Este documento describe el desarrollo de un sistema portátil para medir el gasto energético mediante calorimetría indirecta. El sistema utiliza sensores para medir el flujo de oxígeno y dióxido de carbono inhalado y exhalado, lo que permite calcular el gasto energético basado en el intercambio gaseoso. El prototipo fue desarrollado en Labview y consta de un circuito neumático, electrónico y una carcasa portátil. El objetivo es producir equipos de bajo costo para medir el

1. DESARROLLO DE SISTEMA
PORTÁTIL PARA LA MEDICIÓN
DEL GASTO ENERGÉTICO
David A. Urrego

2. Contenido
• Introducción
• Gasto Energético
• Sistemas Comerciales
• Calorimetría indirecta
• Sensores
• Circuito Neumático
• Sistema Electrónico
• Carcasa
• Aplicación Labview
• Prototipo
• Conclusiones

3. Introducción
Alimento + O2 Calor + CO2 + H20
Alemania México Chad
$500,07/semana $189,09/semana $1,23/semana

4. Técnicas – Gasto Energético
• Técnica del agua doblemente marcada.
• Calorimetría directa.
• Calorimetría indirecta.
• Actividad(acelerómetros).
• Ecuaciones predictivas.
• Monitoreo frecuencia cardiaca.

5. Ecuaciones predictivas

6. Factores gasto energético
• Que afecta la medición de la taza metabólica:
– Actividad física
– Temperatura ambiente
– Procesos digestivos
– Tamaño del cuerpo
– Edad
– Género
– Actividad endocrina
– Ritmos circadianos
– Salinidad acuática (osmoregulación)

7. Gasto Energético
175cm
Gasto energético total diario
TEF
REE SDA
70kg 70kg
AEE
2000 kcal/día 2500 kcal/día
$ 300-$3000 Monitor de actividad
$15000-$50000 Calorimetría indirecta
$250000 Calorimetría directa
$5000(1) Agua doblemente marcada

8. Sistemas comerciales I

9. Sistemas comerciales II

10. Ciclo Respiratorio
Dióxido de carbono
Oxígeno VCO2
Energía
•ATP
•Kcal
Dióxido de carbono Oxígeno
VO2

11. Medición del Gasto Energético
Alimento + O2 Calor + CO2 + H20
Calorimetría indirecta
Espirometría
Medidas del aire
Circuito abierto Circuito cerrado
Aire del ambiente Cámara sellada, O2
VO2, VCO2 VO2

12. Calorimetría Indirecta
• Estimación del gasto energético basado en el
intercambio gaseoso.
• Esta técnica mide la cantidad de O2 que es
convertido en calorías y el costo calórico para
producir CO2.
• Ecuación de Weir
 
REE  3.941VO2  1.106 VCO2 1440[kcal / dia ]

13. Ecuaciones CI
  
VO2  VI F IO2  VE F EO2    
VCO2  VE F ECO2  VI F ICO2 
N 2in  N 2out
 FEN 2   FEN 2 
VO2  VE  
 FIN  2

  FIO  VE  FEO
2
 
VCO2  VE  FECO2   VE  
 FIN
  FICO
 2
 2   2 
VCO2
RER 
VO2

14. Ejemplos equivalentes calóricos
RER Kcal/Liter O2 % CHO % Fat
0.7 (starvation) 4.686 0.0 100.0
0.8 4.801 33.4 66.6
0.82 (resting) 4.825 40.3 59.7
0.9 4.911 64.2 35.8
1.0 5.047 100.0 0.0

15. Circuito Neumático

16. Sistema de Muestreo
Acople máscara
Línea de muestra
Acople sensor de flujo

17. Sistema Electrónico

18. Diseño PCB I
GND_A1 GND_A2 GND_D1
GND_Fuente

19. Diseño PCB II

20. Diseño Carcasa

21. Aplicación en LabView

22. Prototipo I

23. Prototipo II

24. Conclusiones
• El sistema permite hacer una medición del gasto
energético en una variedad de condiciones.
• La aplicación el Labview permite hacer una
visualización, almacenamiento y procesamiento de la
información para la medición del gasto energético.
• El prototipo se puede utilizar para establecer la
relación entre varios métodos para la determinación
del gasto energético y de esta forma desarrollar
equipos de menor costo.

25. Oportunidades

26. Herramientas utilizadas

27. Preguntas
Contacto
David A. Urrego Higuita
davidurrego19@gmail.com
Juan Diego Lemos Duque
jdlemos@udea.edu.co
Tel: 57 4 219 8587
Cll67 #53-108 Of. 19-411
Mauricio Hernández Valdivieso
mauricio.hernandez@udea.edu.co
Tel: 57 4 219 8588 www.gibicgroup.com
Cll67 #53-108 Of. 19-419
@Bio_UdeA