¿Un humano en bicicleta viaja de manera más eficiente que cualquier otra especie?

Steve Jobs afirmó en un video que un ser humano en bicicleta es más eficiente en la locomoción que cualquier otra especie. Lo repitió por separado en video y por escrito . La cita todavía se repite a menudo . Una tirada de póster recaudó 5k USD en Kickstarter .

Aquí hay una transcripción:

Creo que una de las cosas que realmente nos separa de los primates superiores es que somos constructores de herramientas. Leí un estudio que medía la eficiencia de la locomoción de varias especies del planeta. El cóndor usó la menor cantidad de energía para moverse un kilómetro. Y los humanos llegaron con una actuación bastante poco impresionante alrededor de un tercio de la lista. No estaba demasiado orgulloso de mostrar la corona de la creación.

Eso no se veía tan bien. Pero entonces, alguien en Scientific American tuvo la idea de probar la eficiencia de la locomoción de un hombre en bicicleta. Y un hombre en bicicleta voló por completo al cóndor, completamente fuera de la parte superior de la tabla. Y eso es lo que una computadora es para mí. Lo que una computadora es para mí es la herramienta más notable que jamás hayamos inventado. Es el equivalente a una bicicleta para nuestra mente.

¿Es un ser humano en bicicleta realmente abrumadoramente más eficiente para moverse de un lugar a otro que cualquier otra especie ?

Lo más cercano que pude encontrar a la fuente que Jobs describe en el segundo video "[…]un artículo cuando tenía unos 12 años, creo que podría haber sido [en] Scientific American " es este publicado en American Scientist en 1975. Sin embargo, tenía 20 años en ese momento, y aún no he logrado digerir sus resultados.
Creo que necesitarías definir mejor las condiciones. Me cuesta creer que un ser humano en bicicleta pueda vencer a un pájaro volando en una zona de corrientes térmicas.
@LorenPechtel De hecho, es difícil definir una "atmósfera estándar", pero imagino que está en el espíritu de la pregunta que las aves no tengan térmicas, las bicicletas no tengan descensos, los peces no tengan corrientes y las lombrices no se deslicen.
Las carreras de velocidad y similares generalmente se realizan en un bucle para eliminar cosas como bajadas y corrientes. Sin embargo, el ave voladora puede elevarse en un bucle. (O, para el caso, sustituya "piloto de planeador" por "pájaro").
@NateEldredge La cita es "menor cantidad de energía para moverse un kilómetro", por lo que es la primera, al menos interpretada literalmente. ¿Es la energía por distancia por masa una definición más estándar?
Oh, supongo que debería leer con más cuidado. No sé si hay una definición estándar; cualquiera de los dos sería interesante de considerar. Pero uno pensaría que un animal muy ligero podría tener una ventaja.
Uno también podría preguntarse si el ciclismo eficiente se realiza en una carretera pavimentada o FTM, incluso en un sendero preparado para bicicletas de montaña. No conozco las medidas reales, pero por experiencia personal, el pavimento liso es más eficiente que el sendero, que a su vez es mucho más eficiente que el campo a través (que puede ser casi imposible). Si este es el caso, entonces debe agregar la energía gastada en la construcción y el mantenimiento de la carretera. más el gasto energético de hacer la bicicleta, al total.
andar en bicicleta en un camino pavimentado liso es sin duda más eficiente que en cualquier terreno blando o accidentado. Si es suave, usaría energía para mover partes del suelo, y si tiene baches, usaría energía para levantarse sobre cada bache y mover partes de su cuerpo, llantas y bicicleta para absorber el movimiento.
Bueno, para viajar del Reino Unido a África, estoy bastante seguro de que las aves son más eficientes que los ciclistas...
Al comparar la eficiencia energética de la locomoción humana y animal, quizás también se debería incluir la energía utilizada para proporcionar la nutrición requerida. Con nuestra industria agrícola increíblemente ineficiente y las redes de distribución de alimentos, incluso usar un automóvil puede dejar una huella de carbono menor que andar en bicicleta. La huella de carbono de un Big Mac (4 kg) equivale a conducir mi coche 45 km. Con las 495 kcal de energía proporcionadas, probablemente solo podría andar en bicicleta unos 20-30 km.
@Tor-Einar Jarnbjo: Por supuesto, el subconjunto de la población cuya dieta consiste completamente en Big Macs es probablemente bastante pequeño.
@jamesqf: Big Mac fue solo un ejemplo arbitrario, que la mayoría de nosotros conocemos y para el cual es fácil encontrar datos relativamente confiables.
No sería sorprendente que los humanos en bicicleta vencieran a otros en condiciones perfectas para los humanos en bicicleta , es decir, en caminos llanos y suaves. Pero hazlo lo suficientemente fuera de la carretera y, de repente, caminar a cuatro patas fácilmente podría volverse menos exigente en energía. Por ejemplo, hierba alta en un campo irregular. Entonces, para una comparación adecuada, incorporemos también el costo de energía de preparar la superficie.
Dada la cultura yuppie de Silicon Valley, no me sorprendería mucho si esto fuera completamente inventado. El siguiente: ¿Comer suficiente granola otorga la inmortalidad?
@Tor-EinarJarnbjo Eso es tomar uno de los alimentos humanos menos eficientes. Si comparara los más eficientes (¿quizás la soja, el cuscús o la quinua de una granja mecanizada a gran escala?), la proporción de energía utilizada por calorías ganadas bien podría ser mejor que la caza de un cóndor. Interesante pregunta...
¿Consideras viajar solo donde hay caminos? O andar en bicicleta fuera de la carretera...
@Tor-Einar Jarnbjo: La dieta Big Mac puede tener datos disponibles, pero OTOH está lejos de ser representativa.
@Tor-EinarJarnbjo: me gustaría saber dónde encuentra este pan que tiene solo 250 kcal por kg, la mayoría del pan tiene 2000 -3000 kcal/kg, lo que le daría energía a un ciclista durante unas 40 millas (64 km). En comparación, un automóvil que recorre esa distancia con un galón de gasolina generará 20 libras (9 kg) de CO2.

Respuestas (1)

La declaración citada dice "energía para moverse un kilómetro".

Sobre la base de "energía para moverse un kilómetro", la declaración es definitivamente falsa.

Según la Dra. Karen Oberhauser , se ha confirmado que una mariposa monarca etiquetada viaja 265 millas en un día.

Según ¿Cuánto combustible queman las mariposas monarca? reportando la investigación del Dr. David Gibo:

¡Con 140 miligramos de grasa, una mariposa monarca tiene suficiente energía para batir continuamente sus alas volando durante 44 horas y planear o planear durante 1040 horas!

Entonces la mariposa está usando como máximo 3 miligramos por hora.

Para estadísticas humanas comparativas, use esta calculadora de calorías de ejercicio

Para un ser humano de 110 libras (50 kg):

andar en bicicleta de 16 a 20 millas por hora Se utilizan 599 calorías dietéticas (kilocalorías) por hora. Esto corresponde a 67 gramos (67 000 miligramos) de grasa por hora.

andar en bicicleta a una velocidad de carrera inespecífica "superior a 20 mph" es de 798 calorías por hora. Esto corresponde a 89 gramos (89 000 miligramos) de grasa por hora.

Los humanos usan más de 1000 veces más energía por kilómetro que las mariposas monarca, incluso considerando que la distancia récord en una bicicleta por día es de 521 millas, aproximadamente el doble del récord de la mariposa.

Nota: aunque la declaración citada dice claramente "energía para mover un kilómetro", y en ninguna parte sugiere que se deba considerar la masa movida, otra forma de considerar la eficiencia es

(energía utilizada)/((masa del organismo)(distancia recorrida))

Sobre esta base, se ha encontrado que los animales que nadan son los animales más eficientes.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Todo el crédito a Brad J. Gemmell, La recuperación de energía pasiva en las medusas contribuye a la ventaja de propulsión sobre otros metazoos Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los EE. UU. Volumen 110 páginas 17904–17909.

Como se informó en Eel Migration to the Sargasso: notablemente alta eficiencia de natación y bajos costos de energía , la anguila es muy eficiente.

En particular, su eficiencia se calcula en 0,5 kilojulios/kilómetro/kg.

Comparemos esto con una bicicleta humana.

Usaré un humano de 50 kg, 29 kph (18 mph), 599 kilocalorías por hora.

599 kilocalorías/hora son 2500 kilojulios/hora.

Esto corresponde a 86 kilojulios/kilómetro.

O 1,7 kilojulios/kilómetro/kg

La anguila es más eficiente por un factor de 3.

(En el artículo sobre las medusas también se puede ver que una especie de medusa tiene aproximadamente la misma eficiencia que la anguila. Los animales marinos grandes como las ballenas no parecen haber sido considerados).

Ver también Velocidad de nado, tasa de respiración y costo estimado de transporte en orcas adultas , que muestra que a una velocidad óptima de alrededor de 3 metros/segundo, las orcas tienen una eficiencia de 0,78 kilojulios/kilómetro/kg. Mejor que un humano en bicicleta, pero no tan bueno como una anguila.

Según Energy in Nature and Society: General Energetics of Complex Systems de Vaclav Smil, en la página 103

para una ballena gris de 15 t es 0,4 J/m kg (si este exponente se mantiene, entonces una ballena barbada necesitaría [menos de] 0,1 J/m kg)

Ver también Los análisis comparativos de los datos de seguimiento de animales revelan la importancia ecológica de la endotermia en los peces , lo que muestra que algunos tiburones tienen una eficiencia en el rango de 0,1-0,2 J/m kg.

En conclusión, un humano en bicicleta NO es el más eficiente. Ya sea que la cotización se analice literalmente sobre la base de "energía para moverse un kilómetro", o alternativamente como energía por distancia por masa de organismo, existen especies más eficientes.

Esta es una buena respuesta, pero se mejoraría al mostrar cuántos gramos de grasa se queman durante un paseo en bicicleta, o incluso ejercicio en bicicleta, en lugar de cardio, durante el período de una hora. Preferiblemente sobre una superficie plana para evitar sesgos.
@Zibbobz incluso el metabolismo basal (simplemente descansando en la cama) es de 1500 calorías por día para las mujeres, lo que corresponde a 7 gramos de grasa por hora. La mariposa todavía tendría ese latido por un factor de 1000. ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/528122
Parece una medida de eficiencia muy extraña no tener en cuenta la cantidad de masa movida. Si se tiene en cuenta el movimiento de masas, el humano en bicicleta supera a la mariposa por un amplio margen, asumiendo su estimación de 1000 veces el uso de energía.
@Muhd Si tenemos en cuenta la masa, la anguila o la medusa serían más eficientes, consulte jeb.biologists.org/content/208/7/1329.full#T1 y pnas.org/content/110/44/17904/F1. expansión.html
@DavePhD Agregue eso a la respuesta.
@gerrit Agregaré una nota sobre eso, pero primero quiero verificar la información sobre las ballenas, y una pregunta relacionada skeptics.stackexchange.com/questions/26331/… (y una buena respuesta) que consideró que la masa estaba cerrada. La cita en esta pregunta claramente no menciona la masa.
Teniendo en cuenta que la diferencia entre un ciclista clásico y la anguila es solo un factor 3, me pregunto qué tan cerca de la anguila nos acercamos a los reclinados y velomóviles, en particular los recientes diseñados para una aerodinámica óptima. Podríamos acercarnos mucho.
@gerrit sí, pero para la ballena barbada parece ser más que un factor de 17.
@gerrit: Sin embargo, está olvidando que esos vehículos solo viajan de manera eficiente en superficies preparadas previamente (carreteras, etc.). Para un viaje elegido al azar entre dos puntos (en tierra, por supuesto), hay muchas posibilidades de que la bicicleta no pueda hacerlo en absoluto. Si desea observar casos especiales, para el transporte por agua o en ciertas áreas como lechos de lagos secos, una embarcación a vela es mucho más eficiente que un ciclista, ya que no necesita energía interna para moverse y solo una pequeña cantidad para trimar las velas. .
@jamesqf Soy plenamente consciente de que existe esta desventaja del transporte sobre ruedas, por lo que probablemente la locomoción sobre ruedas no se encuentra mucho en la naturaleza. Sin embargo, no creo que considerar la energía externa como el viento lleve a una comparación justa. Si permitimos la energía externa, un halcón que se zambulle, o cualquier criatura que caiga, gana al tener una eficiencia de ∞.
@gerrit Además, hay vehículos de ruedas con velas e incluso un vehículo de ruedas algo controvertido con una hélice que puede viajar más rápido que el viento que lo empuja.
Esto habla de anguilas y ballenas. . . Estas comparando manzanas y naranjas. No podemos nadar bien con una bicicleta, y las anguilas y las ballenas estarían completamente indefensas en tierra. La flotabilidad del material del que están hechas las criaturas distorsiona bastante los resultados en cuanto al trabajo real.
Me interesaría mucho saber cómo se comparan los canguros con las cifras y gráficos anteriores.
La fuente que citaba Steve Jobs tenía un gráfico que usaba la energía utilizada por gramo para un kilómetro de movimiento.
@MichaelRichardson, ¿qué fuente estaba citando?
El artículo que leí que tenía los detalles estaba aquí: bikeboom.info/efficiency
¿Un humano en bicicleta viaja de manera más eficiente que cualquier otra especie?
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