Explicar la relación entre la nutrición y la física

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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

6. 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

7.  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)

8. 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%.

9. 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.

10. Bibliografía
 http://www.alimentacionsaludable.es/conc_energia.htm
 http://www.sabermas.umich.mx/archivo/secciones-anteriores/la-ciencia-en-
pocas-palabras/95-numero-12/188-caloria-unidad-de-energia-en-la-
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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