INSTITUTO GUADALUPE VICTORIA

Materia: Física Título: ¿Qué relación hay

entre la física y la nutrición?, Docente: Ariel Trejo Bahena

Alumno: Dulce Aurora

Romero Mendoza Grado: 2° Grupo: “A” Fecha: Lunes 22 de junio de

2015.

Introducción La nutrición es un tema importante que necesitamos conocer más a profundidad

porque es algo que el hombre necesita para vivir, para llevar a cabo todas sus

funciones.

La nutrición consiste en 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.

La física está presente en todo momento y también en el concepto de nutrición.

Existe una relación entre la física y la nutrición, el objetivo de este proyecto e

investigación es conocer esa relación y explicarla.

La energía se aplica en la nutrición, ya necesitamos cierta cantidad de nutrientes a

diario para que nuestro cuerpo pueda producir la energía necesaria que nos

permitirá realizar varias funciones incluyendo el trabajo físico, el mantenimiento de

la temperatura corporal y mantener un buen estado de salud. ,

Otra relación que existe es que las calorías son la unidad de medida que se usa

principalmente para conocer la cantidad de energía que nos brindan los alimentos.

Nuestro cuerpo necesita un aporte continuo de energía: para el funcionamiento del

corazón, del sistema nervioso, para realizar el trabajo muscular, para desarrollar

una actividad física, para los procesos relacionados con el crecimiento,

reproducción y reparación de tejidos y también para mantener la temperatura

corporal. Esta energía es suministrada al organismo por los alimentos que

comemos y se obtiene de la oxidación de hidratos de carbono, grasas y proteínas.

También necesitamos la física para saber el gasto energético de nuestro cuerpo y

en eso poder basar nuestra nutrición, así podremos llevar una nutrición de calidad

con lo necesario, y así reduciremos problemas relacionados con la nutrición.

Nutrición

La nutrición es una ciencia que se encarga de estudiar los nutrientes (sustancias

nutricias/alimenticias o nutrimentos) que constituyen los alimentos, la función de

estos nutrientes, las reacciones del organismo a la ingestión de los alimentos y

nutrientes, y como interaccionan dichos nutrientes respecto a la salud y a la

enfermedad (la relación entre la nutrición, la salud y la enfermedad). Además, la

ciencia de la nutrición se dedica a investigar las necesidades nutricionales del ser

humano, sus hábitos y consumo de alimentos, y la composición y valor nutricional

de esos alimentos. La nutrición como un conjunto de procesos se dirige hacia el

estudio de la ingestión, digestión, absorción, metabolismo y excreción de las

sustancias alimenticias (nutrientes/nutrimentos) por medio de los cuales se

produce energía para que ese organismo vivo puede sostenerse, crecer,

desarrollarse y en la mayoría de los casos reproducirse.

Los nutrientes son aquellos compuestos orgánicos (que contienen carbono) o

inorgánicos presentes en los alimentos los cuales pueden ser utilizados por el

cuerpo para una variedad de procesos vitales (suplir energía, formar células o

regular las funciones del organismo)

Una vez INGERIDOS, los alimentos son DIGERIDOS en el estómago e intestino, o

lo que es lo mismo, son desintegrados en sus componentes fundamentales

(Hidratos de carbono, Lípidos, Proteínas, Vitaminas y Minerales) e incorporados al

organismo, que los utilizara como combustible y para reparar y formar tejidos y

órganos en desgaste continuo.

Estas substancias nutritivas (Componentes fundamentales: Hidratos de carbono,

Lípidos, etc.) son ABSORBIDAS en el intestino, por donde pasan a la sangre: Por

sangre llegan a todos los órganos y tejidos donde estos toman las substancias que

necesitan: A la vez los tejidos vierten a la sangre los desperdicios para que estos

sean eliminados fundamentalmente por medio de la orina y de las heces.

NUTRICIÓN es el conjunto de procesos que comprende la DIGESTIÓN de los

alimentos, la absorción de sus componentes, la utilización de los componentes por

parte de los tejidos y la ELIMINACIÓN de los desperdicios por parte de los tejidos.

Los nutrientes de clasifican de acuerdo a su función. Por ejemplo

NUTRIENTES CLASIFICACIÓN FUNCIÓN

Hidratos de Carbono Grasas Proteínas

Energéticos o Dinamogénicos

Producen Calor y Movimiento

El concepto de energía se aplica en la nutrición en lo que refiere al consumo de alimentos y la cantidad que el ser humano requiere para vivir. A pesar de parecer dos cosas elementales, esto implica que el ser humano es un transformador de tipos de energía que funciona en forma permanente o constante.

Desde el punto de vista físico, la energía no se produce ni se pierde, solo se transforma de una forma a otra.

En física existen diversas formas de medir la energía; pero la más común es el 'Joule'; el que representa las unidades de [ kg.m2 / seg2].

La caloría nació como unidad de "calor" cuando se creía que el calor era una sustancia que había que cuantificar dado que se podía entregar en forma de "calor" o de un trabajo mecánico. Entonces, una caloría era la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo de agua un grado centígrado. Luego, se pudo establecer que una caloría eran 4,1868 Joules. Por lo tanto, 2000 KCal eran 8373600 Joules.

Sabiendo que una persona requiere diariamente un promedio de 2000 kilocalorías, deducimos que consume 8.369,8 Kilojoules lo que es decir 8,3 MegaJoules. Energía equivalente a la requerida para mantener encendida una bombilla de 100 Watts durante 23 horas y 15 minutos.

En definitiva, el cuerpo humano, como todo los organismos vivientes, se alimenta (ingiere combustible) para efectuar un trabajo durante un período de tiempo (trabajar durante un día) y la energía que transforma diariamente se mide en kilocalorías (las que mucha gente para evitar el uso permanente del subfijo kilo llama directamente calorías).

La utilización diaria de energía se divide básicamente en tres partes:

La primera que es el índice metabólico de reposo y es la energía básica que necesita el organismo para las actividades elementales de todos los días; a saber: mantener su temperatura, respirar, circular nuestra sangre, digerir, alimentarnos, pensar, hablar, etcétera.

La segunda es la necesaria para la actividad física que desarrollemos sea deporte, trabajo o estar en la casa; y es conocida como factor de actividad.

La tercera es el factor de injuria; y se aplica en los casos en que existen enfermedades, operaciones o periodos de recuperación de alguna operación o enfermedad.

La eficiencia con que una persona convierte la energía de reserva de su organismo en otra depende siempre de cada organismo. Estas corresponden a la masa corporal, edad, sexo, estados biológicos (embarazo), efecto térmico del ejercicio, y el cambio inducido por la propia ingestión de los alimentos.

Las reservas (baterías) de energía del organismo, son en mayor parte las grasas y en menor parte los carbohidratos, representando en una persona en óptimo estado físico un 15% y un 0,5% del peso total de la persona respectivamente. Por eso, cuando una persona esta excedida en peso, la energía acumulada o de sobra es un exceso de tejido graso.

El promedio de consumo de alimentos de una persona es de 2000 kilocalorías por día. 1000 calorías = 1 kcal = 4.184 Kilojoules. Entonces 2000 kilocalorías son equivalentes a 8.369.800 Joules por día.

CALORÍA UNIDAD DE ENERGÍA EN LA NUTRICIÓN

Las calorías son la unidad de medida que se usa principalmente para saber la cantidad de energía que nos aportan los alimentos, se puede abreviar como "cal". En pocas palabras es la unidad de medida para expresar la cantidad de calor o energía, como la energía provoca calor, de aquí el nombre de "caloría".

Es posible diferenciar entre dos clases específicas de calorías: la caloría-gramo (cal) es aquella energía calorífica que es necesaria para subir en 1ºC la temperatura de 1 gramo de H2O; la caloría-kilogramo o kilocaloría (kcal o Cal), por otra parte, es la energía calorífica requerida para que la temperatura de 1 kilogramo de H2O aumente en 1ºC.

Aunque el Joule o Julio (J), otro tipo de unidad científica para medir energía, es más aceptada por el Sistema Internacional de Unidades, aún permanece el uso de la caloría para expresar el poder energético de los alimentos. Una caloría equivale a 4.19 J.

Las calorías de los alimentos se miden por calorimetría, al calentarse un alimento se mide el calor que se aplica y la energía que se libera, las calorías se expresan en kcal/100 g de alimento. Este resultado es lo que determina el valor energético de los alimentos.

Esta unidad de energía es muy importante para explicar el funcionamiento del proceso alimenticio. Los seres vivos necesitan 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 relevante 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. También se requiere de energía para el crecimiento y renovación celular en diversos tejidos u órganos, para realizar actividad física o ejercicio y en situaciones estresantes, como una enfermedad o una intervención quirúrgica.

La energía obtenida a partir de los nutrientes que se encuentran en los alimentos se convierte en calorías o, con mayor precisión, en kilocalorías (es decir, en miles de calorías). Los principales nutrientes energéticos que consumimos en la comida son los azúcares o carbohidratos, las proteínas y los lípidos o grasas, que aportan a nuestro cuerpo las calorías necesarias para el metabolismo.

Las legumbres (frijol, haba, lentejas, garbanzos), cereales (maíz, arroz, trigo), frutas y algunas verduras y hortalizas son alimentos ricos en carbohidratos, 1 gramo de éstos produce 4 calorías. La carne, pescado, mariscos, leche y huevos son alimentos ricos en proteínas y un gramo de éstas produce también 4 calorías. Las grasas son los nutrientes que más calorías aportan, 1 g produce 9 calorías y

son contenidas en la mantequilla, margarina, aceite, frutos secos, cordero, cerdo, embutidos, pescado azul, productos lácteos, pan y pasteles.

La necesidad básica y elemental para el mantenimiento mínimo del metabolismo en un adulto es de unas 1000 calorías, pero, a partir de allí, todo dependerá de la actividad física y mental de cada individuo (el cerebro es un ávido consumidor de calorías, cosa que no debe olvidarse en quienes efectúan tareas fundamentalmente intelectuales). Para la mayoría de niños en edad escolar, se recomienda una ingesta entre 1600 y 2500 calorías al día, independientemente del género y la edad, las personas que son activas y se mueven mucho necesitan más calorías que las que tienen hábitos más sedentarios (es decir, son muy poco activas).

Otros factores a tener en cuenta, para calcular el gasto calórico, también tenemos

que tener en cuenta las condiciones físicas de cada persona, su edad y el sexo.

Lo que quiere decir que una persona sin variar de peso, puede variar su gasto

calórico dependiendo de las condiciones en que se encuentre. Hay situaciones en

las que aun manteniendo el mismo peso, tenemos un metabolismo basal mayor,

por ejemplo:

Edad: el gasto calórico es inversamente proporcional a la edad, es decir, cuanta

más edad se tiene, menos gasto requiere el organismo.

Sexo: si hacemos la distinción entre sexos, la mujer tiene un gasto menor que el

hombre.

Talla: la altura también influye, las personas más altas tienen un gasto más

pequeño que las más bajas.

Situaciones especiales: en el caso de embarazo y periodo de lactancia en la

mujer, situaciones de estrés, enfermedades o fiebre, el metabolismo basal

aumenta.

Deporte: las personas que hacen deporte, tienen más masa muscular, y en

consecuencia, se incrementa su gasto calórico.

Temperatura: incluso puede influir la temperatura ambiental, en el caso de

ambientes cálidos puede bajar el metabolismo basal hasta un 10 % respecto a

lugares con temperaturas frías.

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

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

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

COMO CALCULAR EL GASTO ENERGÉTICO

Las necesidades de energía de cualquier ser vivo se calcula como la suma de

varios componentes.

A la energía requerida por el organismo en reposo absoluto y a temperatura

constante se le llama Tasa de Metabolismo Basal (TMB), que es la mínima

energía que necesitamos para mantenernos vivos.

Para medir el metabolismo basal, la persona ha de estar en reposo físico y

psíquico, en ayunas de 12 horas y a una temperatura ambiente de 20 º.

Como ejemplos de consumo basal más significativo está el recambio celular

(constantemente mueren células que han de ser sustituidas), la formación de

sustancias como hormonas, jugos gástricos, etc. Los órganos no cesan su

actividad: el corazón late las 24 horas del día, el riñón no interrumpe la formación

de orina, etc.

La tasa metabólica depende de factores como el peso corporal, la relación entre

masa de tejido magro y graso, la superficie externa del cuerpo, el tipo de piel o

incluso la aclimatación a una determinada temperatura externa. Los niños tienen

tasas metabólicas muy altas (mayor relación entre superficie y masa corporal),

mientras que los ancianos la tienen más reducida. También es algo más baja en

las mujeres que en los hombres (mayor cantidad de grasa en la piel). Por otro

lado, si nos sometemos a

Una dieta pobre en calorías o a un ayuno prolongado, el organismo hace

descender notablemente la energía consumida en reposo para hacer durar más

tiempo las reservas energéticas disponibles, pero si estamos sometidos a estrés,

la actividad hormonal hace que el metabolismo basal aumente

Si en vez de estar en reposo absoluto desarrollamos alguna actividad física,

nuestras necesidades energéticas aumentan. A este factor se le denomina

"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 aproximada de en qué medida varía la energía

consumida, respecto 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,

Ligera TMB x 2,5 163 Caminar en llano a 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

Un último factor sería la energía requerida para el mantenimiento de la

temperatura corporal. En este concepto se consume la mayor parte de la tasa de

metabolismo basal, y cualquier variación de la temperatura externa influye

notablemente en nuestras necesidades energéticas. Se calcula que en los trópicos

(temperaturas medias mayores de 25º) el metabolismo basal disminuye un 10%

aproximadamente.

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%.

Conclusiones

Comprendí la relación entre la física y la nutrición son las calorías y que las

calorías se definen como la unidad de energía equivalente al calor que se necesita

para conseguir elevar la temperatura de 1 gramo de agua en 1º C.

Esto me ayudado a comprender la importancia de la nutrición y que es la principal

fuente de energía en nuestro cuerpo al igual que todos los alimentos son

potenciales fuentes de energía pero en cantidades variables. A parte esta energía

es esencial para que nuestro cuerpo se desarrolle, para realizar nuestras

actividades diarias etc. Si no llevamos una nutrición adecuada podríamos sufrir de

varios trastornos alimenticios que afectarían nuestra calidad de vida

Durante toda esta investigación aprendí que se denomina valor energético o

calórico de un alimento a la cantidad de energía que se produce cuando es

totalmente oxidado o metabolizado para producir dióxido de carbono y agua (y

también urea en el caso de las proteínas).

Entendí que el Joule es otra unidad para la alimentación que se define como el

trabajo realizado por la fuerza de 1 newton que desplaza su punto de aplicación 1

m en la dirección de la fuerza. La unidad internacional de energía es el Joule,

pero habitualmente la nutrición se mide en kilocalorías (kcal) (1 kcal = 1000

calorías o 1 Caloría grande) o en kilojulios (kJ) (1 kcal = 4.184 kJ).

Concluí que toda nuestra actividad (inclusive la de abastecernos de energía,

también conocida como comer), implica que transformemos algún tipo de energía

en otro.

Bibliografía

http://www.alimentacionsaludable.es/conc_energia.htm

http://www.sabermas.umich.mx/archivo/secciones-anteriores/la-ciencia-en-

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

http://www.saludmed.com/CtrlPeso/CptosBas/CptosBasN.html

http://www.natureduca.com/anat_nutric_energia2.php