En un recipiente con agua hay una bomba de acero sellada, y dentro de ella, de vez en cuando, una muestra se enciende: a su alrededor se extiende un halo anaranjado, y por el agua suben desde el fondo burbujas de distintos tamaños, cada una a su ritmo. La superficie del agua respira, la columna del termómetro de la derecha sube tras el destello y alcanza la marca amarilla, y por la escala de abajo el cursor de lectura corre de un borde al otro.
Ficha de la unidad
Fuera del SI · conservada para la nutrición ficha 1/1 · rev. 2026-09Caloría cal · kcal
Unidad fuera del SI · magnitud: energía · exactamente 4,184 julios
La unidad que comemos
El número del paquete de galletas parece el resultado de una medición, pero no hubo medición alguna. Nadie quemó esas galletas en un calorímetro: se tomó el contenido de proteínas, grasas e hidratos de carbono, se multiplicó por cuatro, nueve y cuatro, se sumó — y se imprimió. Los factores los eligió el químico estadounidense Wilbur Atwater a finales del siglo diecinueve, comparando cuánta energía de los alimentos libera el fuego y cuánta le queda a una persona después de que la digestión y los riñones se llevan su parte.
La diferencia entre estos dos números no es una minucia. La clara de huevo seca da en una bomba de acero unas cinco coma siete kilocalorías por gramo, mientras que el organismo recibe unas cuatro, porque el nitrógeno se va con la urea sin llegar a quemarse del todo. La fibra arde en la bomba tan bien como el azúcar, pero en el intestino apenas se aprovecha la mitad, y eso con fuerzas ajenas — el trabajo de las bacterias —, por lo que las normas europeas solo le asignan dos kilocalorías por gramo.
La unidad misma procede de una época en que el calor se tenía por una sustancia: la caloría designaba la cantidad de «calórico» necesaria para calentar un gramo de agua un grado. La sustancia nunca se encontró, la teoría se derrumbó, pero la unidad sobrevivió porque resultó una medida cómoda en los experimentos con agua, y al final se la definió simplemente como un número de julios — cuatro coma ciento ochenta y cuatro, sin mención alguna del agua.
La minúscula cal es la caloría pequeña, mientras que la mayúscula Cal de los libros estadounidenses de nutrición significa la kilocaloría, exactamente mil veces más, de modo que la misma letra difiere tres órdenes de magnitud de una edición a otra. En un texto técnico lo más seguro es escribir kcal, sin punto, y reservar «contenido calórico» para una propiedad del alimento, no para el nombre de la unidad.
Hay más de una caloría, y no son iguales: la termoquímica vale exactamente cuatro coma ciento ochenta y cuatro julios, la internacional cuatro coma mil ochocientos sesenta y ocho diezmilésimas, y la de quince grados se define mediante un verdadero experimento con agua. Además, el número de la etiqueta no se obtiene en un calorímetro sino por cálculo, y la unidad misma lleva tiempo desplazada por el julio en todas partes menos en la cocina.
01 · Definición
un gramo de agua por grado · la bomba · correcciones de AtwaterHistóricamente, la caloría es la cantidad de calor que eleva un grado Celsius un gramo de agua, y la definición resultó frágil, porque la capacidad calorífica del agua depende a su vez de la temperatura. De ahí varias calorías a la vez: la de quince grados, contada en el intervalo entre catorce y medio y quince y medio, la internacional de las tablas de vapor y la termoquímica, que al final se igualó sin más a cuatro coma ciento ochenta y cuatro julios.
Esa definición es definitiva, y el experimento con agua queda solo como recuerdo del origen. Resulta cómoda, sin embargo, porque la relación sencilla sobrevivió: una kilocaloría sigue calentando un kilogramo de agua alrededor de un grado, así que cualquier cifra alimentaria se traduce fácilmente en una imagen — una lata de refresco azucarado vertida en un hervidor llevaría un litro de agua casi a la ebullición.
Con la comida es más complicado, porque una persona no es un horno. En una bomba de acero bajo treinta atmósferas de oxígeno todo arde sin residuo, mientras que en el organismo parte de la energía se va sin digerir, parte se gasta en la propia asimilación y parte abandona el cuerpo con los compuestos nitrogenados. Atwater midió estas pérdidas en personas dentro de una cámara respiratoria y dedujo factores que apenas han cambiado desde entonces: cuatro kilocalorías por gramo de proteína, nueve por gramo de grasa, cuatro por gramo de hidratos de carbono, siete por gramo de etanol.
Más tarde resultó que incluso estos números están promediados en exceso. Las almendras contadas según la etiqueta dan unas seis kilocalorías por gramo, pero medidas en personas alrededor de cuatro coma seis, porque la grasa está encerrada en las paredes celulares y parte de ella pasa de largo; en los frutos secos enteros y las legumbres la diferencia llega a una cuarta parte. La unidad no tiene la culpa — cuenta julios con honradez —, pero la forma de aplicarla a los alimentos sigue siendo una aproximación de la que el envase no dice nada.
Por qué la bomba siempre sobreestima
A la izquierda la muestra reposa en una bomba de acero sumergida en agua: con el destello una llama se extiende a su alrededor, el agua burbujea junto a las paredes y la columna del termómetro trepa exactamente tanto como permite el calor liberado para la cantidad de agua vertida en la camisa. A la derecha lo mismo se descompone en dos columnas: el calor de combustión total y la parte que los factores de Atwater atribuyen a una persona, y en la proteína y los frutos secos la diferencia salta a la vista. Cambie la masa de la muestra y la cantidad de agua: la energía no depende del agua, pero la subida de temperatura sí, y mucho, y en eso está todo el truco de la medición.
02 · Conversión
energía · plato · movimientoUna energía en tres conversaciones
La primera pestaña reparte el número introducido entre las unidades de energía. La segunda lo traduce a comida: cuántos gramos de grasa, azúcar o proteína son y qué parte de la ración diaria. La tercera responde a la pregunta que más se hace — cuánto hay que moverse para gastarlo.
Una regla para recordar: una kilocaloría es algo más de cuatro kilojulios, y un kilojulio, cerca de un cuarto de kilocaloría.
Las líneas de movimiento están calculadas para una persona de setenta kilogramos y solo sirven para el orden de magnitud: el gasto depende de la masa, del entrenamiento y del ritmo, y parte de lo que se come el cuerpo lo gasta en la propia digestión. La precisión aquí es ilusoria, y redondear estos números a décimas no tiene sentido.
| Magnitud | Valor | Nota |
|---|---|---|
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Instrumentos de medida
calorímetro de hielo · bomba · cámara · mascarillaCuatro maneras de atrapar el calor
Un instrumento cuya medida era el hielo
Lavoisier y Laplace colocaron una fuente de calor en una cavidad rodeada de hielo y, en lugar de un termómetro, pesaron el agua que escurría de la envoltura al fundirse, ya que fundir cada gramo de hielo exige un calor rigurosamente fijo. En esa máquina, en el invierno de mil setecientos ochenta y dos, tuvieron un conejillo de Indias para saber cuánto calor desprende la respiración viva, y obtuvieron un valor cercano al calor de combustión del carbón vegetal — de ahí la idea de la respiración como una combustión lenta.
Una bomba de acero en un cubo de agua
Una muestra de una fracción de gramo se enciende con un hilo dentro de un recipiente de paredes gruesas lleno de oxígeno puro, y todo el calor liberado pasa al agua que lo rodea, cuya temperatura se lee con precisión de milésimas de grado. El aparato no sabe qué se ha quemado exactamente — galleta, carbón o papel — y por eso da el calor de combustión total, el que una persona nunca recibe entero. La constante del calorímetro se determina de antemano con ácido benzoico, cuyo calor de combustión se toma como referencia.
Una habitación que mide a una persona
Atwater construyó una cámara hermética en la que un voluntario vivía durante días, y lo medía todo: lo comido, lo espirado, lo excretado y el calor desprendido. De esos experimentos salieron los factores cuatro, nueve y cuatro, y con ellos la primera confirmación fiable de que la ley de conservación de la energía también se cumple en el ser humano. Las cámaras actuales hacen lo mismo, pero cuentan la energía no por el calor sino por el intercambio de gases, porque la relación entre el oxígeno absorbido y el dióxido de carbono espirado delata qué está quemando el organismo en ese minuto.
Una pulsera que no mide nada
Una pulsera de actividad no ve ni oxígeno ni calor; lee el pulso y las aceleraciones y los introduce en una regresión construida con otras personas, por lo que su número no es una medición sino una estimación con una dispersión de decenas por ciento. Las comparaciones con la cámara respiratoria muestran que estos aparatos captan bastante bien la frecuencia cardiaca y mal el gasto energético, y el error crece precisamente donde más le interesa al usuario: en el trabajo de fuerza y en reposo. Conviene usarlos como una báscula que muestra una tendencia, no como un instrumento.
05 · Reglas de escritura
cal y Cal · kcal · kJ juntosUna letra que vale mil
Casi todos los errores aquí nacen de confundir la caloría pequeña con la kilocaloría, y en un texto sobre nutrición semejante errata cuesta tres órdenes de magnitud.
La primera y la cuarta línea confunden la caloría pequeña con la kilocaloría y prometen así que una manzana calentará cincuenta y dos gramos de agua un grado, cuando en realidad calentará cincuenta y dos litros. La segunda es ambigua por su propia grafía, por lo que en un texto científico es mejor no usar en absoluto la mayúscula Cal. La tercera ahorra en el factor justo donde se nota: redondear a cuatro coma dos añade un tercio de punto porcentual, y en el balance de un gran estudio semejante minucia aflora. La quinta estropea un símbolo que se escribe en minúsculas y sin punto, y la sexta junta ambos males a la vez, prometiendo al alimento el poder calorífico del papel mojado.
06 · Unidades vecinas
julio · kilovatio hora · British thermal unitTodos los vecinos de la caloría son la misma energía, solo que medida para usos distintos: el julio salió de la mecánica, el kilovatio hora del contador eléctrico, la British thermal unit de la calefacción y la caloría del experimento con agua. Entre ellos no hay más que factores, y solo las costumbres de cada sector los distinguen.
La unidad del sistema mediante la cual se define hoy la caloría: el trabajo de una fuerza de un newton a lo largo de un metro, que es también calor, que es también la energía de un electrón en un campo.
La unidad del contador: contiene tanta energía como tres comidas copiosas, y la comparación despeja a cualquiera que la hace por primera vez.
Exactamente la misma idea que la caloría, pero con una libra de agua y un grado Fahrenheit; vive en las fichas técnicas de aires acondicionados y calderas.
Entre las fichas de Simetrium, al lado están kilovatio hora y caballo de vapor: ambas nacieron no de la teoría sino del comercio — una para la factura de la luz, la otra para explicar la ventaja de la máquina de vapor —, y ambas, como la caloría, sobrevivieron al sistema que debía sustituirlas.
07 · Sección histórica
archivo · del calórico a la etiquetaCómo una sustancia desaparecida se quedó en el envase
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En la grasa la diferencia es pequeña, en la proteína alcanza un tercio, y a la fibra las normas europeas le atribuyen exactamente la mitad de lo que entrega al fuego.
Una unidad sin patrón y sin pretensión de exactitud
La caloría no tiene ni puede tener patrón, porque desde el principio no es una magnitud independiente sino el julio a otra escala, y lo único que puede verificarse son los instrumentos que miden el calor. La bomba calorimétrica se verifica con ácido benzoico, la cámara respiratoria quemando dentro una cantidad conocida de alcohol, pero el número del envase no lo verifica nadie, porque se calcula, no se mide.
De ahí el extraño estatus de la unidad. En física ha sido desplazada del todo: los cálculos térmicos se hacen en julios, y la caloría solo sobrevive en tablas antiguas y en la definición de la tonelada de TNT, que por convenio equivale exactamente a mil millones de calorías. En nutrición, en cambio, se mantiene como pocas, porque los números de cuatro kilojulios resultan extraños, mientras que el orden de «dos mil al día» ha arraigado en el uso tanto como el grado Celsius.
Solo hay que recordar que la precisión de estos números no es la que parece. La normativa permite que el valor energético real se aparte del declarado en una quinta parte, la composición varía de un lote a otro, los factores de Atwater están promediados sobre todos los alimentos a la vez y el aprovechamiento depende además de si la comida está triturada o no y de lo que se come con ella. La unidad no tiene la culpa: cuenta julios con honradez, pero la aritmética que la aplica sigue siendo una aproximación, y esperar de ella una tercera cifra es como medir la estatura por la sombra.
Catálogo de magnitudes
energía, calor y metabolismoUnidades básicas del SI
resaltados el kilogramo, el metro y el segundo — de ellos está hecho el julioLo que hay en el plato y lo que cuesta en movimiento
todas las columnas se calculan a partir de la composición, no se escriben a mano| Ración | kcal | kJ | Parte | Caminar | Correr |
|---|---|---|---|---|---|
| {name} | {kcal} | {kj} | {share} | {walk} | {run} |
Las dos últimas columnas explican por qué la cuenta «comer y quemarlo» casi nunca sale: mil kilocalorías se comen en diez minutos, pero gastarlas moviéndose lleva varias horas, de modo que la alimentación y el trabajo físico son incomparables en velocidad, aunque se midan con la misma unidad. Además, en reposo el cuerpo gasta por sí mismo la mayor parte de la energía diaria, en respirar, en la circulación y en mantener la temperatura, así que el movimiento añade menos de lo que suele pensarse.