domingo, 11 de diciembre de 2016

El microondas, ¿sabes realmente como funciona?

Uno de los electrodomésticos de nuestros hogares más usados en el día a día y menos comprendido es el microondas, ¿sabes por qué?.

Erróneamente, podríamos pensar que sigue el mismo principio que un horno o una tostadora, es decir, la transferencia de calor. La propia experiencia nos hace ver que no, dado que tras haber estado en funcionamiento, el interior del microondas no desprende calor.



Componentes de un microondas

Dentro del horno, hay un dispositivo eléctrico llamado magnetrón que produce microondas de alta intensidad y las transporta hacia un ventilador para que sean transmitidas hacia el compartimiento donde ponemos la comida. El interior de un microondas está recubierto de metal por todos lados, esto se debe a que la radiación se refleja en el metal y no escapa nada al exterior.



¿Cómo calienta el microondas?

Aumentar la temperatura de un cuerpo equivale a decir que la energía cinética de las moléculas aumenta. El agua, las grasas y otras sustancias presentes en los alimentos absorben la energía producida por las microondas. Al ser absorbidas, las ondas se convierten directamente en movimiento de esas moléculas.
Las moléculas de agua son dipolares, es decir, tienen una carga positiva en un lado y negativa en otro. Estas moléculas intentan alinearse con el campo eléctrico generado por las ondas.



La dirección del campo electromagnético se invierte 2.500 millones de veces por segundo (porque tienen una frecuencia de 2.5 Ghz), por lo que una vez que se alinean con una onda, deben rotar rápidamente para alinearse con la siguiente, así hasta las 2.500 millones de veces por segundo.

Este procedimiento realizado por millones de moléculas de agua simultáneamente da como resultado choques entre las moléculas, que se ponen en movimiento. Al adquirir movimiento, aumentan su energía cinética, y es de esta manera como se incrementa la temperatura.

El calentamiento por microondas es muy efectivo en el agua. Menor en grasas y azúcar donde sus moléculas son menos dipolares y mucho menos en agua congelada, donde las moléculas tienen poca libertad para girar.


Por qué no introducir metales en un microondas

No es el tipo de metal en el microondas lo que determina cuán peligroso puede resultar, sino su forma. Si introducimos una cuchara, lo que pasará es que esta se calentará ligeramente, pero nada mucho más grave que eso.

En cambio, meter un tenedor es mucho más peligroso. El problema reside en los electrones del metal, que se ven afectados por las microondas. En un metal los átomos están ordenados en una estructura estable que permite a los electrones moverse libremente entre los átomos.

En los metales que acaban en punta residen menos átomos y existe menos posibilidad de que los electrones “se paseen” por esta región, así que se convierte en una región de entrada para nuevos electrones que provengan del exterior. Cuando los electrones viajan de molécula a molécula de aire vemos un rayo, por eso los pararrayos son metales que acaban en punta, ya que atrae a los electrones del rayo y provocan que caiga sobre ellos.




Aplicaciones científicas: crear plasma mediante microondas

El plasma es denominado el cuarto estado de agregación de la materia. Es un estado muy similar al gaseoso, pero en el que sus partículas están ionizadas. Presenta unas características propias que no se dan en sólidos, líquidos o gases, por eso se considera un nuevo estado de agregación.
El plasma puede generarse en un microondas casero muy fácilmente por dos métodos, ambos al alcance de cualquiera.

ADVERTENCIA: LA REALIZACIÓN DE ESTE EXPERIMENTO PUEDE PRODUCIR FUEGO Y EXPLOSIONES, ASÍ COMO UN DAÑO PERMANENTE EN EL ELECTRODOMÉSTICO. SE RECOMIENDA NO LLEVAR A CABO SIN LA SUPERVISIÓN DE UN EXPERTO.


Primer método: Creación de plasma mediante llama.

Se sitúa una cerilla (o algo previamente ardiendo, como un papel) en el interior del microondas. Se debe retirar el plato para girar. El fuego se cubre con un recipiente de cristal lo suficientemente alto para que la llama no tenga obstáculos.
El fuego de la llama de una cerilla es un plasma, pero el nuevo plasma generado tiende a subir y alejarse, perdiendo temperatura. En este proceso el plasma captura electrones sin volver a perderlos. Con el microondas hacemos que los iones al capturar electrones los vuelvan a perder. La función de las microondas no es calentar el plasma, sino que el ión en cuanto se recombine, capture la radiación microondas y vuelva de nuevo a ser ión. 



Segundo método: Creación de plasma mediante una uva

Cortamos una uva por la mitad, con cuidado de que ambas mitades queden unidas por una capa fina de piel. En este caso no tapamos con ningún vaso o recipiente de cristal. El zumo de las uvas está cargado de electrolito, un líquido rico en moléculas cargadas. Al cortar la uva de esta forma las dos mitades actúan como depósito de electrolito, la piel que hemos dejado como conector entre ambas partes.
Las microondas provocan que los iones de la uva se muevan rápidamente entre las dos mitades. Al hacer esto, el puente conector se calienta a altas temperaturas y finalmente estalla en una llamarada. Los electrones de esta llama generada ionizan el aire y lo convierte en plasma.




Bibliografía 












Francisco Tovar Moraga
Aurora Jiménez Raya

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