Funcionamiento de Microondas (electrodoméstico)

FUNCIONAMIENTO
 
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 diseñó una caja metálica con una abertura en la que introdujo energía en forma de microondas. Esta energía, dentro de la caja, no podía escapar y por lo tanto creaba un campo electromagnético de mayor densidad. Cuando se le colocaba alimento la temperatura del alimento aumentaba rápidamente. El doctor Spencer había inventado lo que iba a revolucionar la forma de cocinar y sentaba las bases de una industria multimillonaria: el horno de microondas.
Los ingenieros se dedicaron a trabajar en el invento del doctor Spencer, mejorándolo y modificándolo para un uso práctico. A finales de 1946, la Raytheon Company solicitó una patente para emplear las microondas en el cocimiento de los alimentos. Un horno que calentaba los alimentos mediante energía de microondas se instaló en un restaurante de Boston para hacer pruebas. En 1947, salió al mercado el primer horno comercial de microondas. Estas primeras unidades eran grandes y aparatosas, de 1,60 m de altura y 80 kg de peso. El magnetrón se enfriaba con agua, de modo que era necesario instalar una tubería especial.También, su precio era elevado, costaban alrededor de 5.000 dólares cada uno.
Hubo bastante resistencia contra estas unidades y no fueron aceptadas de inmediato. Las ventas iniciales eran desalentadoras. Sin embargo, las mejoras y refinamientos ulteriores produjeron un horno más fiable y liviano, menos caro y con un nuevo magnetrón enfriado por aire, se eliminó la necesidad de colocar tuberías. Finalmente el horno de microondas alcanzó un nivel de aceptación relativa, particularmente en el campo de la venta de alimentos rápidos.
Los comerciantes tenían el problema de cómo podrían mantener calientes los alimentos hasta que se los comprasen, ya que si se descomponían sería una pérdida obviamente cuantiosa. Al aparecer el empleo del horno de microondas, pudieron mantener los productos congelados en el lugar donde se servían y luego los podían calentar rápidamente en el horno de microondas. Esto proporcionaba alimentos más frescos, con menos desperdicio y más ahorro.
De inmediato los negocios de alimentos rápidos y restaurantes se dieron cuenta que el horno de microondas resolvía más problemas de los que creaba. Al encontrarse con el mismo problema de mantener calientes los alimentos durante largos periodos, los propietarios de restaurantes comenzaron a apreciar el valor del horno de microondas en sus operaciones. Actualmente pueden mantener en refrigeración sus alimentos y calentarlos a la orden de los clientes.
Cuando la industria alimentaria comenzó a reconocer todo el potencial y versatilidad del nuevo invento, éste se aplicó a nuevos y variados usos. Las industrias comenzaron a emplear las microondas para secar rebanadas de patata, tostar granos de café y cacahuetes. Se podían descongelar, preasar y dar cocimiento final a las carnes. Aún el abrir ostras se facilitaba con el uso de las microondas. Otras industrias encontraron conveniente las diversas aplicaciones del calentamiento por microondas. Con el tiempo, se emplearon éstas para secar corcho, cerámica, papel, cuero, tabaco, fibras textiles, lápices, flores, libros húmedos y cabezas de cerillo. También se emplearon las microondas en el proceso de curado de materiales sintéticos como nailon, hule y uretano. El horno de microondas se transformó en una necesidad para el mercado comercial y las posibilidades parecían interminables.
Los avances tecnológicos y el desarrollo posterior condujeron a un horno de microondas evolucionado y al alcance de la cocina del consumidor. Sin embargo, aparecieron muchos mitos y desconfianza acerca de las nuevas y misteriosas estufas electrónicas de "radar", de modo que se retrasó algo el florecimiento, aunque no mucho. En los años setenta más y más gente encontró que las ventajas de cocinar con microondas compensaba los riesgos probables y al parecer, nadie moría de "envenenamiento" por las radiaciones, ni quedaba ciego, estéril o impotente (al menos debido al uso de hornos de microondas). Cuando se desvanecieron los temores, comenzó a filtrarse una creciente ola de aceptación en las cocinas de Estados Unidos, contradiciendo mitos y convirtiendo la duda en demanda. Había empezado el auge.
En 1975, por primera vez, las ventas de hornos de microondas rebasaron el número de estufas de gas vendidas. El año siguiente se informó que 17% de todos los hogares de Japón cocinaban con microondas, en comparación de sólo cuatro por ciento de los hogares de Estados Unidos durante ese año. Sin embargo, para 1978, los hornos de microondas adornaban las cocinas de más de nueve millones de hogares, aproximadamente 14%, en Estados Unidos. Al final de 1980, esta cifra aumentó en más de 25%. En 1986, el horno de microondas se hizo más patente que el lavavajillas y alcanzó 60%, o sea aproximadamente 52 millones, de los hogares estadounidenses. Los hábitos de cocinar en Estados Unidos cambiaron drásticamente por la comodidad en tiempo y ahorro de energía del horno microondas. Si alguna vez se consideró como lujo, éste ha evolucionado gracias a la moderna tecnología y por la demanda popular, en una necesidad práctica para un mundo activo. El mercado en expansión ha originado un estilo de acuerdo a cada gusto, un tamaño y forma que se acomodan a cada cocina y un precio accesible a casi cualquier bolsillo. Las opciones y particularidades, como la adición de calor de convección, horneado con sensor, etc., satisfacen las necesidades de casi cualquier aplicación en el horneado, cocinado o secado. Ahora, la magia de hornear con microondas se ha esparcido por el mundo y convertido en un fenómeno internacional. El doctor Percy Spencer, el inventor, continuó en Raytheon como consultor "senior" hasta su muerte a la edad de 76 años. Fue autor de más de 100 patentes y se le consideraba uno de los principales expertos en el campo de las microondas, aunque carecía de instrucción secundaria.