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¿Cómo funcionan los hornos microondas?

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Los microondas son un dispositivo de cocción muy útil. Son máquinas compactas, diminutas pero increíblemente versátiles, entonces, ¿cómo funcionan?

Hay una cantidad increíble de ciencia e ingeniería detrás de las microondas, pero todo se puede dividir en partes fáciles de entender y digerir.

Los hornos de microondas funcionan principalmente generando radiación de microondas, que pasa a través de los alimentos y los cocina. Las microondas no son específicas de los hornos microondas, sino que son una forma de ondas electromagnéticas con una longitud de onda en el rango de frecuencia de entre 300 MHz y 300 GHz (una longitud de onda de alrededor de 1 my 1 mm). Los hornos de microondas generalmente utilizan una frecuencia de 2450 MHz (una longitud de onda de 12,24 cm).

En comparación con otros tipos de radiación, las microondas se ubican entre ondas de radio, que tienden a ser más largas, y ondas infrarrojas, que son más cortas.

Lo que hace que las microondas sean tan especializadas para cocinar es cómo interactúan con las moléculas de agua.

La ciencia detrás de las microondas

Dentro de los hornos de microondas, las microondas se crean mediante un dispositivo llamado magnetrón. En esencia, los magnetrones son motores de alto voltaje que emiten energía en forma de microondas en lugar de trabajo mecánico.

Dentro del horno de microondas, un transformador aumenta la electricidad del enchufe de pared, 120 V en los EE. UU., o 110 V en Europa, alrededor4000 voltios. Este aumento de voltaje es necesario para alimentar el magnetrón, lo que hace que un filamento se caliente en el núcleo del dispositivo. A medida que este filamento se calienta, se liberan electrones. El horno de microondas pone a trabajar estos electrones.

Un imán circular se encuentra cerca del filamento calentado. Normalmente, los electrones que son liberados por el filamento serían atraídos por el ánodo, pero debido a la posición del imán, los electrones regresan al filamento. Este bucle de electrones es lo que realmente crea microondas.

Todo eso puede haber sonado un poco complejo, y puede serlo cuando se explica sin diagramas. Para profundizar en la comprensión de cómo funcionan los magnetrones y, en última instancia, las microondas, eche un vistazo al video a continuación.

¿Es seguro pararse junto a un microondas?

Un mito popular sobre las microondas es que pueden provocar cáncer. Esto puede deberse al uso de la palabra "radiación" para describir cómo funcionan, así como al temor de que esta radiación de microondas pueda filtrarse fuera del microondas. La radiación, en este caso, se refiere a la energía que irradia desde una fuente y no a la radiactividad.

Sin embargo, las microondas no contienen suficiente energía para cambiar químicamente las sustancias a través de la ionización; son un ejemplo de radiación no ionizante. Otros tipos de ondas electromagnéticas, como la ultravioleta y los rayos X, poseen más energía por fotón y, por tanto, pueden provocar cáncer.

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Las microondas pueden, por supuesto, causar calor y quemaduras, pero todos los hornos microondas están diseñados con una malla metálica en la puerta del aparato para evitar que las microondas se filtren. Estas mallas metálicas son lo suficientemente grandes para que pueda ver cómo se cocinan los alimentos, pero los orificios no son lo suficientemente grandes como para que se cuelen las microondas. Los hornos de microondas también tienen dispositivos de seguridad incorporados que no permiten que el horno funcione mientras la puerta está abierta.

Por lo tanto, al final del día, no contraerá cáncer por estar demasiado cerca de un microondas porque los rayos no se ionizan y tampoco se cocinará.

Entonces, hemos superado la ciencia básica, pero aún no hemos cubierto por qué exactamente las microondas funcionan tan bien para calentar alimentos rápidamente.

Cómo las microondas calientan las moléculas de agua

Las microondas utilizadas en un horno de microondas se envían a través de un tipo de antena que las canaliza hacia el área de cocción del aparato. Las ondas están contenidas en el interior del aparato gracias a las paredes de metal macizo (y la puerta de malla). Estas microondas luego son absorbidas por las moléculas de agua dentro de los alimentos. La energía de las microondas hace que las moléculas de agua vibren rápidamente, lo que calienta la comida.

En esencia, debido a que las moléculas de agua absorben fácilmente las microondas, lo que hace que las moléculas comiencen a vibrar rápidamente, esto se convierte en un mecanismo para convertir la energía de microondas en energía térmica. Así como una leva y un rodillo es un dispositivo mecánico para convertir la energía de rotación en movimiento lineal, las interacciones de las microondas y las moléculas de agua también son una forma de convertir la energía de las microondas en energía térmica.

Pero, ¿por qué solo vibran las moléculas de agua? Las moléculas de agua son polares, lo que significa que tienen un lado con carga positiva y un lado con carga negativa. Las microondas tienen una cresta positiva y una cresta negativa, al igual que cualquier ola. A medida que las microondas se mueven por el interior del horno de microondas, las moléculas de agua intentarán alinear sus polos con los del microondas. Dado que las microondas se mueven rápidamente dentro del aparato, las moléculas de agua intentan alinearse rápidamente con el movimiento de las olas.

¿Qué tan rápido está sucediendo esto? Los campos positivos y negativos de las microondas se mueven aproximadamente a 2.500 millones de veces por segundo. Cuando combina este efecto con la reacción de la molécula de agua, puede comenzar a darse cuenta de cómo las microondas cocinan los alimentos de manera tan rápida y efectiva.

¿Por qué las microondas se cocinan de manera desigual?

La última pregunta que debemos responder es por qué a menudo hay puntos muertos en el interior de los hornos microondas. Por ejemplo, ¿por qué el centro de la comida suele estar mucho más frío que los bordes?

Esto ocurre porque algunas de las microondas terminan anulándose unas a otras. A menudo, estos lugares de cancelación están localizados, lo que significa que algunas áreas del horno de microondas no reciben ningún "calor".

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En esencia, cuando el pico de una onda golpea el valle de otra onda, el resultado es una onda cancelada. Esta es la razón por la que la mayoría de los microondas usan un plato giratorio para garantizar una cocción uniforme.

Entonces, así es como funcionan los hornos microondas. Son aparatos que utilizan imanes para producir radiación electromagnética en una determinada longitud de onda, que se dirige a las moléculas de agua de los alimentos, provocando que vibren y se calienten rápidamente. La próxima vez que cocine algo en un microondas, no lo verá de la misma manera.


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