sábado, 19 de junio de 2010

Las claves de un gran invento: El microondas

sábado, 19 de junio de 2010
El comienzo, ¿Cuándo se inventó el microondas?

El 8 de octubre de 1945 el norteamericano Percy Li Baron Spencer patentó un aparato que se convertiría en el actual horno de microondas tras conseguir cocinar con él un puñado de palomitas de maíz. La empresa Raytheon desarrolló el invento para su aplicación en la cocina y de ello resultó el Radarange, un armatoste grande y pesado, que se utilizó en hospitales y comedores militares. En 1967 se empezaron a fabricar los primeros hornos de microondas de uso doméstico.

¿Cómo calienta los alimentos?

La temperatura es la manifestación del movimiento de las partículas que forman los objetos. Este movimiento es imperceptible a simple vista, lo detectamos como simples cambios de temperatura. Cuanto más vibran las partículas que forman un objeto, más caliente lo percibimos.

Los alimentos en general contienen una gran proporción de agua. El agua está formada por moléculas que son polares, es decir, tienen un polo positivo y otro negativo, como un imán. Las microondas actúan creando un campo electromagnético en el cual se orientan las moléculas de agua. Pero la orientación de este campo cambia 2.450.000.000 veces por segundo, y ello hace que las moléculas de agua giren el mismo número de veces sobre sí mismas para orientarse correctamente. Este movimiento se traduce en un aumento de la temperatura, que las moléculas de agua pueden transmitir a las moléculas vecinas no polares mediante choques, hasta que todo el alimento se calienta.

Las microondas no tienen ningún efecto sobre las moléculas apolares (sin polos), como los plásticos. Tampoco ejercen efecto sobre sustancias polares cuyas partículas no tienen movilidad. Es el caso, por ejemplo, del agua sólida, la sal común, la porcelana o el vidrio.

¿Por qué tienen los microondas un plato giratorio?

La razón de este plato giratorio está en que las microondas no tienen una intensidad uniforme dentro del horno microondas, se producen lo que se llama interferencias constructivas o destructivas. Es decir, en algunos lugares las ondas electromagnéticas se intensifican y en otros se debilitan. Eso hace que si depositamos un alimento en un microondas sin que se mueva dentro, haya lugares donde la cocción es muy rápida y en otros muy lenta, y, por tanto, se produce una cocción desigual. El plato giratorio neutraliza ese efecto y hace que la cocción sea uniforme en todo el alimento.

¿Por qué hay que evitar usar el microondas vacío?

Si las microondas generadas no encuentran ningún material que calentar crecen progresivamente en intensidad y terminan por rebotar hacia el elemento que las genera, que se llama magnetrón, y entonces pueden producir una seria avería. También se puede dar lugar a cierta fuga de microondas, estas pueden salir por lugares que normalmente no saldrían, como las juntas de las puertas.

¿Por qué hay que evitar el uso de metales dentro del microondas?

Las microondas producen corrientes eléctricas dentro de los metales. Cuando los metales se presentan en forma de, por ejemplo, pequeñas hojas de papel de aluminio, las corrientes eléctricas inducidas son los suficientemente fuertes como para calentarlas y hacer que se fundan o se evaporen en una pequeña explosión. Otra de las razones por las que no es recomendable el uso de objetos metálicos es porque si las superficies metálicas están provistas de aristas o puntas, se pueden producir chispas eléctricas que saltan por el aire y pueden llegar a producir pequeños incendios. No obstante, si los metales se presentan en forma de grandes piezas sólidas sin bordes puntiagudos, realmente no sucede nada. En este caso los metales se limitan a reflejar las microondas, calentándose parcialmente el alimento.

¿Por qué cuando se utiliza la opción de descongelación se dan fuertes desigualdades en el calentamiento del alimento?

Cuando se descongela un alimento es frecuente encontrar zonas que no se han descongelado totalmente, mientras que otras sí lo están. Incluso se puede producir la cocción total del alimento.

Esto tiene su origen en el comportamiento diferente que tienen las moléculas de agua cuando están en estado líquido y cuando están formando un cristal de hielo. En el cristal de hielo, las moléculas están rígidamente trabadas unas con otras y no son alterables por las microondas, no oscilan con ellas, mientras que las que están en estado líquido sí oscilan y calientan su entorno. Eso explica el que si en un alimento que vamos a descongelar existen zonas ligeramente acuosas, porque ya se ha producido un cierto grado de descongelación, por ahí el alimento se empiece a cocinar.

Para evitar este efecto, los hornos microondas tienen una opción de descongelación que consiste en calentar un poco hasta que una parte del alimento se descongela, y dejar que ese calor se propague suavemente hacia el resto del alimento. Una vez que parte del alimento ha sido descongelado, se vuelve a generar otra vez la acción de microondas con la cual se calienta la parte descongelada y ese calor se propaga lentamente al resto del alimento, hasta que se derrite totalmente. Por lo tanto, es mejor seleccionar la opción de descongelación y no trabajar con el microondas a toda potencia.

Fuentes:



6 comentarios:

Pablo dijo...

Oye, qué interesante :).

Gracias.

Enrique dijo...

Interesante... dos apuntes (desde mi total analfabetismo en ciencia y desde mi amor a los microondas).
Los primero microondas no tenían plato giratorio, fue una adhesión posterior (aun tengo algún amigo con microondas sin plato giratorio).
También sería interesante citar en el apartado del modo descongelación que las ondas son más débiles y con menor regularidad. :)

Buen Post

Dubitador dijo...

Creo que hay varios imprecisiones en el articulo.

Resulta que hay plasticos que si que se calientan. Cosa que no deberia suceder si fuera cierta la idea de que se precisa que las moleculas polares puedan bailar libremente y rechocar entre si, cosa que no deberia ser posible si estan trabadas, enlazadas rigidamente. Ademas se dice en el articulo que son las moleculas de agua, en virtud de su polaridad, las que son agitadas y en el plastico no suele haber moleculas de agua. El plastico es una malla de hidrocarburos que atrapan otras sustancias afines, como es el caso del cloro. El famoso PVC (cloruro de polivinilo) es en buena parte cloro y se calienta bastante en el microondas.

Creo que lo que se agitan son las moleculas de hidrogeno. El agua contiene abundante hidrogeno y un plastico cuanto mas hidrogeno entre en su composicion mas afectado se verá por las microondas.

El hidrogeno del hielo (agua solidificada) si que se vé afectado por las microondas, pero ésta afectacion será mayor donde el hielo se haya disuelto y el agua transfiera mas directamente el calor resultante.

Tambien es preciso tener en cuenta que se precisará mas tiempo/energia para que la agitacion molecular produzca calor si el cuerpo irradiado está mas frio.

Ender Muab'Dib dijo...

Pero si lo que hace el microondas es generar un campo magnético, un átomo de hidrógeno no puede alinearse en el campo, porque un átomo sólo no tiene un lado más positivo/negativo que el otro. Ha de existir una molécula no simétrica, como la del agua, para que tenga polaridad y pueda alinearse con un campo magnético.

O al menos eso creo recordar de cuando hacía química en el instituto hace unos añitos ya :P

Seguramente las microondas también harán que se muevan otras moléculas además del agua (según he leído ahora mismo también afectan a los azúcares y ciertas grasas), pero me resulta extraño que el campo afecte directamente a los átomos de Hidrógeno individualmente. Quizás en el caso del PVC sí que deba existir cierta polaridad al ser moléculas con Cloro a un lado del carbono e Hidrógeno al otro. Pero esto ya son suposiciones mías.

Saludos.

el pelao dijo...

Si no me acuerdo mal de mis tiempos de estudiante lo que en realidad hace la radiacion 2.4GHz usada en los microondas es la excitacion del enlace O-H.

Este enlace esta presente principalmente en el agua, pero tambien en la mayoria de los hidocarburos. La facilidad para excitar este enlace es mayor si el H esta relativamente "libre" sin puentes de Hidrogeno que lo "aten", esto sucede en el hielo y tambien en algunos hidrocarburos.

Cuando digo excitacion del enlace O-H no quiere decir que la molecula gire, simplemente al absorber la energia de la microonda el enlace pasa a un estado vibracional-rotacional superior "excitado". Este nuevo estado contribuye a elevar la energia traslacional media de las moleculas (medida microscopica) y por tanto su temperatura (medida macroscopica)

jorge orellana dijo...

Que peligro hay con el uso del microondas muy seguido?

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