INSTITUTO GUADALUPE VICTORIA

Materia: Física Título: ¿Qué relación hay entre la

física y la nutrición?,Docente: Ariel Trejo Bahena

Alumno: Dayra Valeria Salvador Mendoza

Grado: 2° Grupo: “A”Fecha: Lunes 22 de junio de 2015.

1

Índice

Introducción……………………………………………………… 3

Conceptualización………………………………………………. 4

Energía……………………………………………………………. 5

Calorimetría……………………………………………………… 7

Termogénesis……………………………………………………. 8

Equivalencia entre calorías y otras energías…………………. 10

Actividad física…………………………………………………… 10

Conclusión………………………………………………………. 13

Referencias……………………………………………………… 14

2

INTRODUCCIÓN

Bien se sabe que el ser humano es una maquina de combustión y el alimento es

su combustible, si este no es el requerido ni de calidad, no funcionara

correctamente, y si esto se repite constantemente se podrían generar problemas a

largo plazo, por lo tanto la alimentación y nutrición debería ser la prioridad diaria

del ser humano, sin embargo no es así.

El objetivo de este reporte es dar a conocer físicamente como es la nutrición, ver

si existe alguna relación entre la física y la nutrición, tal vez así podremos dar una

explicación mas científica y detallada de por qué es importante la nutrición para

nuestro organismo.

La nutrición es la ingesta de alimentos en relación con las necesidades dietéticas

del organismo. Una buena nutrición (una dieta suficiente y equilibrada combinada

con el ejercicio físico regular) es un elemento fundamental de la buena salud.

La física se trata de la ciencia que estudia las propiedades de la naturaleza con el

apoyo de la matemática. La física se encarga de analizar las características de

la energía, el tiempo y la materia, así como también los vínculos que se

establecen entre ellos.

Realizamos este trabajo para poder desarrollar lo aprendido durante el curso

escolar y el maestro pueda evaluar nuestras habilidades y capacidades para

encontrar información y desarrollarla con el tema, también lo hacemos para

informarnos y ampliar nuestros conocimientos sobre la física y la nutrición,

aprender más conceptos y fórmulas para que en un futuro no se nos dificulte y

podamos desarrollar conocimientos más avanzados acerca de este tema.

3

CONSEPTUALISACION

Caloría: la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de 1ml de agua a una temperatura inicial estándar en 1 grado centígrado.

Calorimetría directa: medición de la cantidad de energía gastada vigilando la cantidad de calor producido por una persona colocada dentro de un estructura lo bastante grande para permitir una actividad moderada.

Calorimetría indirecta: medición de la cantidad de energía gastada al vigilar el consumo de oxigeno y la producción de dióxido de carbono del cuerpo en un periodo de tiempo.

Efecto térmico del alimento: la fracción de gasto total de energía a la que contribuyen los procesos de la digestión, absorción y metabolismo de de los alimentos.

Gasto basal de energía: la cantidad de energía utilizada en 24h por una persona que permanece acostada tranquila, 12 h después de la última comida en una temperatura y ambiente favorables.

Gasto de energía en reposo: cantidad de energía utilizada por una persona en 24h estando en reposo, 3 o 4h después de una comida.

Gasto total de energía: la suma del gasto de energía en reposo, la energía gastada en la actividad física y el efecto térmico del alimento; la energía que gasta una persona en 24h.

Índice metabólico basal: el gasto basal de energía expresado como Kcal/kg de peso corporal/hora.

Índice metabólico en reposo: el gasto de energía en reposo expresado como Kcal/kg de peso/hora.

Índice metabólico: una expresión del ritmo al cual utiliza el oxigeno el cuerpo

Joule: medición de la energía en términos del trabajo mecánico.

Kilocaloría: 1000 calorías, en ocasiones se escribe caloría.

Termogénesis adaptiva: una porción del efecto térmico del alimento, un aumento en el índice metabólico estimulado por la ingestión y que puede servir para la combustión del exceso de energía en forma de calor.

Termogénesis obligatoria: una porción del efecto térmico del alimento, la energía necesaria para digerir, absorber y metabolizar nutrientes

4

ENERGÍA . 

La energia es un tema muy importante en la fisica y la utilizamos practicamente en

todo, se define como la capacidad para realizar un trabajo. En la nutricion se

refiere a la forma en que el cuerpo utiliza la energia encerrada en las uniones

quimicas dentro de los alimentos.

La energía se libera por el metabolismo de los alimentos, aunque toda la energía

se manifiesta finalmente como calor, los procesos dentro de las células primero

hacen posible su utilización en todas las labores del organismo. Uno de los

procesos son las reacciones químicas que llevan a cabo el mantenimiento de los

tejidos corporales, la conducción eléctrica de la actividad nerviosa, el trabajo

mecánico del esfuerzo muscular y la producción de calor para conservar la

temperatura corporal.

El cuerpo consume la energía en forma de gasto de energía en reposo, actividad

voluntaria y efecto térmico de los alimentos.

Órgano Porcentaje de gasto de energía en

reposo

Hígado 29

Cerebro 19

Corazón 10

Riñón 7

Músculos esqueléticos 18

Restantes 17/100

La unidad estándar para medir la energía es la caloría, pero debido a que las

cantidades de energía relacionadas con el metabolismo de los alimentos es muy

numeroso, suele utilizarse la kilocaloría que equivale a 1000 calorías. En varios

países se utiliza el Joule.

Los valores energéticos por gramo de cada nutriente en KJ son:

Carbohidratos: 17 KJ

Proteínas: 17 KJ

5

Grasas: 38 KJ

Todos los nutrientes que ingerimos se almacenan en el hígado, que es el

encargado de transformarlos en calorías para poder mantener el calor del cuerpo y

realizar todas nuestras actividades cotidianas. Aquellos nutrientes que no se

gastan, el hígado los almacenará en forma de grasa y los distribuirá por nuestro

cuerpo en algunas zonas específicas. Es por esta razón que se dice que las

grasas engordan, sin embargo cuando el organismo lo requiera, éstas pueden ser

utilizadas, cuando esto ocurre se dice que se "queman" las calorías.

Para no sufrir desequilibrios ni en peso ni en nutrientes, hay que ingerir estas

calorías de una forma determinada. Los carbohidratos deberían representar el

50% de la energía total, las grasas no deben suponer más del 35% y las proteínas

tanto de origen animal como vegetal deben aportar el 15%.

La energía que se gasta para mantener las funciones básicas como la respiración

o el bombeo del corazón. Es la energía basal.

En definición es la cantidad de calor expresado en calorías, producido en una

hora por el sujeto mantenido en reposo -a la temperatura de 18 grados en ayunas

después de 12 o 14 horas a lo menos. Esta -cantidad de calor está referido

a .metro cuadrado en la superficie del cuerpo.

La necesidad básica y elemental para el mantenimiento mínimo del metabolismo

en un adulto es de unas 1000 calorías, para la mayoría de niños en edad escolar,

se recomienda una ingesta entre 1600 y 2500 calorías al día,

Toda la energía que acumulamos en el organismo como reserva a largo plazo se

almacena en forma de grasas. Todos los alimentos que ingerimos se queman para

producir energía, sino que una parte de ellos se usan para reconstruir las

estructuras del organismo o facilitar las reacciones químicas necesarias para el

mantenimiento de la vida. Las vitaminas y los minerales, así como los

oligoelementos, el agua y la fibra se consideran alimentos que no aportan

calorías. 

6

CALORIMETRÍA MEDICION DEL GASTO DE ENERGIA DEL HOMBRE

Es posible medir la cantidad de energía generada por el cuerpo mediante métodos

directos o indirectos.

Calorimetría directa: este método requiere vigilar la cantidad de calor producida

por una persona colocada dentro de un estructura lo bastante grande para

permitirle una actividad moderada, este método proporciona una medición de

energía gastada en forma de calor pero no informa sobre el tipo de combustible

oxidado.

Calorimetría indirecta: se mide el índice metabólico determinado con un

espirómetro el consumo de oxigeno y la producción de dióxido de carbono del

cuerpo en un periodo determinado de tiempo. Los datos se obtienen en una forma

que permite calcular el cociente respiratorio (RQ): RQ= moles CO2

espirados/moles O2 consumidos

El RQ para los carbohidratos es de 1.00, el aproximado para las grasas es de 0.7

y para las proteínas es de 0.82

La energía total disponible del alimento se mide mediante un calorímetro de

bomba, consiste en un recipiente cerrado en el cual se quema una muestra de

alimento pesada en una atmosfera de oxigeno mediante ignición con una chispa

eléctrica. Se sumerge el recipiente en un volumen conocido de agua, y se utiliza el

aumento de la temperatura del agua después de la ignición para calcular la

energía de calor generada.

La energía biológicamente disponible de los alimentos y el alcohol se expresan se

expresan en valores que se redondean ligeramente debajo de los contenidos en el

calorímetro. Estos valores para proteínas, grasas, carbohidratos y alcohol son 4, 9,

4 y 7 kcal/g

Esto se relaciona con la física por que se utilizan formulas y ecuaciones que la

física plateo.

7

TERMOGÉNESIS

Termogénesis obligatoria es la energía necesaria para la digestión con absorción y

metabolismo de nutrientes, gran parte de la termogénesis obligatoria es el

resultado de la síntesis de grasa y glucógeno a partir de carbohidratos

El consumo de carbohidratos o grasas aumenta el índice metabólico casi un 5%

del total de calorías consumidas. Si el alimento ingerido consiste únicamente de

proteínas, el incremento puede ser hasta de un 25%.

La termogénesis adaptable o facultativa es un incremento del índice metabólico

estimulado por la alimentación y que al parecer tiene como fin quemar el exceso

de calorías en forma de calor. Cuando la alimentación va seguida de ejercicio casi

se duplica.

La termogénesis adaptable también la estimulan por el frio, la cafeína y la nicotina.

Se ha demostrado que la cantidad de cafeína en una taza de café (100 mg)

administrados cada 2 horas durante 12 horas aumenta la termogénesis un 8 a

11%, la nicotina tiene un efecto similar.

Alimentos termogénicos:

Café.- La principal sustancia dentro de los granos de café, es decir, la cafeína,

provoca que los músuclos necesiten de mayores niveles de energía para su

correcto funcionamiento ya que aumenta la temperatura corporal de manera

notable. De igual forma, la cafeína se conforma por un compuesto llamado

paraxatina cuyos efectos permiten utilizar más grasas como fuente de energía

en lugar de glucosa. Como último punto, al beber café a temperaturas altas, la

temperatura del cuerpo igual se verá aumentada, haciendo que el cuerpo

necesite de más energías para la regularización de la misma.

Té verde y blanco.- La catequinas son antioxidante fenólicos dentro del té

verde y blanco, que entre sus funciones más destacadas está la de aumentar el

calor del cuerpo y por ende el metabolismo para la regularización.

8

Proteínas.- No en vano las dietas proteicas tienen resultados sumamente

positivos cuando de bajar de peso se trata. Esto se debe a que las proteínas

aumentan la temperatura corporal de forma notable.

Omega 3.- Podemos encontrarlo en aceites, algunos pescados como el salmón

y el atún, así como en frutos secos (nueces y almendras por ejemplo).

Canela.- La canela igualmente aumenta el proceso de la termogénesis y

además ayuda a reducir el consumo del azúcar, utilizándolo como endulzante

sustituto.

Jengibre.- Además de poseer propiedades para agilizar el metabolismo a través

del aumento de la temperatura corporal, acelera el proceso de la digestión y

ayuda a combatir el apetito constante.

Chile.- Los niveles de capsaicina dentro de los chiles más picantes ayudan a

aumentar la temperatura corporal.

Agua.- Como tal, el agua no funciona como alimento termogénico, sin embargo,

cuando esta es consumida fría o helada, disminuye la temperatura del cuerpo,

obligando al metabolismo a necesitar de más energías para la regularización.

Esto se relaciona con la física porque en temas anteriores ya habíamos visto la

temperatura y el calor, la temperatura es el promedio de la energía cinética de las

partículas de un cuerpo, y el calor se produce cuando dos cuerpos de diferentes

temperaturas se tocan.

9

EQUIVALENCIAS ENTRE CALORÍAS Y OTRAS ENERGÍAS

1 kilocaloría (kcal) = 1000 calorías

1 caloría (cal) = 4,184 julios (J)

1 electrón voltio (eV) = 3,829 x 10-20 calorías (cal)

1 julio (J) = 0,239 calorías (cal)

Esto se relaciona con la física porque son conversiones que hemos visto a lo largo

del ciclo escolar, y son unidades con las que se mide la energía.

ACTIVIDAD FÍSICA  

Si en vez de estar en reposo absoluto desarrollamos alguna actividad física, nuestras necesidades energéticas aumentan. A este factor se le llama "energía consumida por el trabajo físico", y en situaciones extremas puede alcanzar picos de hasta cincuenta veces la consumida en reposo.

La siguiente tabla nos da una idea de en qué medida varía la energía utilizada, de acuerdo a la tasa de metabolismo basal, en función de la actividad física que realicemos:

Tipo de actividad Coeficiente de variación

Kcal./hora

(hombre tipo)

Ejemplos de actividades físicas

representativas

Reposo TMB x 1 65 Durante el sueño, tendido (temperatura

agradable)Muy ligera TMB x 1,5 98 Sentado o de pie

(pintar, jugar cartas, tocar un instrumento, navegar por Internet,

etc.)Ligera TMB x 2,5 163 Caminar en llano a

10

4-5 km/h, trabajar en un taller, jugar al

golf, camareras, etc.Moderada TMB x 5 325 Marchar a 6 km/h,

jardinería, bicicleta a 18 km/h, tenis, baile,

etc.Intensa TMB x 7 455 Correr a 12 km/h,

jugar al fútbol o al rugby, escalada, preparar páginas

WEB, etc.Muy pesada TMB x 15 1000 Subir escaleras a

toda velocidad o atletismo de alta

competición

Si lo que buscamos es determinar porque adelgazamos o engordamos, hemos de

ver cuántas kilocalorías ingerimos al día, éstas vienen dadas por la cantidad y

calidad de los alimentos. Debemos establecer una relación entre lo que comemos

y lo que gastamos para llegar al equilibrio.

 Hemos de tener en cuenta que cada persona es diferente porque no gastamos

todos las mismas calorías, esto depende de la actividad de cada uno y también de

su organismo, muchas veces nos hemos preguntado por qué de dos personas que

comen y trabajan de forma similar una engorda y la otra no, esto es debido al

metabolismo basal, que consiste en la energía que consume cada persona para

realizar sus funciones internas.

Si lo que queremos es perder peso, tendremos que disminuir el aporte de

kilocalorías de nuestra dieta o aumentar la actividad física. Para ello debemos

saber cuántas gasta nuestro cuerpo en un día en relación a nuestra talla, peso y

actividad habituales. Para averiguarlo, podemos aplicar la siguiente fórmula:

11

Gasto Calórico Total =Factor fijo x actividad física x Kg. de peso

En este caso, el factor fijo es:    0,9 para las mujeres    1 para los hombres

- La actividad física oscila entre:    BAJA: 30 - 35 Kilocalorías

    MEDIANA:40 - 50 kilocalorías    FUERTE: 50 - 60 kilocalorías

Las raciones diarias de energía promedio para los hombres (79kg) y mujeres (63 kg) de referencia son 2900 kcal y 2200 kcal. El coeficiente de variación en las necesidades de energía de adultos es aproximadamente 20%

Este tema se relaciona con la física por que se habla sobre movimientos, energía y masa.

12

CONCLUSIÓN

En conclusión si existe una relación de la física con la nutrición, como ya lo

mencionamos la más conocida son calorías que son la cantidad de energía que

aportan los alimentos. Es ahí donde surge otra relación, la energía.

Los seres vivos necesitamos de energía para vivir y esta energía se obtiene a

partir de la comida.

La alimentación, por lo tanto, es la fuente de energía más importante para los

organismos vivos, con ella nuestro cuerpo realiza las funciones más vitales como

respirar, movernos, pensar, etc., a lo que se le denomina metabolismo basal, otra

relación ya mencionada. También se requiere de energía para el crecimiento y

renovación celular en diversos tejidos u órganos, para realizar actividad física o

ejercicio, también hablamos sobre la actividad física en el desarrollo del tema.

Entonces nos damos cuenta de que la física y la nutrición tienen muchas

relaciones, como lo acabamos de ver, al investigar un tema surge otro, y luego

otro y así sucesivamente, eso es lo maravilloso de la ciencia, es infinita, tiene

miles de relaciones, solo nos hace falta un poco de curia para poder conocer cada

una de estas relaciones, y esto solo fue sobre nutrición y física, ahora imaginen la

cantidad de información que habríamos reunido si se tratara de la relación del

cuerpo huma y la física.

Esto quiere decir que cumplimos con los objetivos, conocimos nuevos conceptos,

ecuaciones y datos que probablemente no sabíamos, así podremos dar la

importancia de una buena nutrición, para asi poder llevar a cabo una nutrición

adecuada todos los días y así poder evitar enfermedades como la diabetes,

desnutrición, anemia, cáncer obesidad, etc. Pero ahora podemos decir que la

obesidad no es más que energía almacenada.

13

REFERENCIAS

http://www.mipielsana.com/alimentos-termogenicos-para-quemar-grasas-de-forma-mas-rapida/

http://cienciaysalud.laverdad.es/la-alimentacion/la-nutricion-ciencia/equivalencias-calorias-otras-unidades-energia-article.html

http://www.aula21.net/nutricion/lasnecesidenerg.html

http://www.ministeriodesalud.go.cr/gestores_en_salud/guiasalimentarias/energia.pdf

http://recursos.cnice.mec.es/edfisica/publico/articulos/articulo1/alimentacion_y_nutricion.pdf

14