Sistema Energetico

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS ESCUELA DE INGENIERÍA ZOOTÉCNICA

INVESTIGACION SISTEMA ENERGÉTICO

AUTORES

Riobamba- Ecuador 2013

I.

INTRODUCCION

El organismo para su funcionamiento necesita de un mantenimiento en la producción de energía, esta energía proviene de la ingesta de alimentos, de las bebidas y del propio oxigeno que respiramos. Nuestro cuerpo usa el ATP

(adenosín-trifosfato) como única unidad de energía, pero dispone de varias formas de obtener ATP. Es importante conocer la cantidad de energía que se encuentra disponible para el animal en alguna dieta, puesto que ésta es determinante en los rendimientos productivos del animal y corresponde, además, a una parte importante del coste que tendrá el alimento. Existen distintas formas de obtener energía no funcionan una detrás de la otra como podrían ser las marchas de un coche, si no que se van solapando una sobre la otra. Por lo que en un momento de intensidad dato puede haber varias vías diferentes de obtención de energía. Existen multitud de formas y nombres para las distintas etapas dentro de los sistemas. Pero todas se inician con dos divisiones generales. El sistema aeróbico y el sistema anaeróbico. Como su nombre indican se diferencia por la utilización del oxígeno. En el trabajo aeróbico hace falta oxígeno para la producción de energía y en el sistema anaeróbico no hace falta oxígeno para el suministro de energía a los músculos. La composición química de un alimento es solamente indicativa de su contenido de nutrimentos, mas no de su disponibilidad para el animal, por lo que es necesario contar además con datos de digestibilidad. Esta se define como el porcentaje de un nutrimento dado que se digiere en su paso por el tubo gastrointestinal. Todos los alimentos alimentos son son fuente de energía, energía, pero unos contienen más energía energía que otros. Los carbohidratos, y las proteínas, aportan 4 Cal/g y las grasas 9 Cal/g. Si la energía energía que proviene de los carbohidratos carbohidratos y las grasas, grasas, es baja con relación a las necesidades de cada individuo, entonces el organismo utilizará la energía que generan las proteínas, para cubrir esas necesidades con la consecuente disminución en el aprovechamiento de las proteínas para la formación de tejidos tejidos o músculos. Las vitaminas, los minerales y el agua no proporcionan calorías. Los alimentos alimentos que aportan más energía, son las grasas, azúcares, cereales, leguminosas y verduras harinosas. La energía bruta (EB) del alimento no es totalmente disponible para las necesidades del animal. En un primer lugar, una parte de la energía del alimento no es digerido y se excreta directamente en las heces. Otra parte es degradada por procesos de fermentación productores de gas. En la orina hay perdidas de energía ligadas al metabolismo proteico y finalmente, la utilización metabólica de la energía del alimento va acompañada de unas pérdidas en forma de calor.  Atendiendo a la partición de la energía ingerida en el animal presentada por Sibbald (1982) (Figura 1), el valor energético de un alimento puede expresarse en términos de Energía Digestible (ED), Energía Metabolizable (EM) y Energía Neta (EN); y cada sistema de energía lleva asociado una metodología concreta para determinarla (Bondi, A. A., Arias, R. S., & Drori, D. 1989).

II.

OBJETIVOS 

Objetivo general

Conocer cuál es la función del sistema energético dentro del organismo. 

Objetivos específicos

1. Identificar cuáles son las fuentes de energía energía para el organismo. 2. Determinar como sucede cada uno de los procesos procesos metabólicos para la obtención de energía bruta a energía neta.

III.

REVISION DE LITERATURA

SISTEMA ENERGÉTICO FOTOSÍNTESIS Podemos decir que la fotosíntesis la  fotosíntesis es el proceso el proceso que mantiene la vida en nuestro planeta. Las plantas Las plantas terrestres, las algas de aguas dulces, marinas o las que habitan en los océanos realizan este proceso de transformación de la materia la materia inorgánica en materia orgánica y al mismo tiempo mismo  tiempo convierten la energía solar en energía química. energía  química. Todos  Todos los organismos heterótrofos dependen de estas conversiones energéticas y de materia para su subsistencia. Y esto no es todo, los organismos fotosintéticos eliminan oxígeno eliminan  oxígeno al ambiente, al ambiente,   del cual también depende la mayoría de los seres vivos de este planeta.  Antes de comenzar a estudiar ambas etapas es conveniente ver algunas características de los cloroplastos que permiten la realización de la captación de energía lumínica. En principio, los cloroplastos tienen pigmentos que son moléculas capaces de "capturar" ciertas cantidades de energía lumínica. Dentro de los pigmentos más comunes se encuentra la clorofila a y la clorofila b, típica de plantas terrestres, los carotenos, las xantóficas, fucoeritrinas y fucocianinas, cada uno de estos últimos característico de ciertas especies. Cada uno de estos pigmentos se "especializa" en captar cierto tipo de luz. Como sabemos el espectro lumínico que proviene del sol se puede descomponer en diferentes colores diferentes colores a través de un prisma, cada color cada  color corresponde a una cierta intensidad de luz, que puede medirse en longitudes de onda. Cada pigmento puede capturar un tipo distinto de longitud de onda ß.

En el esquema se muestran los espectros de absorción de la clorofila (a y b), carotenos, ficoeritrina y ficocianina. Como puede observarse cada pigmento tiene un pico de absorción característico. Pero para hacer más eficiente la absorción de luz las plantas utilizan sistemas utilizan sistemas "trampa" fotosistemas, con un pigmento principal como la clorofila a o b y diferentes pigmentos accesorios. A través de estos sistemas los autótrofos pueden aprovechar mejor la energía lumínica Los cloroplastos se ubican en las células expuestas a la luz, es decir, aquéllas partes de la planta que son fotosintéticamente activas. En el caso de las plantas superiores la fotosíntesis ocurre principalmente en las hojas, y dentro de éstas, en cloroplastos ubicados en células del parénquima, que es uno de los tejidos los  tejidos de la hoja. Las hojas, además, poseen pequeñas abertura o "estomas", formadas por células que pueden agrandar o cerrar la abertura y que permiten, de este modo, regular la entrada o salida de agua y  gases,   gases,  como el oxígeno y dióxido de carbono. de  carbono. Los cloroplastos son organelas formadas por una doble membrana externa y vesículas apiladas formando estructuras formando  estructuras llamadas grana. Cada grana está formada por varios tilacoides. Como ya se ha mencionado, la clorofila y otros pigmentos se ubican en los cloroplastos, dentro de la membrana tilacoide, en unidades llamadas fotosistemas. Cada unidad tiene numerosas moléculas de pigmentos que se utilizan como antenas como  antenas para atrapar la luz. Cuando la energía lumínica es absorbida por uno de los pigmentos, se desprenden electrones que rebotan en el fotosistema hasta llegar al centro de reacción, la clorofila a. El fotosistema que reacciona primero ante la presencia de luz es el fotosistema I. La estructura La estructura de la membrana tilacoide permite que los electrones, provenientes de la exitación fotoquímica de la clorofila sean recibidos por moléculas especializadas, llamadas aceptores, que sufren sucesivamente reacciones de óxido-reducción y transportan los electrones hasta un aceptor final, la coenzima NADP. Para que se lleve a cabo la producción la  producción de ATP (energía química) y se reduzca la coenzima NADP es necesario que reaccione otro fotosistema asociado, el fotosistema II. En este se produce también la exitación fotoquímica de la clorofila, que libera electrones. Los electrones son transferidos de un aceptor a otro a través de una cadena de transporte de  transporte que los guía hasta el fotosistema I, quedando de este modo restablecida la carga electroquímica carga  electroquímica de esta molécula. Simultáneamente, en el fotosistema II se produce la lisis o ruptura de una molécula de agua. Este proceso, también llamado fotooxidación del agua, libera electrones, que son capturados por el fotosistema II, oxígeno, que es liberado a la atm la atmósfera ósfera a través de los estomas, y protones, que quedan retenidos en el espacio intratilacoideo.

Fase luminosa En la etapa fotodependiente se producen dos  procesos químicos que son decisivos para la producción final de  glucosa,   glucosa,  estos son la reducción de la coenzima NADP y la síntesis la  síntesis de ATP. El NADP se reduce a NADPH+H+ con los protones que libera la molécula de agua. La coenzima NADP reducida aportará los protones necesarios para sintetizar la molécula de glucosa, mientras el ATP liberará la energía necesaria para dicha síntesis.  Asociada a la membrana tilacoide se encuentra la enzima ATP sintetasa (ó ATP asa) que es la responsable de la producción de ATP. Esta enzima es capaz de transportar protones a través de un canal ubicado en su interior y transformar la energía cinética de los protones en energía química que se conserva en el ATP. De esta forma, la enzima ATP sintetasa libera el gradiente electroquímico que se produce dentro del tilacoide y utiliza la energía de este gradiente para adicionar un grupo un grupo fosfato al ADP produciendo ATP. Por otra parte, los protones que ahora se encuentran el la matriz la matrizdel del cloroplasto, se unen a la coenzima NADP produciendo NADPH+H+.

Fase oscura El ciclo de Calvin ocurre en el estroma o matriz del cloroplasto. Allí se encuentran las enzimas las enzimas necesarias que catalizarán la conversión de dióxido de carbono (CO2) en glucosa utilizando los protones aportados por la coenzima NADP más la energía del ATP. El dióxido de carbono ingresa a traves de los estomas y llega hasta la molécula aceptora del ciclo, una pentosa llamada ribulosa di fosfato, combinándose con esta mediante la acción la  acción de la enzima ribulosa bifosfato carboxilasa oxigenasa o rubisco. El primer  producto primer  producto estable de la fijación de CO2 es el ácido-3-fosfoglicérico ( PGA), un compuesto de 3 carbonos. La energía del  ATP es utilizada para fosforilar el PGA y formar ácido 1,3 difosfoglicérico, el cual es reducido luego mediante la acción del NADPH+H+ a gliceraldehido-3-fosfato (PGAL). Una parte del gliceraldehido-3-fosfato es utilizada en el ciclo para sintetizar glucosa, mientras que el resto se utiliza para regenerar la ribulosa, que da comienzo a un nuevo ciclo. Una gran parte del PGAL se transforma en almidón (carbohidrato de reserva) en el estroma del cloroplasto. Otra parte del PGAL es exportado al citosol, donde se transforma en intermediario de la glucólisis. También se obtienen intermediarios de azúcares de gran importancia biológica, como la sacarosa. Este disacárico es la principal forma en que los azucares se transportan a través del floema, desde las hojas hasta los sitios de la planta donde son requeridos.

ENERGÍA BRUTA O CALOR DE COMBUSTIÓN Según la primera Ley de la termodinámica todas las formas de energía pueden convertirse cuantitativamente en calor; entonces, se puede medir el calor de combustión de los ingredientes.

Por tanto, cuando una sustancia se quema por completo hasta sus últimos productos de oxidación (bióxido de carbono (CO2), agua y otros gases), el calor liberado se considera como su energía bruta  o calor de combustión. Para esto se utiliza una bomba calorimétrica que evita fuga de calor. En el cuadro 1 se compara el calor liberado por diferentes sustancias e ingredientes. Nótese que el valor de las grasas es más del doble que el de los azúcares y, 1.7 veces el de las proteínas, aunque sólo en casos extremos de ayuno, la proteína (aminoácidos), se usa como fuente de energía. 1. La concentración de energía energía bruta de un ingrediente alimenticio alimenticio depende de las proporciones de carbohidratos, grasa y proteína presentes en el ingrediente. Los minerales y el agua no contribuyen con energía; los carbohidratos proporcionan desde 3.7 (glucosa) hasta 4.2 (almidón) kcal /g, las proteínas aportan 5.6 kcal/ g y, las grasas aportan 9.4 kcal/ g (las grasas 2.25 más que el almidón). 2. Por otra parte, si la composición composición del alimento es conocida, conocida, la energía energía bruta (EB) puede ser calculada con bastante exactitud (r2 = 0.98). La siguiente ecuación fue reportada por Ewan (1989) para predecir la EB (kcal/ kg) a partir de la grasa (extracto etéreo = EE), proteína cruda cruda (PC) y ceniza. En el cuadro 2 se anotan ejemplos de cálculos, mediante la ecuación, para diversos ingredientes.

EB(kcal/ kg) = 4,143 + (56 x % EE) + (15 x %PC)  – (44 x %Cen)

(NRC

cerdos 1998)

Pero el cerdo no aprovecha el 100% de la energía energía bruta de un alimento. El cerdo consume en el alimento energía bruta (contenida en la grasa,

carbohidratos y proteínas), proteínas), y excreta en heces una parte parte de lo consumido. consumido. La porción que no fue eliminada en heces se considera que fue digerida y absorbida a través del intestino delgado y se le denomina “Energía digestible”. Sin embargo, no toda la energía contenida en los carbohidratos, ácidos grasos, glicerol y aminoácidos que se absorben a través del intestino es utilizada en el metabolismo del cerdo. cerdo. A los aminoácidos excedentes se les quita quita el nitrógeno y éste se elimina por orina en forma de urea; esta parte correspondiente de energía no se utiliza por el cerdo, entonces, al valor de la energía digestible hay que descontarle el valor valor de la energía que se pierde en la orina como urea. Al valor que queda se le llama “Energía metabolizable ” y es la que utiliza el cerdo como “combustible”.

Pero, de la energía que se emplea en el metabolismo del cerdo, una parte se pierde como calor. calor. Si descontamos el valor energético del calor, al valor de energía metabolizable, queda el valor de “ Energía neta ”, la cual se define como: la fracción de la energía bruta que verdaderamente verdaderamente aparece como producto. producto. Ahora bien, la energía neta primero se utiliza para cubrir las funciones de mantenimiento de tejidos del cerdo (Energía Neta de mantenimiento) y, lo que resta, se usa para producción en cualquiera de sus modalidades: Crecimiento, feto, placenta, glándula mamaria y además, en otras especies, producción de huevo, de lana, trabajo (EN de producción).

BOMBA CALORIMÉTRICA La Bomba Calorimétrica se usa para determinar el Poder Calorífico de un Combustible cuando se quema a volumen constante. A continuación se explica de manera resumida su funcionamiento. El combustible cuyo Poder Calorífico se desea determinar se coloca en un crisol para combustible (si el combustible es sólido, deberá colocarse en forma de pastilla) dentro de la bomba calorimétrica.  Adicionalmente se agrega el oxígeno necesario para la combustión. La bomba calorimétrica se rodea de una camisa de agua que absorberá el calor liberado por el combustible. Todo esto se realiza dentro de una camisa adiabática para evitar fuga de calor que afecte el proceso. Sin embargo, el calor que absorbe el agua no es el poder calorífico del combustible, debido a diversos factores, entre los cuales pueden nombrarse: absorción de calor por la propia bomba, liberación de calor del alambre que provoca el encendido del combustible, liberación de calor por la formación de ácido nítrico y sulfúrico, entre otros.  Al aplicar la ecuación de Primera Ley al proceso de combustión a volumen constante, tomando en cuenta todos los factores nombrados con anterioridad, se obtiene la siguiente ecuación: H

MS Cv S ΔT 



MC

e1



e2

e2 = m∙h donde MS  es la masa de la bomba calorimétrica, sus accesorios y el agua utilizada (masa del sistema); Cv S  es el calor específico promedio de la bomba calorimétrica, sus accesorios y el agua utilizada (calor específico del sistema); ΔT

es el cambio de temperatura registrado durante la experiencia; H es el poder calorífico del combustible; e 1 es la corrección por el calor que libera la formación de ácidos de nitrógeno y azufre (puede despreciarse en esta experiencia); e 2 es la corrección por el calor generado por la combustión del filamento de ignición; m es la masa o longitud del filamento de ignición; h es el poder calorífico del filamento por unidad de masa o longitud; M C es la masa de combustible. Debido a que los gases producidos durante la combustión al final se encuentran a temperaturas bastante bajas y a que el ensayo se lleva a cabo a alta presión, la mayor parte del agua presente en los productos condensa, por lo cual el poder calorífico que se estará determinando en esta experiencia es el superior. Como no se puede medir en el laboratorio la cantidad de agua presente después de la combustión, es imposible el cálculo del poder calorífico inferior del combustible.

ENERGIA DIGESTIBLE Bondi, A. A., Arias, R. S., & Drori, D. (1989). La energía digestible (ED) es la energía del alimento (EB) menos la energía de las heces. Determinando el calor de combustión del alimento y las heces recogidas en un experimento de digestibilidad, se obtiene la energía digestible (digestibilidad aparente). Se denomina energía digestible aparente para diferenciarla de la energía digerible verdadera, ya que la energía fecal incluye la correspondiente a la porción no ingerida del alimento y la de los productos metabólicos procedentes de los tejidos orgánicos. La energía perdida en las heces supone la mayor pérdida de la energía ingerida. En los rumiantes, las perdidas representan el 40-50% en el caso de los forrajes y 20-30% en el caso de los concentrados. En los caballos, las perdidas fecales suponen, aproximadamente, el 40% de la energía ingerida, y en los cerdos el 20%.

Sistemas de Valoración Energética in-vivo Francesch, M. (2001). La energía bruta (EB) del alimento no es totalmente disponible para las necesidades del animal. En un primer lugar, una parte de la energía del alimento no es digerido y se excreta directamente en las heces. Otra parte es degradada por procesos de fermentación productores de gas. En la orina hay perdidas de energía ligadas al metabolismo proteico y finalmente, la utilización metabólica de la energía del alimento va acompañada de unas pérdidas en forma de calor. Atendiendo a la partición de la energía ingerida en el

animal presentada por Sibbald (1982) (Figura 1), el valor energético de un alimento puede expresarse en términos de Energía Digestible (ED), Energía Metabolizable (EM) y Energía Neta (EN); y cada sistema de energía lleva asociado una metodología concreta para determinarla.

Sería el sistema de preferencia a utilizar en la formulación de raciones pero aun no se dispone de todas las bases experimentales que permitan establecer un sistema de EN para ser aplicado en la práctica de formulación de raciones.

a) Energía Digestible de los alimentos Guevara P. (2012). Una medida más útil de energía es la Energía Digerible (ED). Esta toma en cuenta la energía que no es digerida, la que se pierde en las heces, la cual es la pérdida más grande de energía de la dieta de una sola vez (Gonda, H. 2002). La ED de un alimento es más representativa de su utilidad para un animal: menos del 20% de la energía de un alimento de buena calidad se pierde a través de las heces, mientras que en un alimento de mala calidad, se puede perder más del 60% de esta manera. Si comparamos la ED del grano de trigo, la hierba seca y paja de trigo, podemos ver que la ED refleja con más precisión su utilidad potencial (~16 MJ/kg, ~12 MJ/kg y ~7 MJ/kg materia seca, respectivamente). La Energía Digestible como requerimiento para las diferentes especies animales es lo primero que debemos considerar para óptimos sistemas de alimentación. En la actualidad se considera solamente para conejos, cuyes y caballos los requerimientos de energía digestible.

b) Nutrientes Digeribles Totales (N.D.T.) Este es el primer sistema usado para determinar el valor de la energía de los alimentos, el mismo que es utilizado en ciertas partes del mundo especialmente en USA pero modificado, debido a las desventajas encontradas en el sistema original. Una vez que se ha obtenido los valores de digestibilidad de los diferentes nutrientes (Proteína cruda digestible, Fibra cruda digestible, Grasa o extracto etéreo digestible y Extracto Libre de Nitrógeno digestible partiendo de las pruebas de digestibilidad podemos calcular los Nutrientes Digestibles Totales (N.D.T.), a partir de la siguiente fórmula: N.D.T. = PCD + (EED X 2.25) + FCD + ELND Posteriormente se puede añadir una relación con la energía digestible: 1 Kg NDT = 4,40 Mcal de ED. ED = NDT * 4400/100 Nos vamos vamos a servir servir de la composición de la dieta base utilizada en las pruebas pruebas de digestibilidad, para graficar un ejemplo de cómo obtener los NDT, y en base a ellos la ED. N.D.T. = PCD + (EED X 2.25) + FCD + ELND N.D.T. = 149,02 + (9,10 X 2.25) + 179,22 +268,75 N.D.T. = 617/10 = 61,7 61,7 ED = 61,7*4400/100 ED = 2716,82 Kcal/ Kg de dieta base Principales ventajas y desventajas del N.D.T. La principal ventaja del sistema N.D.T. es que se utiliza desde antiguamente, es decir que mucha gente lo conoce. Las principales desventajas del sistema N.D.T. son: 1.- En realidad su nombre es inapropiado, porque los N.D.T. no constituyen el total de los principios nutritivos ya que no incluye al material mineral. 2.- A la grasa digestible se lo multiplica por 2,25 antes de transformar a N.D.T. porque su valor energético es más alto que el de los Hidratos de Carbono y las proteínas. Por multiplicar las grasa grasa por 2,25 sucede a veces veces que los alimentos alimentos ricos en grasa tiene un % de N.D.T. mayor de 100, un ejemplo de la grasa del cerdo con un coeficiente de digestibilidad del 100% entonces tendría un valor teórico de N.D.T.= a 225%.

3.- Es una fórmula empírica basada en determinaciones químicas que no se relaciona con el metabolismo real del animal. 4.- Tiene en cuenta nada más que las pérdidas digestivas y no otras pérdidas importantes como las que ocurren con la orina, los gases y el incremento calórico. 5.- Al considerar solamente las pérdidas por las heces en este sistema sobrevalora los alimentos fibrosos o voluminosos en relación con los concentrados. En los los alimentos fibrosos tales como los forrajes exista exista una pérdida más alta tanto de gases como de incremento calórico en comparación de los concentrados. Hasta el año 2000, el valor ENL de la mayoría de los alimentos se calculaba a partir de un valor TDN determinado experimentalmente. Algunas limitaciones de este método son: i) Los valores de TDN de la mayoría de los alimentos fueron determinados hace muchos años. ii) Para algunos alimentos, el valor TDN no puede determinarse directamente, ya que el alimento puede no ser el único alimento de la dieta. Por tanto, pueden ocurrir imprecisiones en el cálculo del valor de TDN de un ingrediente en una dieta con muchos ingredientes como consecuencia de efectos asociativos. iii) La composición de los alimentos ha cambiado a lo largo de los años mientras que el valor TDN ha permanecido invariable. iv) El consumo y la composición de la dieta afecta a la digestibilidad de los alimentos. Los valores energéticos fueron calculados a un nivel de ingestión constante de tres veces el valor de mantenimiento, lo cual no es correcto en la actualidad para muchas vacas y rebaños.

c) Requerimiento de Energía Digestible de los animales Se sabe que varios factores influyen en las necesidades de energía de los animales son las necesidades del metabolismo basal, para mantenimiento para ganancia de peso dependiendo si esta ganancia va a incremento de proteína (carne) en el animal o si hay acumulación de grasa es la razón que en todas las especies se se habla del sistema factorial. Para determinar las necesidades necesidades de energía de los animales en todas las especies se realiza por la técnica comparativa de matanza que es la principal La utilización de los alimentos como fuente de energía viene acompañada de cuatro tipos de perdidas: heces, orina, gases (en forma de metano especialmente) y calor, las más grandes variaciones se encuentran generalmente en la perdida de energía en las heces heces y en la perdida perdida de calor. La magnitud de estas pérdidas depende, al menos en cierta medida de la composición de la dieta (Wiseman, J 1990)

ENERGÍA METABOLIZABLE Bondi, A. A., Arias, R. S., & Drori, D. (1989). La EM se define como la ED menos la energía perdida en la orina y gases combustibles que abandonan el tracto digestivo, principalmente metano. La perdida energética con los gases alcanza proporciones apreciables solamente en los rumiantes. En otras palabras, la EM es la energía bruta ingerida, menos la energía de las heces, orina y productos gaseosos de la digestión. La EM representa la porción de energía de los alimentos que queda disponible para los procesos metabólicos del animal. Por consiguiente, la EM proporciona una medida adecuada del valor nutritivo de los alimentos. La determinación de la EM en los rumiantes requiere la recogida de heces, orina y metano. Las heces y la orina se recogen en experimentos de digestibilidad realizados con animales mantenidos en jaulas de metabolismo, a los que se colocan dispositivos para la recogida de orina. La determinación de metano producido se realiza en una cámara de respiración, las pérdidas de metano pueden calcularse como el 8% de la EB ingerida, o a partir de la cantidad de carbohidratos digestibles. El metano contiene 31,8 Kj por gramo. La metabolicidad se define como la EM de un alimento, dividida por la energía bruta (EB). La EM puede calcularse multiplicando la ED por 0,82. Se trata de una aproximación, ya que la razón EM/ED varía considerablemente con el tipo de ración. Puestos que las aves eliminan juntas las heces y la orina, los valores de EM para las aves pueden determinarse por los métodos normales de digestibilidad. En la valoración de los alimentos para las aves, suele emplearse la EM. Las perdidas de gases combustibles que tienen lugar por las fermentaciones que ocurren en el ciego e intestino grueso de los animales monogástricos, son reducidas y no se tienen en cuenta. Las pérdidas de energía por la orina proceden de la excreción de compuestos nitrogenados incompletamente oxidados relacionados con el metabolismo proteico, especialmente urea en los mamíferos y acido úrico en las aves. Las perdidas urinarias son relativamente constantes para cada especie animal y se sitúan alrededor del 2-3% de la EB ingerida en los cerdos, y del 4-5% en el ganado vacuno, aunque pueden producirse diferencias en relación con las raciones, en especial si se administra proteína en exceso. El valor energético por cada gramo de nitrógeno excretado en forma de urea es de 23 kj, y de 28 kj si se hace como acido úrico. Por esta razón, cada gramo de nitrógeno urinario excretado por los rumiantes supone 31 kj, en los cerdos 28 kj y en las aves 34 kj. Los contenidos en ED y EM se ven afectados por la cantidad de alimento consumido, ya que cuando más come un animal, más rápido es el paso por el aparato digestivo. Las mayores pérdidas en heces, causadas por la mayor ingestión, se compensan parcialmente por la reducción en l as perdidas de energía en la orina y como metano. El efecto de la mayor ingestión sobre la reducción de

la EM es mas marcado con los alimentos de baja calidad, llegando la reducción hasta el 10% en los rumiantes al duplicar la ingestión. Con los datos y la información disponible actualmente, se acepta que el sistema de energía metabolizable es el más adecuado para valorar el contenido energético de los alimentos e ingredientes destinados a animales. No se debe olvidar que EM no es un valor constante característico de la dieta o del ingrediente; es una medida biológica característica del animal al cual va destinada la ración y depende de todos los factores que intervienen en la digestión y asimilación de nutrientes. La EM se evalúa directamente mediante ensayos de balance y requiere la determinación de los calores de combustión de una muestra representativa de excreta y alimento y la medida cuantitativa de la cantidad de excreta con respecto a la ingesta. Dentro del sistema de EM, existen discrepancias sobre la idoneidad de utilizar la forma EMV (energía metabolizable verdadera) con corrección de las perdidas endógenas (EMV) o la forma Aparente (EMA) sin corrección. Además, la energía metabolizable se puede expresar con o sin corrección para una retención de nitrógeno nula (EMVn y EMAn).

a) Energía Metabolizable (EM) de los alimentos Cuando la energía energía perdida en los gases gases producidos por la digestión digestión y la que se pierda en la orina (EU), se resta de la energía digestible aparente, se obtiene la fracción de la energía total ingerida capaz de transformarse en el organismo. Este valor valor se llama energía metabolizable metabolizable (Gonda, (Gonda, H. 2002, Moughan, Moughan, P. 2000). 2000). Los gases producidos por la digestión son el resultado de las fermentaciones que se realizan dentro del tracto digestivo. digestivo. Estos gases, que contienen energía energía y por lo tanto ocasionan una pérdida energética, están constituidos principalmente de metano, con pequeñas cantidades de hidrógeno y sulfuro de hidrógeno (Stern et al 1994). Estas pérdidas pérdidas gaseosas son de gran significado significado en los rumiantes y constituyen aproximadamente el 13 a 19 % de la emisión global de este gas, tanto la perdida de energía en forma de gas como la emisión de los mismos a la atmosfera despierta preocupación en la industria industria ganadera (Zhou (Zhou M 2009). 2009). Por ser muy pequeñas en el hombre, cerdos, perros y aves, por lo general no se consideran para llegar a determinar la energía metabolizable del alimento en estas especies. La orina contiene energía, la que constituye una pérdida más que debe restarse para calcular la energía energía metabolizable. Esta cifra es del orden de 2 a 3% de la energía bruta consumida consumida en cerdos cerdos y de 4 a 5% para para los bovinos. Las pérdidas urinarias son el resultado de la excreción de productos nitrogenados oxidados en forma incompleta, principalmente urea en los mamíferos y ácido úrico en las aves. Estas pérdidas urinarias provienen en gran parte del alimento, pero siempre existe una fracción originada originada en el cuerpo llamada llamada nitrógeno urinario endógeno. Bajo un régimen libre de nitrógeno o en el ayuno completo, representa la excreción total

(Sundstøl, F. 1991). Es importante la distinción entre estas dos formas de nitrógeno urinario para diversos propósitos relacionados con la investigación, tanto de la nutrición proteica proteica como enérgetica. enérgetica. Son muy pequeñas pequeñas las pérdidas de energía debido a la transpiración, descamación epidérmica y desprendimiento de pelo. Si son tomadas tomadas en cuenta también también deben restarse restarse para llegar llegar a la energía metabolizable, pero son tan pequeñas que por lo común, cuando no se consideran, no producen errores significativos. Para determinar la energía metabolizable, podemos servirnos servirnos de las siguientes formulas:

Formula de NRC EM = ED* 0,81

Formula de van ES EM = 3,8*(PCD)+ 9*(E.E.D)+(3,3*(F.C. D)+(3,5*(E.L.N)

NRC EM = 2716,82 * 0,81 EM = 2200,6 Kcal/Kg de dieta base

Van Es EM = 3,8*(149,02)+ 3, 8*(149,02)+ 9*(9,10)+(3,3*(179,22)+(3,5*(268,75) 9*(9,10)+(3,3*(179,22)+(3,5*(268,75) EM = 2180 Kcal/Kg de base

valores energeticos energeti cos de algunos alimentos representativos (expresados ( expresados en MJ/Kg de materia seca) perdida de energia ani mal el ementos energi a bruta heces ori na metano ED aves maiz 18.4 2.2 tri go 18.1 2.8 cebada 18.2 4.9 cerdos

maiz cebada

18.9 17.5

1.6 2.8

0.4 0.5

rumi antes

maiz cebada heno al falfa heno hi erba ensil ado de mai z

18.9 18.3 18.3 17.9 18.9

2.8 4.1 8.2 7.6 6.0

0.8 0.8 1.0 0.5 0.8

1.3 1.1 1.3 1.4 1.3

EM 16.2 15.3 13.3

17.3 14.7

16.9 14.2

16.1 14.2 10.1 10.3 12.9

14.0 12.3 7.8 8.4 10.8

Fuente: Nutrición Animal, Aron Bondi (1988)

b) Requerimiento de energía metabolizable para animales El animal utiliza la EM para mantenimiento, ganancia de tejidos, gestación, lactación y actividad muscular. Los gastos de energía energía y la eficiencia en la utilización de la energía varían en y entre cada una de estas funciones. 

Mantenimiento

Las necesidades de EM para mantenimiento (EMm) se definen definen como el consumo consumo de EM en el que la ER = 0, así EMm es equivalente a la la producción de calor durante el ayuno (EeH) (EeH) más el incremento de de calor del alimento consumido consumido (EiH). El 65  – 70 % de las necesidades de energía en ganado de carne por ejemplo, se destinan a mantenimiento. Según la definición definición anterior EMm es función de EeH EeH y de EiH, es decir es una función de la energía necesaria para los procesos vitales esenciales y de la eficacia con que es utilizada la EM de los alimentos para cubrir tales t ales necesidades. La eficacia en su utilización se denomina Km. 

Ganancia de tejidos

Resulta artificial la separación entre la energía retenida y la de mantenimiento. Estos procesos procesos se se hallan íntimamente relacionados, relacionados, la separación separación es para simplificar el asunto y con fines de estudio. estudio. La eficacia con que se utiliza para ganancia de energía energía tisular, la EM que supera las necesidades de mantenimiento es función de un conjunto de funciones metabólicas en el animal y de la capacidad de los nutrientes absorbidos para cubrir dichas demandas. demandas. Valiéndose de varias pautas metabólicas se ha podido calcular calcular la eficacia máxima teórica para mantenimiento mantenimiento y ganancia ganancia (kg) en 70 – 80 %.

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Gestación

El crecimiento de tejidos del útero grávido (útero, feto, placenta y líquidos fetales)  junto con el desarrollo de las glándulas mamarias tiene una elevada prioridad en las necesidades de energía de los animales. La deposición de energía en los tejidos del útero grávido grávido ha sido calculada en varias varias experiencias experiencias con sacrificios seriados y estimada mediante mediante pruebas e respiración en en calorímetros con ovejas ovejas y vacas. vacas. Entonces se la define como la energía recuperada en estos estos tejidos dividida por la EM utilizada utilizada para el crecimiento de los mismos, mismos, definida así la eficacia para gestación gestación (kp) alcanza valores valores de 13% aproximadamente. aproximadamente. 

Lactación

El animal lactante produce produce leche con independencia independencia de que pierda, mantenga o gane energía tisular, entonces pueden ser definidos tres términos de eficiencia: a) eficiencia de utilización utilización de los componentes componentes corporales para producir producir leche leche cuando el consumo consumo de EM es inferior al necesario necesario para el mantenimiento de de los tejidos corporales. b) eficiencia de utilización de la EM para producir leche cuando no experimenta experimenta cambio la energía energía de los tejidos corporales, y c) utilización de la EM para ganancia de de energía energía tisular y producción de leche en forma simultánea. Considerando estas estas circunstancias circunstancias el factor de eficiencia (kl) puede variar entre 40 y 75 % 

Actividad muscular

Resulta difícil calcular la eficiencia con que se utiliza la EM para actividad muscular porque supone medir la cantidad de trabajo que realiza un animal para mover su cuerpo. Sin embargo, puede calcularse el trabajo que realiza al subir una cuesta mediante la masa corporal, la distancia vertical y la aceleración consecuencia de la gravedad. gravedad. Valores obtenidos de esta manera en varias especies animales indican que la eficiencia de actividad muscular es 0,30 aproximadamente.

Sistemas de valoración energética indirecta o in-vitro Con muchos puntos por aclarar y no habiendo concordancia sobre cual es el mejor sistema de valoración energética de los ingredientes y raciones completas directamente sobre los animales, el estudio de métodos indirectos no ha progresado mucho. La validación de los métodosin-vitro se tiene que basar en el grado de relación entre los resultados obtenidos invitro e in-vivo sobre ingredientes o raciones idénticas. En aves, los métodos indirectos o in-vitro se han orientado hacia la simulación de los procesos de digestión, al establecimiento de ecuaciones de predicción y a la aplicación de la técnica NIR (Espectroscopia en el infrarrojo cercano).

Sistemas de digestión in-vitro para la medida de la em Los primeros trabajos se orientaron a la obtención in-vitro de métodos capaces de determinar con precisión la digestibilidad de la proteína en aves (Johnston y Coon, 1978) y de la materia seca (Sakamoto et al., 1980; Clunies y Leeson, 1984). Obtuvieron coeficientes de correlación altos entre las medidas in-vitro e invivo, de 0.99 y 0.93 para la digestibilidad de la materia seca y la proteína, respectivamente. Valdes y Leeson (1992b) establecieron un método in-vitro para la medida de la EM en aves, partiendo de los métodos utilizados en rumiantes y simulando la digestión in-vivo en dos fases: una primera digestión con pepsina y una segunda digestión con pancreatina, ácidos biliares y enterokinasa. Centrifugaron el producto de la digestión y midieron la energía bruta del residuo y del alimento original en 70 alimentos completos de pollos de muy distinta composición. La repetitibilidad del método in-vitro era muy parecida a la del método in-vivo (67 kcal/kg). El error estándar residual (RSD) global fue de 152 kcal/kg, pero tan sólo con un 42% de las dietas la RSD era aceptable y menor de 100 kcal/kg; para el resto las varianzas eran demasiado grandes. En general, el sistema in-vitro sobrestimaba la EMAn

ENERGÍA NETA La energía neta es el aporte energético del alimento que efectivamente es utilizado por el animal, además la energía neta es la parte de la energía metabolizable que es retenida como productos como carne, leche, huevos, etc. y/o utilizada en las funciones de mantenimiento del organismo (Bauza 2012). La energía neta es la energía del alimento que es disponible por el animal para formar grasa, proteína corporal y que permite ejercer trabajo. El trabajo hace referencia a todos los aspectos de mantenimiento corporal de las aves. (Regulación de Temperatura, movimiento, respiración, flujo sanguíneo, etc). La energía neta se traduce a la energía metabolizable menos el incremento calórico (Chávez 2000).

Sistemas de valoración energética El uso de un sistema basado en EN es complicado por el hecho de que la energía es utilizada con diferentes eficiencias para mantenimiento y producción. Para cuantificar estas diferencias el sistema EN asigna dos valores calóricos a cada alimento; uno para mantenimiento (ENm) y otro para crecimiento (ENg). Los valores de EN de la mayoría de los alimentos comúnmente empleados durante el cebo, han sido determinados por la técnica de los sacrificios comparativos. Con esta técnica, la fracción utilizable de la EB se determina midiendo la ganancia de energía de los tejidos, es decir, la EN es la cantidad de energía que es recuperada en las producciones del animal (energía retenida). El contenido en

energía de la canal es determinada mediante la molienda y perfecta homogeneización de ésta, y quemando la muestra en una bomba calorimétrica. Para evitar el alto coste de destruir grandes números de canales, el contenido en energía de la canal se ha estimado en base a su gravedad específica, la cual está negativamente relacionada con el contenido en grasa. Una vez que la relación entre el contenido energético de la canal y la gravedad específica ha sido experimentalmente determinada, el valor en EN de un alimento se mide alimentando a un grupo de terneros en el cebadero, sacrificando algunos al comienzo y el resto cuando alcancen el peso al sacrificio, midiendo la gravedad específica de las canales, y calculando la ganancia total de energía durante el período en el cual estuvieron consumiendo el alimento. El valor para ENg se calcula a partir de la EB total ingerida y de la ganancia energética de la canal. Esta técnica, y su uso para determinar el valor en EN de los alimentos en ganado vacuno de carne fué desarrollada en la Universidad de California por Lofgren y Garrett (Guevara et al., al., 2011). El sistema de energía neta, se originó con las investigaciones de Kellner sobre el poder de los alimentos para producir grasa y con los experimentos de Armsby con el aparato de respiración  – calorímetro, concibe la medición de esa fracción del alimento completamente útil para el organismo, ya sea para mantenimiento, crecimiento, leche, carne, carne, huevos o trabajo. Armsby reconoció que la asimilación asimilación de los alimentos originaba originaba un costo energético energético al organismo, además de aquellas pérdidas ya consideradas para llegar a la determinación de la energía metabolizable y que se podía medir como pérdidas de calor del organismo (Guevara et al., 2011).

Equivalente almidón de Kellner. El investigador alemán Oskar Kellner, seguidor de los trabajos iniciados con las cámaras respiratorias construidas por Gustav Kühn en la Estación de Möckem,  Alemania, propuso en 1905 el sistema de alimentación que denominó equivalente almidón. Kellner al igual que Kühn, condujo sus trabajos con bovinos adultos en engorda, alimentándolos a nivel de mantenimiento con una ración base de rendimiento conocida y a la que agregó en forma pura y muy triturada los principios nutritivos que se proponía estudiar (almidón, celulosa, grasa y gluten) relacionándolos con el extracto libre de nitrógeno (ELN), la fibra bruta (PB), extracto etéreo (EE) y la proteína bruta (PB), respectivamente. Los animales en estos experimentos se colocaron en una cámara respiratoria de Petenkofer donde se medía el cociente respiratorio y el balance de nitrógeno y carbono. Aunque Kellner lo que midió fue la EN del alimento depositado en forma de grasa y la describió por la ecuación siguiente:

EN= [2.24 PBD + (4.5 a 5.7) EED + 2.36 FBD + 2.36 ELND]* W

Kellner expresó su unidad energética a través de la unidad almidón, para lo cual tomó como patrón la grasa producida por 1 kilogramo de almidón suministrado a un animal en engorda y la cual fue de 248 g. Dividiendo el rendimiento en grasa de los demás principios nutritivos entre el producido por el almidón, Kellner estableció los coeficientes de transformación desarrollando la formula siguiente para el cálculo de E.A: EA = [0.94 PBD + (1.91 a 2.41 EED) + FBD + ELND] * W

Esta fórmula también se puede obtener dividiendo los coeficientes de la fórmula 1 por la EN del almidón (2,360 Kcal/kg.). Kellner encontró una sobreestimación del valor energético de los alimentos al comparar su rendimiento en grasa y el estimado, el cual era mayor a medida que aumentaba el contenido de FB, por lo cual fue necesario introducir una corrección denominada “W” en las fórmulas

anteriores, que fue determinada experimentalmente. Este valor varió de 0.29-0.58 para los forrajes según su contenido en FB, de 0.95 para los cereales y de 0.75 para el salvado. Kellner planteó que la sobrestimación de sus ecuaciones se debía a las pérdidas de energía que se producían con los alimentos debidos a los gastos que conllevaba el proceso digestivo al aumentar el nivel de fibra de la ración. Hoy en día se sabe que la causa fundamental es la perdida de energía por fermentación al aumentar la fibra en la ración, así como la variación en la eficiencia con que se transforma la EM en EN debido a los cambios en los productos de la (Bauza 2012).

Rendimiento energético de Armsby. Paralelamente con Kellner, Armsby en 1902 comenzó los experimentos en calorímetros de respiración para medir el valor energético de los alimentos en la estación experimental del Instituto de Pensilvania. Los primeros trabajos se publicaron en Alemania en 1904 y 1905, y más tarde un libro sumar-izaba sus experimentos en 1917. Armsby al igual que Kellner realizó sus estudios con machos adultos en corral de engorda, pero no empleó nutrimentos puros y sus pruebas se llevaron a cabo por debajo del mantenimiento (Blaxter, 1980).  Aunque Armsby midió al igual que Kellner las pérdidas de energía por el organismo, siguió un camino menos complicado, ya que determinó la EM de los alimentos por unidad de peso a través de multiplicar la MO digestible (MOD) por un factor 3.52 para alimentos groseros y 3.90 para concentrados, definiendo la EN como la EM menos el incremento calórico, el cual propuso calcularlo a partir de la MS del alimento multiplicado por un factor determinado según tipo de alimento

(1.25 henos, 1.17 alfalfa, 0.87 cebada, 1.14 paja de trigo, 1.16 torta de cacahuate, etc.) (Bauza 2012). El cálculo de la EN se realizó por la ecuación siguiente: EN (Mcal/kg MS) = (MOD kg/kg MS X factor) - (% MS x factor)

Es necesario señalar que los estudios de Armsby y su desarrollo, contribuyeron grandemente a diferenciar los tipos de energía que hoy conocemos, sobre todo las diferencias entre EM y EN, así como las pérdidas que intervienen en cada una de ellas. El método de Armsby no consiguió difundirse en Europa y sólo en una escala relativamente pobre en EUA, pues como plantea Morrison (1937) ni los profesores ni los granjeros aceptaron el empleo de la energía neta prefiriendo basar sus cálculos en el TND. También influyó en la no difusión de los sistemas de EN en los EUA, las conclusiones a que llegaron Forbes y sus colegas (1928-1933), que a su vez fueron los continuadores de los trabajos de Armsby y Mitchell(1934). Forbes (1933) llegó a la conclusión de que por arriba del mantenimiento a altos niveles de ingestión, el incremento de calor por unidad de alimento no era constante y variaba según el tipo de combinación de alimento (efectos asociativos), nivel de alimentación y función fisiológica. Forbes no pudo integrar estos factores en un sistema y concluyó que no era posible expresar el valor energético de los alimentos en EN por su variabilidad, poniendo en igual situación al E.A. Por otro lado, la ley del máximo valor nutritivo postulado por Forbes (1933) y ratificada por Mitchell(1934) llevó a varios investigadores a establecer que la eficiencia de utilización de EM era constante para cada tipo de producción, aspectos ambos que justificaron el uso del TND, pero que han sido rebatidos por las investigaciones actuales (Bauza 2012).

Incremento Calórico Es el aumento de la producción de calor de un animal como resultado del consumo y degradación de los alimentos.  Además de las pérdidas que se deducen para obtener la energía metabolizable, se debe considerar la energía que se pierde en forma de calor para llegar a la fracción que es por completo útil para el cuerpo, es decir, la energía neta (EN) que equivale a la fracción que verdaderamente aparece como producto, o sea, para el mantenimiento de los tejidos y el crecimiento, leche, huevo, lana o trabajo. En cada cada célula de un organismo viviente, constantemente constantemente se están efectuado reacciones químicas como manifestaciones de los procesos vitales, y algo de esta energía química se pierde como calor. De este proceso resulta una

eliminación continua de calor por el cuerpo, el cual se encuentra al mínimo en el estado de postabsorción de un ambiente termoneutro y que aumenta con la cantidad de de alimento que se consume. Este aumento se llama incremento calórico (IC) y está integrado, por el calor de fermentación (CF) y el calor del metabolismo de los nutrientes (CMN). El primero es un calor que se produce en el tracto digestivo como resultado de la acción microbiana y es, por su puesto, mucho mayor en los rumiantes que en otras especies. Ya que el IC es una pérdida en el tracto digestivo, digestivo, para ser más precisos debería debería de restarse para calcular la EM, como se hace para los gases gases combustibles. combustibles. Sin embargo, no se se puede determinar en forma directa y los resultados de mediciones indirectas son dudosos. Por lo tanto, es preferible preferible incluir esta pérdida como parte del incremento incremento calórico. Aquí, el mayor mayor componente componente de la pérdida en el metabolismo de los nutrientes. Debajo de la temperatura temperatura crítica, el calor producido producido en el metabolismo metabolismo sirve para mantener caliente el organismo y por lo tanto es parte de la energía neta. La pérdida de calor calor total del cuerpo puede puede constituir 25 0 40%, o más aún, de la ingesta calórica calórica bruta. Por lo tanto, es de gran gran importancia para la nutrición nutrición desde el punto de vista de la economía en la utilización alimentaría y en la relación cuerpo-temperatura. El reconocimiento de que la pérdida de calor adicional producida por la ingestión de los animales derivaba del proceso metabólico más que del “trabajo de digestión”, con excepción de una pequeña pérdida que produce la masticación y

propulsión del alimento a través del tracto digestivo, se debe a experimentos realizados al principio principio de este siglo, en especial especial los de Rubner y Voit. Voit. Rubner propuso el término término efecto dinámico específico para denotar el incremento de la tasa metabólica metabólica que sigue a la ingestión de alimentos. La palabra palabra alemana “efecto” fue traducida mal al inglés como “acción” y así se llegó a la abreviatura

 ADE, la que posteriormente fue f ue reemplazada por EDE. Rubner atribuyó efectos específicos de estimulación a las proteínas, carbohidratos y grasas; posteriormente se descubrió que dicho efecto era mayor en el caso de las proteínas. En la actualidad actualidad se conocen conocen los cambios cambios químicos específicos específicos que cada uno de estos nutrientes sufre sufre durante durante el metabolismo, que son son los responsables de que una parte de la energía química total se pierde como calor (Bondi 1988).

Calorimetría directa La calorimetría directa en teoría es muy sencilla, pero en la práctica es muy complicada. Los calorímetros para la determinación de la producción por un animal se basan en los mismos principios generales que la bomba calorimétrica, es decir, el calor producido se emplea para elevar la temperatura del medio que lo rodea. El calorímetro animal consiste en una cámara hermética aislada, en la que se introduce oxigeno mediante un flujo de aire. Los animales pierden calor en su entorno de dos maneras llamadas, normalmente, calor sensible y de evaporación (Bondi 1988).

Calorimetría indirecta por determinación del intercambio respiratorio Puesto, que en el último extremo, el organismo animal obtiene toda su energía por oxidación, la magnitud del metabolismo energético puede estimarse a partir del intercambio respiratorio de gases; es decir, la razón de los volúmenes de dióxido de carbono producido y oxigeno consumido, o cociente respiratorio (RQ). Puesto que, a igualdad de presión y temperatura, el mismo número de moléculas de los diferentes gases ocupan el mismo volumen, la razón molar puede substituirse por la razón de volúmenes. El valor numérico RQ depende de la naturaleza química de la sustancia que se esté oxidando en el organismo. Las sustancias que se oxidan en el organismo, y cuya energía se convierte en calor son los carbohidratos, grasas y proteínas (Bondi 1988).

Balance O2 – CO2 Para medir el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono por unidad de tiempo, es necesario confinar al animal en una cámara con t emperatura controlada en que puedan determinarse los cambios de aire circulante, o bien, colocar al animal una mascarilla o una cánula traqueal conectadas a un aparato de medida. En los dos tipos de cámaras de respiración de los tipos de circuito cerrado o circuito abierto, la característica fundamental consiste en un espacio para mantener al animal, así como para la recogida de las heces y la orina. En el Sistema de circuito cerrado, circula por la cámara continuamente el mismo aire, que se hace pasar a través de absorbentes de Dióxido de carbono y del agua y se reintegra a la misma. Los absorbentes se pesan antes y después de su empleo para determinar las cantidades de agua y dióxido de carbono producido. El consumo de oxigeno por el animal determina un descenso en la presión del gas en el interior de la cámara. El oxígeno del aire circulante se renueva mediante un espirómetro, mediante el cual se registra el volumen añadido. Por tanto, el consumo de oxigeno puede medirse a partir de los cambios de presión del sistema cerrado o añadiendo cantidades conocidas de oxígeno para remplazar el gastado, manteniendo constantes de la presión y el volumen. El otro tipo de aparato, el sistema de circuito abierto, se diferencia del tipo de circuito cerrado en que el aire exterior pasa continuamente a través de la cámara en la que se encuentra el animal, y se elimina. Durante su paso, los contenidos en dióxido de carbono y metano aumentan, disminuyendo el de oxígeno. El volumen y composición del aire (así como contenido de agua) que entra y abandona la cámara sirve para determinar el balance respiratorio. El consumo neto de exigeno y la producción de dióxido de carbono se calculan integrando el flujo y la

composición del aire en función del tiempo. El empleo del sistema de circuito abierto ha estado limitado durante muchos años, debido a la gran cantidad de análisis de alta precisión. Sin embargo, los recientes avances en la intrumetacion automática unida a ordenadores, ha servido para superar los graves problemas de trabajo, y hecho posible obtener determinaciones exactas sobre animales relativamente tranquilos. El oxígeno se determina por su efecto paramagnético y el dióxido de carbono y el metano por absorción infrarroja (Bondi 1988).

Energía Neta de producción El sistema de California desarrollado por Lofgreen y Garret (1968) se basa en un sistema de EN para animales en crecimiento y engorde donde tanto el valor de los alimentos como el requerimiento animal se dan con base a ENm y ENg, separadamente (Bauza 2012). Estos investigadores calcularon la EN determinando el valor calórico de la canal de los animales por el método de gravedad específica. Los animales divididos en tres grupos para cada prueba, se sacrificaban un grupo inicial, mientras que los dos restantes se alimentaban uno cerca del mantenimiento y otro por encima. Por diferencia se calculó la retención de energía (Bauza 2012). No todos los valores fueron calculados directamente, sino que también se desarrollaron ecuaciones para predecir la ENm o ENg a partir de la EM a través de las fórmulas siguientes:

Donde Y = Eng (kcal/G); y X = consumo de alimento en g/kg PV0.75. Que se requiere para mantener el equilibrio energético y se obtiene por:

Donde X= EN en el alimento kcal/g; Y=alimento requerido g/día/kg PV0.75. Knox y Handley (1973) realizaron el análisis del sistema de California, llegaron a la conclusión que aunque desde el punto de vista teórico el sistema es cuestionable, aplicado a la producción significó una mejora sobre los sistemas anteriores y en la actualidad aceptado en la práctica(Bauza 2012). Las principales dificultades que apuntan Knox y Handley (1973) en este sistema es que aunque se consideran los efectos asociativos de los alimentos, el método de gravedad específica para determinar el contenido calórico a los animales no gordos es cuestionable no tomando en cuenta que cuando los animales están

sometidos a estrés calórico la precisión del sistema disminuye aunque este se puede mejorar a través de factores de corrección (Bauza 2012).

Sistema de EN leche. Este sistema propuesto por Moe y Flatt (1969) y posteriormente desarrollado, Moe et al., (1972); Moe y Tyrrel(1972, 1977), se basa en expresar el valor energético de los alimentos y el requerimiento animal, tanto para el mantenimiento, lactación y gestación en EN1. Estos investigadores basan sus resultados en pruebas calorimétricas realizadas a vacas lecheras alimentadas por encima del mantenimiento (Bauza 2012).  Asumen que no se justifica para la producción de leche una ENm, pues sus resultados arrojan que se presentan las mismas variaciones en la eficiencia de la lactación y el mantenimiento para diferentes raciones. Los investigadores de Beltsville han calculado el contenido de ENL de los alimentos a del contenido de TND, ED o EM de los mismos, desarrollando varios grupos de ecuaciones las cuales han variado al ir analizando la información disponible.

Como se puede notar existen diferencias entre la formula de 1969 a partir de la ED y las otras dos ecuaciones, así como en la del TND de los años 1972 y 1980, esta última de un 18% Moe (1981) sugiere utilizar las fórmulas 18 y 21 donde la EM se haya ajustado para el consumo y los efectos asociativos, aproximándola de la forma siguiente:

El NRC (1978) al adoptar el sistema de ENL uso el cálculo en raciones la ecuación:

Se ha considerado para el cálculo de la ENL de los alimentos, reducir el contenido de TND de los forrajes medidos a nivel de mantenimiento en un 12% para ajustar el valor energético a un nivel de consumo de 3 veces la manutención, de acuerdo a la propuesta de Tyrrell y Moe (1975). El cálculo de la EM del NRC 1978 se basó en la formula de Moe y Tyrrell(1977).

En este caso al igual que para los valores de ED y TND no se tiene en cuenta la disminución del valor energético por el nivel de ingestión en los alimentos, expresándose estos en requerimientos para el mantenimiento. Sistemas Europeos. En 1973 se constituyó un grupo de trabajos en el seno de la Federación Europea de Zootecnia con el fin de establecer sistemas de valoración energética de los alimentos con las mismas bases teóricas, así como la posibilidad de intercambiar la información científica, comercial, etc. (Vermorell, 1978). Una propuesta estrecha entre colaboradores de Holanda, Suiza y Francia, permitió elaborar las bases de estos sistemas, las cuales se adaptaron a las condiciones específicas de cada país. Se acordó establecer sistemas de expresión en forma de energía neta para diferentes funciones a través del método EN = EM x K y - con un valor de EN para la producción de leche y otro para el engorde (Bauza 2012).

VI. CONCLUSIONES  

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El Cociente Respiratorio (CR) es igual al volumen de CO2 sobre el volumen de O2 (CR = VCO2 / VO2), y nos permite conocer las característica del esfuerzo que se hace a nivel metabólico. La caloría nació como como unidad de de "calor" cuando se se creía que el calor era era una sustancia que habia 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.

VII RECOMENDACIONES.  

Se debe dar dar en las raciones raciones alimenticias, la la cantidad necesaria necesaria de energía, energía, para que no se desperdicie a través de las heces. El coeficiente respiratorio debemos utilizarlo para saber saber cómo se da la pérdida de energía, ya que la pérdida no solo es por las heces sino por gases y secreciones.

VIII. LITERATURA CITADA   http://tirsomestre.blogspot.com/2010/05/nutrientes-digestibles-totalestdn_17.html http://www.g-se.com/a/33/sistemas-energeticos/   http://www.todonatacion.com/ciencias-del-deporte/sistemasenergeticos.php http://www.alpa.org.ve/PDF/Arch%2009-1/Arch%209-1-35.pdf   http://www.fao.org/ag/againfo/programmes/es/lead/toolbox/Indust/GHGas_  EA.htm Francesch, M. (2001). Artículo Invitado: Sistemas para la valoración valoración energética de los alimentos en aves. Bauza R., 2012, Bioenergética  –  Curso de Nutrición Animal, Facultad de  Agronomía, Montevideo, Uruguay. Disponible en: http://prodanimal.fagro.edu.uy/cursos/NUTRICION/MATERIAL%202012/Te ma%209.ENERGIA.TEORICO.Curso%202012.pdf Chávez D., 2000, 2000, Valoración Energética del Maíz Maíz en Dieta de de aves. Disponible en: http://www.ameveaecuador.org/datos/Valoracion%20Energetica ecuador.org/datos/Valoracion%20Energetica%20Maiz%20en%20Di %20Maiz%20en%20Dietas%2 etas%2 0de%20Aves.pdf Guevara P. et al., 2011, "valoración de la energía aprovechable y determinación del nuevo sistema de proteína (pdi) en los alimentos para ganado de carne y leche en el ecuador.", Riobamba  – Ecuador. Bondi a., 1988, 1988, Animal Nutrition, The Hebrew University, Editorial ACRIBIA S.A., Zaragoza  – España

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