El horno de microondas es un electrodoméstico usado en la cocina para calentar alimentos, o cocerlos, que funciona mediante la generación de ondas electromagnéticas en la frecuencia de las microondas, en torno a los 2,45 GHz.

Funcionamiento del horno de microondas doméstico

Un microondas es un electrodoméstico destinado a calentar y cocinar alimentos calentando el agua que contienen o los líquidos que se añaden. Funciona mediante la generación de ondas de radio de alta frecuencia. El agua, las grasas y otras sustancias presentes en los alimentos absorben la energía producida por las microondas en un proceso llamado calentamiento dieléctrico (conocido también como calentamiento electrónico, calentamiento por RF, calefacción de alta frecuencia o diatermia). Hay moléculas cuya estructura forma dipolos eléctricos, como la del agua, lo que significa que tienen una carga positiva parcial en un extremo y una carga negativa parcial en el otro, y por tanto oscilan en su intento de alinearse con el campo eléctrico alterno de las microondas. Al rotar, se producen rozamientos y choques, que son los que elevan la temperatura. Los hornos de microondas funcionan de la siguiente manera: un aparato llamado magnetrón convierte la energía eléctrica en energía de microondas, que en esta forma alcanza el alimento. Las ondas electromagnéticas agitan las moléculas bipolares presentes en los alimentos, especialmente las del agua, y esta es la que eleva la temperatura. Esta agitación es un mecanismo físico, simple movimiento de las moléculas al ritmo de la frecuencia, y no provoca ningún tipo de alteración en la composición química (excepto los que son producidos por el aumento de la temperatura).

El calentamiento por microondas es más eficiente en el agua líquida que en el agua congelada, ya que en el estado sólido del agua, el movimiento de las moléculas está más limitado. 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, ya que 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 de forma efectiva.

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 causar en el aceite o alimentos muy grasos, como el tocino, temperaturas muy por encima del punto de ebullición del agua, llegando a tostar de forma parecida al asado en 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 provocar un exceso de calentamiento en algunos materiales con baja conductividad térmica, que también tienen constantes dieléctricas que aumentan con la temperatura. Un ejemplo de ello es el vidrio, que puede mostrar 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 aclarar su color al 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 la mayoría de los casos en alimentos uniformemente estructurados o razonablemente homogéneos en su composición física, las microondas son absorbidas en las capas exteriores de forma 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. Las microondas penetran únicamente de 2 a 4 cm en el interior de los alimentos, por lo que el centro de una porción grande no se cocinará con la energía de estas ondas, sino por el calor que se produce en el horno y por el que se transfieren las partes superficiales que sí son alcanzadas por las ondas.

Historia

Como otros inventos, el horno de microondas es la aplicación secundaria de una tecnología destinada a otros fines. En 1946, durante una investigación relacionada con el radar, el doctor Percy Spencer, ingeniero de la Raytheon Corporation, estaba probando un tubo al vacío llamado magnetrón cuando descubrió que una chocolatina que tenía en su bolsillo se había derretido. Sospechando que aquello había sido causado por las ondas emitidas por el magnetrón, el doctor Spencer colocó algunas semillas de maíz para hacer palomitas cerca del tubo a modo de experimento. El maíz se coció e hinchó. Spencer repitió el experimento usando un huevo de gallina. Debido al rápido incremento de la temperatura, la presión interna hizo que el huevo explotara. Esto le animó a seguir experimentando con otros alimentos.^[1]​

El doctor Spencer diseñó una caja metálica con una abertura por la que podía entrar la radiación del magnetrón.^[2]​ Las paredes metálicas confinan la radiación de microondas, porque la energía del campo electromagnético aumenta. Cuando se introducía alimento su temperatura aumentaba. Los ingenieros se dedicaron a mejorar el prototipo del doctor Spencer, y a finales de 1946, la Raytheon Company solicitó una patente para emplear los microondas en la preparación de los alimentos. El primer horno en prueba, que calentaba los alimentos mediante energía de microondas se instaló en un restoran de Boston. En 1947, salió al mercado el primer horno comercial de microondas. Estas primeras unidades eran aparatosas, de 1,60 m de altura y 80 kg de peso. El magnetrón se refrigeraba con agua, de modo que era necesario instalar un circuito especial. Además, su precio era elevado: costaban alrededor de 5.000 dólares cada uno, por lo que no tuvieron demasiada acogida.^[3]​

Al desarrollarse un nuevo magnetrón enfriado por aire, se eliminó la necesidad de colocar tuberías de refrigeración, lo que permitió fabricar hornos más baratos y manejables. Los negocios de comida rápida fueron los primeros en reconocer su utilidad.

Cuando la industria alimentaria descubrió el potencial y la versatilidad del nuevo invento, éste se aplicó a usos variados, como deshidratar verduras, tostar café o frutos secos, descongelar y cocinar las carnes, abrir ostras, etc. Otras industrias lo emplearon para el secado de corcho, cerámica, papel, cuero, tabaco, fibras textiles, lápices, flores, libros húmedos y cerillas. También se emplearon las microondas en el proceso de curado de materiales sintéticos como nailon, hule y uretano. Sin embargo, a causa de la desconfianza hacia los nuevos "hornos electrónicos de radar", no fue hasta los años setenta cuando se empezó a usar en las cocinas domésticas. Nadie moría de "envenenamiento" por las radiaciones, ni quedaba ciego, estéril o impotente debido al uso de hornos de microondas. Cuando se desvanecieron los temores en Estados Unidos, aumentó la aceptación y, se olvidaron los mitos.

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 del 4% de los hogares de los Estados Unidos. En 1971, menos del 1% de los hogares estadounidenses tenían microondas; en 1978 la cifra ascendió al 13%, llegando al 25% en 1986. Hoy, los hornos a microondas cuentan con el añado y mejora de temporizador, sensores de horneado y resistencias eléctricas para gratinar o acabar de dorar los platos que lo necesiten, pues esto no es posible conseguirlo sólo con las microondas.^[4]​

Precauciones

La mayoría de gobiernos, industrias y la propia OMS^[5]​ defienden su uso como un electrodoméstico seguro para la salud. Sin embargo, sí es obligatorio tomar las siguientes medidas de seguridad:

• Nunca introducir recipientes metálicos ni utensilios de metal, pues podrían generar chispas y causar un incendio.
• No cocer huevos enteros con cáscara, la presión del vapor podría hacerlos estallar.
• Hay que tomar precauciones al hervir agua u otros líquidos en el microondas, ya que el calor acumulado podría causar quemaduras por salpicadura, aunque el agua no se vea hervir al ir a sacar el recipiente. Esto se debe al fenómeno de sobrecalentamiento, es decir, acumulación de temperatura superior a la del punto de ebullición del agua (100° C)^[6]​

Al intentar realizar una reparación deben respetarse las medidas de seguridad, ya que existe riesgo grave de electrocución, incluso habiendo desconectado el aparato de la red eléctrica, por la presencia de un condensador de gran capacidad.