¿Por qué soportamos menos el frío dentro del agua? 1

Editado: Dadas las sugerencias de Thompson ahora este post lleva un "1" puesto que llevará una continuación.

Cuando el personaje de Leonardo di Caprio muere en Titanic, se encuentra dentro del agua y el agua está líquida, esto implica que está por encima de 0º.C Y muere en pocos minutos. Si cualquiera de nosotros sale desnudo a la calle con, por ejemplo, cuatro grados de temperatura, lo peor que puede pasar es que cojamos un resfriado, pero dudo mucho que muriésemos ni si quiera si pasamos todo el día en esas condiciones. A una temperatura de 4ºC una persona sumergida en agua sin ningún tipo de protección especial viviría entre 5 y 10 minutos. Si por ejemplo la temperatura ambiente son 15ºC, dentro del agua sentiremos frío y sin embargo fuera nos parece una temperatura agradable.

La respuesta a este fenómeno no está en la temperatura exterior (que podría ser exactamente la misma) sino en el calor que el cuerpo humano pierde. Cada sustancia requiere una cantidad de energía (calor) para elevar su temperatura. Por ejemplo, para elevar hasta 1ºC la temperatura de un gramo de agua pura se requiere una caloría. Sin embargo, para elevar 1ºC la temperatura de un gramo de aire se requieren sólo entre 0,1 y 0,2 calorías en función de la presión y el volumen. A este concepto se le llama calor específico. Hay que tener en cuenta que las calorías de las que se habla en las dietas no son calorías sino kilocalorías.

El cuerpo humano se encuentra a una temperatura de unos 36 o 37ºC y no está diseñado para evitar grandes pérdidas de calor, es decir, nuestra piel sólo es un pequeño aislante, nada más, por lo que es fácil transmitir nuestra energía térmica a otros cuerpos. En el mismo momento que entramos en agua a por ejemplo 4ºC nuestro cuerpo empieza a perder energía (a transferírsela al agua), igual ocurre con el aire. La diferencia está en la cantidad de energía necesaria para calentar el aire que nos rodea y el agua que nos rodea si estamos sumergidos. Para hacernos una idea, 1 litro de agua pura tiene una masa de un kilogramo. Sin embargo, un litro de aire (es decir el que cabe dentro de una botella de un litro vacía) pesa alrededor de 1,3 gramos. Hay que recordar además que nuestro cuerpo está diseñado para vivir a esos 36-37ºC y que bajar de 34ºC es muy peligroso, por supuesto bajar de 30 es mortal. También hay que tener en cuenta que nuestro cuerpo es una factoría de calor y que por ello, incluso aunque estuviésemos postrados en una cama, necesitaríamos alimentarnos puesto que de los alimentos se obtiene la energía no sólo para movernos sino también para mantener el cuerpo a la temperatura adecuada.

Imaginemos que nos metemos en una tanque cúbico lleno de agua de dimensiones 9 metros cúbicos. Es decir ese tanque tiene una capacidad de 9 metros cúbicos o lo que es lo mismo 9000 litros. Si el agua fuese pura y estuviese a 4ºC pesaría 9000 kilogramos, o lo que es lo mismo 9000000 (nueve millones de gramos). Para elevar un solo grado la temperatura del agua del tanque se requerirían 9000000 de calorías o 9000 kilocalorías. La dieta de una adulto, sano y activo ronda las 2000-2500 calorías y un ciclista en pleno tour de Francia ingiere entre 6000 y 8000 calorías. Es decir nuestro cuerpo perdería rápidamente y para elevar tan sólo un grado la temperatura del agua una cantidad de energía equivalente a la comida de cuatro días. Por supuesto nuestro cuerpo no puede soportar una pérdida de energía tan rápida y en pocos minutos habríamos muerto.

Sin embargo, ¿qué ocurre si nos metemos en el mismo tanque esta vez lleno de aire a 4ºC? los 9000 litros de aire pesarán unos 11,7 kilogramos que para redondear lo dejaremos en 12Kg. esto son 12000 gramos. multiplicado por el calor específico del aire, pongamos que en este caso sea 0,2cal/K·gr: 12000x0,2= 2400 calorías, es decir, 2,4 kilocalorías para elevar todo el tanque 1ºC, o sea que para elevarlo por ejemplo 33ºC y ponerlo a nuestra temperatura corporal sólo requeriremos 2,4x33=79,2kilocalorías. Esta cantidad es equivalente a lo que se gasta en diez minutos de carrera. Algo más que asumible para el cuerpo humano.