La termodinámica y sus aplicaciones en la biotecnología a través de sus leyes, La termodinámica es la rama que estudia los valores de las variables de un sistema, durante la transición de dos estados estacionarios, tales conocimientos permites luego clasificar los sistemas físicos como aislados, cerrados y abiertos. En nuestro caso nos concentraremos en sistemas abiertos a los que corresponden corresponden los seres vivos y se enfoca la biotecnología. Teniendo en cuenta el primer y segundo principio de la termodinámica se dice entonces que cumplen estrictamente en ellos. La primera ley de la termodinámica define que la energía no se crear ni se destruye, solo puede transformar de un tipo a otro. La energía puede almacenarse en una forma y luego transformarse en otra, así deducimos que en las reacciones químicas que comprenden el metabolismo de los seres vivos son un buen ejemplo de esto. Por ejemplo la digestión de los alimentos, y enfocándonos en la oxidación de los nutrientes ingeridos en la alimentación, ya que la producción celular se sustenta casi por completo en el ATP, esta molécula al romper los enlaces que posee libera grandes cantidades de energía siendo aproximadamente de 7300 Cal. Las células a través de procesos bioquímicos complejos son capaces de transformar la energía potencial presente en los alimentos de la dieta en otros tipos de energía necesaria para poder llevar a cabo todas sus funciones; como por ejemplo la energía cinética, la energía térmica, o la energía eléctrica. En un enfoque más biotecnológico se ha tratado de mitigar la escases alimenticias potencializando potencializando el valor energético en los alimentos, así como se han presentado el contenido de micronutrientes en una amplia gama de cultivares, su disponibilidad en el grano y sus factores que lo afectan y con esto se han realizado estrategias de mejoramiento para incrementar el valor nutricional de los mismos. La función de los citocromos es otro ejemplo de la aplicación de la termodinámica en la biotecnología, el citocromo son proteínas que desempeñan una función vital en el transporte de energía química a todas las células vivas, las células animales obtienen energía de los alimentos mediante un proceso llamado respiración aerobia, las plantas capturan la energía de la luz solar por medio de la fotosíntesis y son los citocromos citocromos los que intervienen en estos dos procesos. Cuando relacionamos a un organismo vivo con la segunda ley de la termodinámica termodinámica lo comparamos comparamos con una maquina térmica, que a partir de combustibles realizan trabajo y se puede hablar de eficiencia, una maquina térmica es un dispositivo que transforma calor en trabajo mecánico, dicho dispositivo opera entre dos depósitos a diferentes temperaturas, temperaturas, y el trabajo mecánico se obtiene si el calor se transfiere del depositó con mayor temperatura al depositó con menor temperatura. Uno de los principios primarios que permiten comprender la termodinámica de los seres vivos es el llamado principio de Margalef, que enuncia que los seres vivos son sistemas complejos integrados por un sistema disipativo y uno auto organizativo acoplados entre sí. El sistema disipativo genera energía y el sistema auto organizativo recupera la energía disipada como información.
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Otro postulado que relaciona la biología y la termodinámica es la ley de Kleiber, que se fundamenta en la cuantificación de energía que un cuerpo disipa para relacionarla con su tasa metabólica, llamamos tasa o ritmo metabólico a la cantidad de energía por unidad de tiempo consumida por un organismo para este poder realizar otras funciones. La mayor parte de energía consumida por un organismo se disipa en forma de calor y ese calor se disipa a través de la superficie del organismo, cuanto mayor sea el organismo mayor superficie necesitara para disipar el calor. No es posible relacionar directamente los sistemas vivos con la tercera ley de la termodinámica, pero se puede destacar varios eventos en los que el nivel de entropía disminuye respecto a la temperatura, como sabemos mayor emisión de entropía se relaciona con mayor actividad del organismo y viceversa. Se denomina diatermia a las corrientes alternas de altas frecuencias, baja tensión y elevada intensidad, cuyo principal objeto es incrementar la temperatura de la zona tratada, este tratamiento se emplea en distintos campos médicos y estético, en función de la frecuencia de la aplicación.
