Las microondas son un dispositivo de cocción muy útil. Son máquinas compactas, pequeñas, pero increíblemente versátiles, así que, ¿cómo funcionan?
Hay una increíble cantidad 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 se pasa a través de los alimentos, cocinándolos. Las microondas no son específicas de los hornos de 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 m y 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 caen entre las ondas de radio, que tienden a ser más largas, y las ondas infrarrojas, que son más cortas.
Lo que hace que las microondas estén 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 utilizando un dispositivo llamado magnetrón. En su núcleo, 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 de la toma de corriente, 120V en los EE.UU. o 110V en Europa, a alrededor de 4000 voltios. Este aumento de voltaje es necesario para alimentar el magnetrón, causando 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 de la calefacción de filamento. Normalmente, los electrones que son liberados por el filamento serían atraídos al ánodo, pero debido a la posición del imán, los electrones vuelven al filamento en sí. Este bucle de electrones es lo que en realidad crea microondas.
Todo eso puede haber sonado un poco complejo, y puede ser 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 al lado de 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 de 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 los rayos ultravioleta y los rayos X, poseen más energía por fotón y, por lo tanto, pueden causar cáncer.
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Las microondas pueden, por supuesto, causar calor y quemaduras, pero todos los hornos de microondas están diseñados con una malla metálica en la puerta del aparato para evitar que las microondas se escapen. Estas mallas metálicas son lo suficientemente grandes como para que veas cómo se cocina tu comida, pero los agujeros no son lo suficientemente grandes como para que las microondas se resbalen. Los hornos de microondas también tienen dispositivos de seguridad incorporados que no permiten que el horno funcione mientras la puerta está abierta.
Así que, al final del día, no tendrás cáncer por estar demasiado cerca de un microondas porque los rayos no son ionizantes y tampoco te cocinarás.
Por lo tanto, hemos superado la ciencia básica, pero aún no hemos cubierto por qué exactamente las microondas funcionan tan bien para calentar los 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 al área de cocción del aparato. Las ondas están contenidas en el interior del aparato gracias a las paredes metálicas sólidas (y la puerta de malla). Estas microondas 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 los alimentos.
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. Al igual que una leva y un rodillo es un dispositivo mecánico para convertir la energía de rotación en movimiento lineal, también lo son las interacciones de microondas y moléculas de agua una forma de convertir la energía de 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 cargado positivamente y un lado cargado negativamente. Las microondas tienen una cresta positiva y una cresta negativa, al igual que cualquier onda. A medida que las microondas se mueven por el interior del horno de microondas, las moléculas de agua tratarán de alinear sus polos con el 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 2,5 mil millones de veces por segundo. Cuando combinas este efecto con la reacción de la molécula de agua, puedes empezar a darte 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 tenemos que responder es por qué a menudo hay puntos muertos en el interior de los hornos de microondas. Por ejemplo, ¿por qué el centro de la comida a menudo es mucho más frío que los bordes?
Esto ocurre porque algunas de las microondas terminan cancelándose entre sí. 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 ola golpea el valle de otra ola, el resultado es una ola cancelada. Esta es la razón por la que la mayoría de los microondas utilizan un plato giratorio para garantizar una cocción uniforme.
Así es como funcionan los hornos de microondas. Son aparatos que utilizan imanes para producir radiación electromagnética a una longitud de onda particular, que se dirige a las moléculas de agua en los alimentos, lo que hace que vibre y se caliente rápidamente. La próxima vez que cocines algo en el microondas, no lo mirarás de la misma manera.