Probablemente usas un microondas casi todos los días de tu vida, pero puede que no sepas cómo funciona uno. Muchos temen que puedan provocarle cáncer o perjudicarle de otras maneras, pero por qué no tomarse un tiempo para aprender la ciencia para darse cuenta de que no es así como funcionan los microondas.
Las microondas, las ondas, son en realidad una forma de energía que se utiliza en los microondas, el aparato, para calentar su comida. En términos de longitud de onda y frecuencia, las microondas se sitúan entre la radiación infrarroja y las ondas de radio. En caso de que esa forma de referencia no signifique nada para usted, un microondas mide unos 12 centímetros de cresta a cresta o 10^-2 metros. Esta longitud de onda es fácilmente absorbida por la mayoría de los alimentos, concretamente por las moléculas de agua, lo que hace que la comida se caliente. Pronto entraremos en los detalles de esto, pero pasemos a la pregunta más importante: ¿las microondas dan cáncer?
A pesar de lo que te haya dicho tu abuela, las partículas que componen un microondas, los fotones, no poseen la energía suficiente para causar cáncer. Ondas similares pero más potentes, como los rayos ultravioleta y los rayos X, poseen más energía por fotón y pueden causar cáncer.
Ahora que entendemos qué es exactamente un microondas, ¿cómo funcionan los hornos de microondas en sí? El magnetrón es la tecnología central de los hornos de microondas. No, no es el nombre de un robot transformador, sino que es esencialmente un motor de alto voltaje para crear microondas. Un transformador eléctrico convierte los 120 voltios de corriente alterna de una toma de corriente en 4000 voltios o más para alimentar el magnetrón. Este alto voltaje calienta un filamento en el núcleo del magnetrón haciendo que éste libere el exceso de energía en forma de electrones. Estos electrones normalmente volarían hacia fuera desde el cátodo (filamento) hacia el ánodo (terminales positivos), pero un imán circular los devuelve hacia el filamento. Esta curvatura del imán de estado sólido hace que los electrones vuelen en una especie de bucle.
En una escala mayor, cuando estos electrones son enviados desde el filamento y vuelan en bucles, se crean microondas. Esencialmente, los electrones en bucle vuelan continuamente por los terminales del ánodo. Cuando un electrón pasa por una abertura entre los ánodos, crea una microonda. Piense en ello como si soplara a través del extremo abierto de una botella.
Entender cómo un horno de microondas o, más concretamente, un magnetrón, crea microondas es clave, pero ¿cómo calientan luego estas ondas sus bolsillos calientes? Bueno, las microondas se transmiten desde el magnetrón a través de una antena. Las microondas rebotan en el interior de la carcasa metálica del microondas en diferentes patrones. Estas ondas son entonces fácilmente absorbidas por las moléculas de agua de los alimentos. Las moléculas absorben la onda y empiezan a vibrar, convirtiendo la energía en calor. Los alimentos con bajo contenido en agua no suelen verse afectados por las microondas. Este es también el principio básico que subyace a los materiales seguros para microondas.
Profundizando en por qué la absorción de las microondas por parte de las moléculas de agua hace que los alimentos se calienten, tenemos que mirar a los campos eléctricos. Las moléculas de agua, al igual que los imanes, están cargadas positivamente por un lado y negativamente por el otro. Las microondas también son positivas en su cresta superior y negativas en su cresta inferior. Cuando una microonda choca con una molécula de agua, ésta intenta alinearse con el campo de la onda. Como las microondas son, de hecho, ondas, sus campos positivos y negativos están en constante movimiento, -2.500 millones de veces por segundo en el caso de las microondas. Esto, combinado con la molécula de agua tratando de alinearse con los campos cambiantes, significa vibración. La vibración significa fricción y la fricción significa calor.
Así que sabemos qué son las microondas y sabemos cómo calientan los alimentos, pero ¿por qué calientan los alimentos tan rápido y por qué a menudo hay puntos fríos en nuestra comida?
Las microondas calientan los alimentos tan rápido porque cocinan todas las partes de los alimentos al mismo tiempo. Una sartén cocina los alimentos sólo por conducción, cuando la comida está en contacto con la sartén. Como las microondas atraviesan todos los aspectos del alimento que se está cocinando, éste puede calentarse tanto interna como externamente de forma simultánea. Pero, eso también significa que puede haber puntos fríos debido a la naturaleza de las ondas.
Los puntos fríos en los alimentos cocinados con microondas se producen cuando las microondas se anulan entre sí. Cuando un lado positivo de una onda y un lado negativo de una onda chocan entre sí, se cancelan para igualar ninguna onda. Pensando en ello de forma más rudimentaria, lo he descompuesto en esta ecuación ganadora de un premio:
(1 calor) + (-1 calor) = 0 calor
Esto provoca «zonas muertas» en los microondas donde no se produce calentamiento. Esta es la razón por la que la mayoría de los microondas modernos incluyen una bandeja giratoria. El giro mueve los alimentos dentro y fuera de las zonas muertas produciendo un calentamiento más uniforme.
Esto cubre todo lo relacionado con la función de los microondas modernos. Estos aparatos se han convertido en algo crucial para nuestra rutina diaria e implican una cantidad decente de ciencia e ingeniería. Con suerte, ahora ya no podrás volver a ver un microondas de la misma manera.