducción de energía libre y un estrecho acoplamiento mecanoquímico de la F1-ATPasa …

La coincidencia entre el trabajo máximo realizado por el motor F1 durante el giro de 120° (Wstall) y el cambio de energía libre química de una hidrólisis de la ATP (Δμ) sugiere que el motor F1 sirve como transductor mecanoquímico de energía librea de alto rendimiento de la F0F1-ATP sintasa con un rendimiento termodinámico de casi el 100%. Para conseguir un rendimiento tan elevado, se espera un fuerte acoplamiento mecanoquímico, es decir, se hidroliza una molécula de ATP durante cada desplazamiento hidrolítico, en tanto que se sintetiza una molécula de ATP durante cada desplazamiento en dirección sintética.

El artículo fue revisado por el célebre experto de Harvard sobre el flagelo bacteriano, Howard Berg. Los autores usan repetidamente lenguaje maquinista, y llaman a la ATP sintasa un «nanotransductor de energía biológica», un«motor/generador reversible», un dispositivo que funciona mediante electricidad, que genera par y que realiza trabajo precisamente como lo hacen las máquinas de diseño humano —sólo que con un rendimiento al que los humanos no pueden ni aproximarse. Lo más interesante es el término que utilizan «motor/generador reversible».

La ATP sintasa es un motor cuando sintetiza ATP, porque la rotación de F0 inducida por electricidad hace girar una leva con una aplicación de energía que realiza un trabajo contra un gradiente termodinámico en F1. Es un generador en la otra dirección —cuando se usa la energía de un exceso de ATP para girar la leva y hacer que el rotor F0 gire como las turbinas en una planta hidroeléctrica.

 

Comentario Editorial: 

Todos deberían saber acerca de la ATP sintasa, uno de los descubrimientos más alucinantes y pasmosas de los últimos 25 años. Contempla la animación y lee el artículo. Este pequeño dispositivo está gritando un diseño inteligente. Son bien pocos los evolucionistas que osan especular acerca de cómo una máquina tan elegante e irreduciblemente compleja pudo haber aparecido por accidente, porque sin su pleno funcionamiento ninguna incipiente vida hubiera poseído el medio de extraer y almacenar energía.

Que los científicos puedan observar e incluso manipular estas diminutas máquinas —tan pequeñas que 120.000 de ellas cabrían en la cabeza de un alfiler— es ya cosa pasmosa. Pero pensemos acerca de esto: nadie sabía que existían estas cosas hasta el auge de la biología molecular, y su funcionamiento giratorio no se comprendió hasta la década de 1990.

Pensemos en toda la historia humana, los proyectos de obras públicas, el esfuerzo invertido en la construcción de máquinas —el Tornillo de Arquímedes, la noria, el molino de viento, el motor de vapor, el ferrocarril, los primeros intentos de Faraday por construir motores eléctricos, los automóviles, los motores rotatorios de Mazda—, y durante este tiempo todos los genios de la historia desconocían que dentro de sus propios cuerpos había motores/generadores de un diseño y complejidad de carácter exquisito, y funcionando con un rendimiento casi perfecto.

Esto debería apasionar al público. Esto debería llevar al público a una actitud de humildad. Esto debería llevar al público a la reflexión y a la gratitud …

Referencias :
  1. Toyabe, Watanabe-Nakayama et al. «Thermodynamic efficiency and mechanochemical coupling of F1-ATPase», publicado por PNAS en línea antes de su impresión el 13 de octubre de 2011, doi: 10.1073/pnas.1106787108.
Publicación Original:

Creation Evolution Headlines – Your Motor/Generators Are 100% Efficient – 14 October 2011

Agradecimientos:

Fuente de la noticia: http://www.creacionismo.net/genesis/Art%C3%ADculo/tus-motoresgeneradores-tienen-un-rendimiento-del-100