Microondas

Funcionamiento del horno de microondas electrodoméstico

Un horno microondas es un electrodoméstico usado en la cocina para calentar alimentos. Funciona mediante la generación de ondas electromagnéticas en la frecuencia de las microondas. El agua, grasas y otras sustancias presentes en los alimentos absorben la energía de las microondas en un proceso llamado calentamiento dieléctrico. Muchas moléculas (como las de agua) son dipolos eléctricos, lo que significa que tienen una carga positiva parcial en un extremo y una carga negativa parcial en el otro, y por tanto giran en su intento de alinearse con el campo eléctrico alterno de las microondas. Al rotar, las moléculas chocan con otras y las ponen en movimiento, dispersando así la energía. Esta energía, cuando se dispersa como vibración molecular en sólidos y líquidos (tanto como energía potencial y como energía cinética de los átomos), lo hace en forma de calor.

El calentamiento por microondas es más eficiente en el agua líquida que en el agua congelada, donde el movimiento de las moléculas está más restringido. También es menos eficiente en grasas y azúcares (que tienen un momento dipolar molecular menor) que en el agua líquida.

A veces se explica el calentamiento por microondas como una resonancia de las moléculas de agua, pero esto es incorrecto: esa resonancia sólo se produce en el vapor de agua y a frecuencias mucho más altas (a unos 20 GHz). Por otra parte, los grandes hornos de microondas industriales que operan la mayoría en la frecuencia de 915 MHz (longitud de onda de 328 milímetros), también calientan el agua y los alimentos perfectamente.

Los azúcares y triglicéridos (grasas y aceites) absorben las microondas debido a los momentos dipolares de sus grupos hidroxilo o éster. Sin embargo, debido a la capacidad calorífica específica más baja de las grasas y aceites, y a su temperatura más alta de vaporización, a menudo alcanzan temperaturas mucho más altas dentro de hornos de microondas. Esto puede inducir a temperaturas en el aceite o alimentos muy grasos, como el tocino, muy por encima del punto de ebullición del agua, y lo suficientemente altos como para inducir reacciones de tostado, como en el asado a la parrilla convencional o en las freidoras. Los alimentos en alto contenido de agua y con poco aceite rara vez superan temperaturas superiores a las de ebullición del agua.

El calentamiento por microondas puede causar un exceso de calentamiento en algunos materiales con baja conductividad térmica, que también tienen constantes dieléctricas que aumentan con la temperatura. Un ejemplo es el vidrio, que puede exhibir embalamiento térmico en un horno de microondas hasta el punto de fusión. Además, las microondas pueden derretir algunos tipos de rocas, produciendo pequeñas cantidades de lava sintética. Algunas cerámicas también se pueden fundir, e incluso pueden llegar a aclararse enfriarse. El embalamiento térmico es más típico de líquidos eléctricamente conductores, tales como agua salada.

Un error común es creer que los hornos microondas cocinan los alimentos "desde dentro hacia afuera", es decir, desde el centro de toda la masa hacia el exterior de alimentos. Esta idea surge del comportamiento del calentamiento si una capa absorbente de agua se encuentra debajo de una capa seca, menos absorbente, en la superficie de un alimento. En este caso, la deposición del calor dentro de un alimento que puede exceder la de su superficie. En la mayoría de los casos, sin embargo, con alimentos uniformemente estructurados o razonablemente homogéneos, las microondas son absorbidas en las capas exteriores de una manera en cierto modo similar al calor de otros métodos. Dependiendo del contenido de agua, la profundidad de la deposición de calor inicial puede ser de varios centímetros o más con los hornos de microondas, en contraste con el asado (infrarrojos) o el calentamiento convectivo (métodos que depositan el calor en una fina capa de la superficie de los alimentos). La profundidad de penetración de las microondas depende de la composición de los alimentos y de la frecuencia, siendo las frecuencias de microondas más bajas (longitudes de onda más largas) las más penetrantes.

Historia

El horno de microondas es un subproducto de otra tecnología al igual que otros inventos. Esto sucedió durante el curso de un proyecto de investigación relacionado con el radar, alrededor de 1946 en el que el doctor Percy Spencer, ingeniero de la Raytheon Corporation, notó algo muy peculiar. Estaba probando un nuevo tubo al vacío llamado magnetrón cuando descubrió que una chocolatina que tenía en su bolsillo se había derretido. Intrigado y pensando que quizá la barra de chocolate había sido afectada casualmente por esas ondas, el doctor Spencer hizo un experimento. Esta vez colocó algunas semillas de maíz para hacer palomitas, cerca del tubo y, permaneciendo algo alejado, vio con una chispa de inventiva en sus ojos cómo el maíz se movía, se cocía e hinchaba y brincaba esparciéndose por todo el laboratorio.

A la mañana siguiente, el científico decidió colocar el magnetrón cerca de un huevo de gallina. Le acompañaba un colega curioso, que atestiguó cómo el huevo comenzó a vibrar debido al aumento de presión interna originada por el rápido incremento de la temperatura de su contenido. El curioso colega se acercó justamente cuando el huevo explotaba, salpicándole la cara con yema caliente. El rostro del doctor Spencer, por el contrario, se iluminó con una lógica conclusión científica: lo acaecido a la barra de chocolate, a las palomitas de maíz y ahora al huevo, podía atribuirse a la exposición a la energía de baja densidad de las microondas. Y si se podía cocinar tan rápidamente un huevo, ¿por qué no probar con otros alimentos? Así comenzó la experimentación.

El doctor Spencer

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