Reacciones de combustión de combustibles y alimentos

Las reacciones de combustión de combustibles y alimentos son tipos de reacciones redox que son esenciales para la vida y la civilización – porque el calor es el producto más importante de estas reacciones.

Combustión de los alimentos

El aporte de los alimentos a nuestro cuerpo siempre es importante, sea este negativo o positivo, por lógica necesitamos saber qué estamos metiendo en nuestro organismo. En el caso de la combustión de los alimentos, es una reacción que permite determinar el valor calorífico, por eso es tan importante conocerlo.

Cuando decimos que determinado alimento contiene 1 caloría, lo que se quiere decir de manera científica es que ese es el calor necesario que dicho alimento (o sus componentes)  requieren para elevar un grado (°C) la temperatura en una medida de un gramo de agua.

Relación entre la combustión de los alimentos y los combustibles

Ambos procesos, la combustión de alimentos y de combustibles, persiguen un mismo fin: generar energía.

La diferencia radica en el uso de esa energía. La combustión de alimentos permite que nuestro cuerpo aproveche esa energía para cumplir con los procesos metabólicos y contribuir con nuestro desarrollo como seres humanos. Por otro lado, en los combustibles, la energía es utilizada para poner en marcha grandes maquinarias, sistemas, crear energía eléctrica y demás.

Cuantificación de la energía liberada en la combustión de los alimentos y los combustibles

El calorímetro es un instrumento o herramienta usada con efectividad para medir esta energía, logra medir el calor generado por la combustión. Curiosamente, este mismo instrumento sirve tanto para medir la energía en la combustión de los alimentos como en la de combustibles.

El proceso es relativamente sencillo: se coloca el alimento en una cámara y se comienza a calentarlo, el calor de dicha combustión se transferirá, a través de las paredes de esta cámara a una masa de agua que estará encerrada en un recipiente mayor. La clave para cuantificar la energía es saber en todo momento la temperatura del agua, el peso de los alimentos y el peso del agua. Cuanto más sea necesario calentar el alimento para aumentar la temperatura en cada gramo de agua, podemos decir que el alimento tiene más calorías.

Ejemplos de combustión de alimentos

Cuando consumimos grandes cantidades de grasa, esto genera gran cantidad de energía, sin embargo, esta energía contribuirá al desarrollo de nuestro cuerpo según ayudemos al organismo a procesarla. La energía ayuda al metabolismo pero necesita ser encausada, del mismo modo que la energía hidráulica o eléctrica sin un  sistema adecuado podría ser más peligroso que beneficioso.

¿Qué sucede con la energía liberada durante la combustión de los alimentos?

Esa energía pasa por una reacción química que hace que se transforme en calorías y sirva para el metabolismo de los seres humanos. A través de esta combustión es como los alimentos logran transmitirnos a los seres humanos la energía que necesitamos para vivir, crecer, desarrollar fuerza, caminar, para todo.

¿Cómo se determina el contenido energético de los alimentos?

A través del proceso de combustión de los alimentos, una vez se ha utilizado el calorímetro, tendremos claro cuanta energía libera cada alimento, expresado a través de las calorías del mismo. Es por ello que cuando hablamos de alguna comida o ingrediente en cuanto a su aporte, lo expresamos en calorías.

Los siguientes son ejemplos comunes de reacciones de combustión

  • La quema de carbón, madera, gas natural y petróleo calienta nuestros hogares y proporciona la mayor parte de nuestra electricidad.
  • La combustión de gasolina, combustible para aviones y diesel impulsa nuestros sistemas de transporte.
  • La combustión de los alimentos alimenta nuestros cuerpos.

¿Alguna vez se ha preguntado cómo se mide el contenido energético de un combustible o de un alimento? Se utiliza un instrumento llamado bomba calorimétrica para medir el contenido de energía. El siguiente diagrama muestra los principales componentes de un calorímetro de bomba.

Los químicos usan una bomba calorimétrica para medir el contenido de energía

Para medir el contenido energético de los combustibles, se coloca una masa conocida del material a medir en un recipiente para muestras y se sella. El aire se extrae del recipiente para muestras y se sustituye por oxígeno puro. La taza se coloca en el calorímetro con una cantidad conocida de agua que la cubra.

Se mide la temperatura inicial del agua y luego se enciende eléctricamente la muestra. Se mide el aumento de la temperatura y se calcula el número de calorías de energía que se liberan. Una caloría es la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua a 1 grado Celsius. La combustión completa de una gran cocina, por ejemplo, le da aproximadamente una kilocaloría de calor.

El contenido calórico de los alimentos se puede determinar exactamente de la misma manera. Los químicos reportan los resultados en calorías o kilocalorías, mientras que los nutricionistas reportan los resultados en calorías nutricionales.

Una caloría nutricional es igual a la kilocaloría de una farmacia (1.000 calorías). Una barra de caramelo de 300 calorías produce 300.000 calorías de energía. Desafortunadamente, no toda esa energía se requiere inmediatamente, por lo que parte se almacena en compuestos como las grasas.

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