El otro día mi profe de Bioquímica Física nos planteó una pregunta: Supongamos que pudiésemos digerir gasolina. ¿Qué sería más eficiente? ¿Metabolizar gasolina o, por ejemplo, pan?


Si damos por hecho que la gasolina es básicamente octano ($C_{8}H_{18}$) y el pan glucosa ($C_{6}H_{12}O_{6}$), la cosa queda bastante simplificada... y esto ya empieza a oler a química. Una combustión de libro es reacción del compuesto x con $O_{2}$ dando $H_{2}O$ y $CO_{2}$. Así que las reacciones son respectivamente:

  1. $C_{8}H_{18}+\frac{25}{2}O_{2}\rightarrow8CO_{2}+9H_{2}O
    $
  2. $C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2}\rightarrow6CO_{2}+6H_{2}O$
¿Cuánta energía libera cada una? Vamos a arremangarnos un poco y tirar de tablas para calcular calores de formación (energía que libera cada reacción):
$\Delta H_{f,1}=8\Delta H_{f}(CO_{2})+9\Delta H_{f}(H{}_{2}O)-\Delta H_{f}(C_{8}H_{18})=8(-393)+9(-286)-(-250)=$
$=-5468KJ/mol$

$\Delta H_{f,2}=6\Delta H_{f}(CO_{2})+6\Delta H_{f}(H{}_{2}O)-\Delta H_{f}(C_{6}H_{12}O_{6})=6(-393)+6(-286)-(-1271)=$
$=-2803KJ/mol$

De momento no va mal la cosa: Las dos reacciones rentan una cantidad negativa de energía: Todo lo que esto significa (por convenio) es que ambas reacciones liberan energía (son lo que llamamos exotérmicas). Ahora bien, sabemos cuánto calor libera cada reacción por cada mol de glucosa o de octano que quemaríamos. Pero un mol, para los que no somos químicos, es una cantidad demasiado abstracta  [1]: ¿Cuánta energía liberan estas reacciones por cada gramo de combustible que se quema?

Bueno, pues solo necesitamos saber que un mol de octano son 114 gramos, y un mol de glucosa son 180 gramos. ¿Cuántos kilojulios de energía liberan estas reacciones por gramo de combustible?
  1. $\Delta H_{f,1}=-5468/114=-48KJ/gramo$
  2. $\Delta H_{f,2}=-2803/180=-15KJ/gramo$ 
Es decir, cada gramo de glucosa ("pan"), al quemarse, libera unas 3 veces menos energía que un gramo de octano ("gasolina"). Estos son los cálculos, y ante la rotundidad de las matemáticas, no podemos negar que nuestro metabolismo sería la caña si pudiésemos digerir la gasolina, porque nos daría mucha más energía que el pan... Pero por si estais acariciando la idea, ya os la quito yo de la cabeza: No podemos metabolizar gasolina, aunque sea más eficiente que el pan. 

Wait! wait! wait! ¿La gasolina es más eficiente que el pan? ¿Quemar hidratos de carbono da menos energía que quemar combustibles fósiles?

Paco Rives (Flickr-CC)

Sí, ya veis donde quiero ir a parar...Utilizar biocombustibles es mucho menos eficiente ("sostenible", si quereis) que usar combustibles fósiles, porque hace falta quemar muchas más toneladas de cereal (teóricamente, 3 veces más) para producir la misma energía que quemando petroderivados. Para esto que hay que cultivar enormes extensiones de terreno, total, para dar esa ¿comida?[2] al motor de explosión de ese coche que, las más de las veces, llevamos medio vacío.

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[1] Un mol es la cantidad de sustancia que contiene $6.023x10^{23}$ moléculas de esa sustancia... ¿Ves como era poco intuitivo?
[2] Documental interesante: "Biocombustibles: Las semillas de la discordia"  ¡Ver desde el siempre sano escepticismo!

Carnaval de Química XX edición
Esta entrada participa en la XX Edición del Carnaval de Química, que en esta edición se organiza en el blog La ciencia de Amara.
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ACTUALIZACIÓN 19/01/2013
Si has llegado hasta aquí, no dejes de leer los comentarios de debajo, de los más interesantes que habeis escrito en este blog. Además, os dejo este espectacular post, también participante del XX Carnaval de Química. Podeis aprender sobre biodiésel, desde lo más teórico (incluyendo la cromatografía de gases aplicada al análisis de lípidos) a lo práctico... ¡En un solo post!