Contexto:
Las personas que asisten al gimnasio suelen tener dos objetivos principales: perder peso y ganar masa muscular. Sin embargo, el progreso en el gimnasio está influenciado por factores como la intensidad, la regularidad del ejercicio, o la cantidad de horas de sueño que son fáciles de controlar y otros como la genética y el metabolismo de cada persona que escapan de nuestro control.
Nos centraremos en posiblemente uno de los factores más determinantes de todos; la dieta. En términos generales, para reducir el porcentaje de grasa corporal, es necesario mantener un déficit calórico (ingerir menos calorías de las que se “queman” diariamente) mientras que para aumentar de peso y ganar masa muscular, se requiere un superávit calórico (ingerir más calorías de las que se “queman” diariamente).
El cuerpo humano almacena energía en forma de grasa, por lo tanto, durante un déficit calórico, si la ingesta de proteínas es insuficiente o no se realizan entrenamientos de fuerza, el cuerpo puede descomponer tejido muscular para obtener energía y aminoácidos. Este proceso es contraproducente, ya que resulta en la pérdida de masa muscular sin reducir el porcentaje de grasa corporal. Por lo tanto, es crucial mantener una dieta rica en proteínas y realizar entrenamientos de fuerza durante las etapas de definición para preservar la masa muscular.
Es común entre las personas que realizan una definición, el tratar de consumir la menor cantidad de calorías, consumiendo entre 0.8 y 3 gramos de proteína por kg de peso corporal, y prácticamente eliminando todo tipo de carbohidratos, grasas, y azúcares. Sería muy fácil lograrlo consumiendo solamente pollo, atún y alimentos con altos índices de proteína/caloría. Aunque es una solución factible, no es sano, dietas tan extremas terminan debilitando al cuerpo.
Para el problema planteado en esta propuesta, vamos a tener en cuenta los siguientes cálculos energéticos:
La Tasa Metabólica Basal (TMB) es la cantidad de energía que consume el cuerpo en un día, por tan solo realizar las funciones vitales. No depende del ejercicio que se realiza durante el día.
Cálculo del TMB
Factor de actividad que realiza una persona en una semana
La Termogénesis es la cantidad de calorías que se “queman” en los procesos de absorción y digestión de los alimentos en el cuerpo de una persona.
Cálculo de la Termogénesis
Este es nuestro gasto calórico diario. El último paso es sumarle a este entre 200 a 800 calorías extras si queremos subir de peso, o restarle de 200 a 500 calorías si queremos bajar nuestro porcentaje de grasa corporal. Por lo tanto, para lograr el objetivo propuesto falta determinar la distribución de nutrientes en la dieta.
Problema:
Nuestro objetivo es que una persona que hace ejercicio y tiene interés en definir su cuerpo pueda mantener una dieta saludable y balanceada. Para ello precisa estar en déficit calórico, consumiendo una determinada cantidad de calorías, grasas y proteínas que, como vimos previamente, dependen de su peso, altura, edad, sexo y la cantidad de actividad física que realiza a la semana.
Para nuestro ejemplo de déficit calórico, se realiza un cálculo de:
2,5g de proteína por kilo de peso corporal por día (cada proteína aporta 4 kcal/g)
1g de grasa (aporta 9 kcal/g)
y el resto de carbohidratos (aporta 4 kcal/g).
Para ello asumimos que tenemos una base de datos donde x1,...,xn son los alimentos, donde xi=(ei,pi,gi,ci) donde:
ei = Valor energético de alimento xi medido en calorías
pi = Cantidad de proteínas en gramos de xi
gi = Cantidad de grasas totales en gramos
ci = Cantidad de Carbohidratos totales en gramos
Luego, di=Variable de decisión, 1 si el alimento xi se incluye en la dieta, 0 si no.
Sea K el peso en kilogramos de la persona, A la altura en cm, E la edad de la persona, FA el factor de actividad de la persona en la semana, O el déficit calórico buscado (entre 200 a 500 calorías) y S = 5 si es hombre o S= - 161 si es mujer, se tiene el siguiente planteo:
Cálculo de TMB: (10*K) + (6.25*A) + (5*E) + S
Gasto total: TMB * FA * 1.1
Comentarios:
El problema se limitó a seleccionar los alimentos que cumplen las restricciones dadas, asumiendo que se cuenta con el presupuesto necesario para comprarlos debido a que no se toma en cuenta su costo.
Modificando las funciones objetivo y restricciones, se puede buscar dietas para superávits calóricos, para mantener el peso, e incluso con una base de datos de alimentos etiquetados podríamos crear dietas que cumplan con restricciones para gente celíaca, diabética, etc.
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