LA CALORIMETRÍA

La calorimetría es la parte de la física que se encarga de la medición del calor en una reacción química o un cambio de estado. Mide el gasto energético o consumo de energía de un individuo. (Salud, Nutricion y Deporte, 2017)

PRINCIPIOS GENERALES DE LA CALORIMETRÍA

1.- Siempre que entre varios cuerpos haya un intercambio de energía térmica, la cantidad de calor perdido por unos cuerpos es igual a la cantidad de calor ganada por los otros. 

2.- La cantidad de calor absorbida o desprendida por un cuerpo es directamente proporcional a su variación de temperatura. Así, para elevar la temperatura de un cuerpo de 20°C se requiere el doble de cantidad de energía térmica que para elevarla a 10°C. 

3.- La cantidad de calor absorbida o desprendida por un cuerpo es directamente proporcional a su masa. 

4.- Cuando varios cuerpos a temperaturas diferentes se ponen en contacto, la energía térmica se desplaza hacia los cuerpos cuya temperatura es más baja. El equilibrio térmico ocurre cuando todos los cuerpos quedan a la misma temperatura. 

Existen diferentes métodos para calcular la energía consumida por un cuerpo: métodos prácticos, se realizan con equipos herméticos y aislados. Y métodos teóricos, mediante ecuaciones matemáticas. (Salud, Nutricion y Deporte, 2017) 

En los métodos prácticos nos encontramos con: 

LA CALORIMETRÍA DIRECTA 

Que mide la energía que se desprende en la oxidación de la materia. Para ello se utilizan equipos herméticos y aislados térmicamente, permitiendo determinar el calor producido por nuestro organismo en unas circunstancias determinadas. El calor que desprende el individuo se comunica con el agua circulante y posteriormente se mide el calor que ha absorbido esta agua. (Salud, Nutricion y Deporte, 2017) 

LA CALORIMETRÍA INDIRECTA 

La combustión de los nutrientes consume una cantidad de oxígeno proporcional a la cantidad de energía liberada en forma de calor. La estimación del consumo de oxígeno se hace por diferencia de volúmenes o bien con instrumental que cuantifica directamente, tanto el oxígeno (O2) consumido, como el anhídrido carbónico (CO2) producido. (Salud, Nutricion y Deporte, 2017) 

Usos de la calorimetría 

• Colabora en el establecimiento del mecanismo de acción enzimática, así como en su cinética. Esta técnica puede medir las reacciones entre moléculas, determinando la afinidad de enlace, la estequiometría, la entalpía y la entropía en solución sin la necesidad de marcadores.
• Evalúa la interacción de las nanopartículas con las proteínas y, en conjunto con otros métodos analíticos, es una herramienta importante para registrar los cambios conformacionales de las proteínas.
•  Tiene aplicación en la conservación de los alimentos y en los cultivos.
• En cuanto a la conservación de los alimentos, puede determinar su deterioro y tiempo de vida en los estantes (actividad microbiológica). Puede comparar la eficiencia de diferentes métodos de conservación de los alimentos, y es capaz de determinar la dosis óptima de conservantes, así como la degradación en el control de empaquetamiento.
•  En cuanto a cultivos de vegetales, puede estudiar la germinación de la semilla. Al estar en agua y en presencia de oxígeno, estas liberan calor que puede medirse con un calorímetro isotérmico. Examina la edad y almacenamiento inadecuado de las semillas y estudia su velocidad de crecimiento ante variaciones de temperatura, pH o de diferentes químicos.
•  Finalmente, puede medir la actividad biológica de los suelos. Además, puede detectar enfermedades.
• Junto con la calorimetría isotérmica, ha permitido estudiar la interacción de proteínas con sus ligandos, la interacción alostérica, el plegamiento de las proteínas y el mecanismo de su estabilización.
• Se puede medir directamente el calor que se libera o absorbe durante un evento de enlace molecular.
•  La calorimetría de escaneo diferencial es una herramienta termodinámica para el establecimiento directo de la captación de energía calórica que ocurre en una muestra. Esto permite analizar los factores que intervienen en la estabilidad de la molécula proteica.
• También estudia la termodinámica de la transición del plegamiento de los ácidos nucleicos. La técnica permite la determinación de la estabilidad oxidativa del ácido linoleico aislado y acoplado a otros lípidos.
• La técnica se aplica en la cuantificación de los nanosólidos de uso farmacéuticos y en la caracterización térmica de transportadores de lípidos nanoestructurados. (Bolívar, 2016)