¿Cómo calienta un microondas los alimentos?, ¿por qué parte de la comida puede estar fría y el resto quemando?
Para entender el funcionamiento de un microondas, una de las cosas que tenemos que entender es ¿qué supone aumentar la temperatura de una sustancia?
La materia está formada por átomos, y éstos se agrupan en moléculas. Con la temperatura medimos la agitación de estas moléculas, es decir, la velocidad con la que oscilan o se mueven de un lado a otro dentro de la materia. Cuanto más temperatura tiene un cuerpo o más se calienta la materia, más rápida es esta agitación. Podríamos imaginar qué es la temperatura estableciendo un símil entre las moléculas de un cierto cuerpo y un salón en el que se está bailando. Un cuerpo frío tendría su equivalente en un baile lento: las personas se mueven pausadamente, de un lado a otro. Un cuerpo caliente, en cambio, tendría su analogía en un salón donde las personas están bailando rock and roll y, realizan movimientos más agitados, sin alejarse mucho del mismo sitio.
Calentar algo equivale, por lo tanto, a hacer que las moléculas vibren o se muevan u oscilen más rápidamente.
Otro hecho que hay que tener en cuenta para entender el funcionamiento de un microondas es la acción de las microondas sobre los cuerpos que cocinamos. En un horno convencional, el calor puede llegar al alimento que estamos calentando de dos formas:
A través del aire caliente que lo envuelve, calentándolo de fuera hacia dentro. Por medio de una radiación muy fuerte de tipo infrarrojo, que normalmente es producida por una resistencia que calienta la parte superior del alimento, al igual que el sol nos calienta. En este caso, el calor se transmite desde la parte superior hacia el interior del alimento, de forma que poco a poco se va perdiendo el agua que contiene el alimento en su parte exterior y se traslada el calor al interior, cocinándose el alimento. Por ello, las cosas cocinadas de esta manera están crujientes.
En un microondas el efecto es diferente. Para empezar no existe nada caliente en el exterior que cocine el alimento, sino que la energía de las microondas se genera directamente, en el interior del alimento. Por así decirlo, los alimentos que normalmente cocinamos en el microondas son ligeramente trasparentes a las microondas. Éstas llegan a su interior y, a medida que se van propagando por el alimento, lo calientan.
Ya sabemos que las microondas penetran en los alimentos y los calientan, pero ¿de qué modo los calientan? Las microondas hacen oscilar, vibrar, las moléculas del agua, los azúcares y ciertas grasas. De todas las sustancias que componen un alimento, la más activa es el agua. Las microondas agitan a las moléculas de agua, las hacen rotar rápidamente de un lado para otro, a una velocidad tremenda (unos 2.400 millones de veces por segundo) y, en ese movimiento de giro rápido, las moléculas de agua chocan con las que hay en su entorno y les van comunicando energía, pero desordenada, con lo cual se produce un aumento de temperatura.
Un símil parecido sería el de frotar una mano contra otra rápidamente. La energía del movimiento se trasforma en esa "energía desordenada" que es el calor.
Por último, lo que nos podemos plantear es ¿por qué las moléculas de agua vibran o se agitan en presencia de las microondas? Es decir, ¿cómo una onda electromagnética, que es lo que es una microonda, propaga la energía?
Unas ondas que podemos visualizar con facilidad son las que, por ejemplo, se propagan cuando una piedra cae al agua. Cuando en un estanque con hojas o ramas dejamos caer una piedra se produce una perturbación, es decir, una onda en la superficie. Aunque el agua no se desplaza, no se mueve de un sitio para otro, lo que sí se desplaza es esa perturbación, esa energía que hace que, a una cierta distancia, la ramita o la hoja se muevan de arriba hacia abajo.
Una onda es una manifestación de la energía, en la cual ésta se propaga de un sitio para otro sin que realmente haya un transporte de materia. Cuando se arroja una piedra a una ramita, la piedra mueve la rama materialmente. Pero cuando se arroja una piedra al agua y se genera una perturbación, lo que mueve la rama no es un objeto sino la energía que se propaga.
Una vez que tenemos clara la idea de que la energía se puede propagar como oscilación, como una onda, lo siguiente es entender cómo un campo magnético puede ser el medio en el cual se propague esta energía en forma de onda. Experimentarlo es muy sencillo. Basta con poner un imán sobre una mesa y desde abajo mover otro imán de un lado para otro. El imán que se encuentra sobre la mesa responde a esas oscilaciones del imán que estamos moviendo por abajo. No hay materia que se esté moviendo o que esté chocando con el imán de arriba; la energía de nuestro movimiento es la que pasa del imán que se encuentra debajo al que está encima. Demostramos, así, que los campos eléctricos y los campos magnéticos pueden trasmitir energía.
Las ondas electromagnéticas son, a fin de cuentas, oscilaciones en un campo magnético similares a las oscilaciones que la piedra produce en el agua. ¿Qué es lo que sucede? Que las moléculas de agua se comportan como pequeños imanes. Es lo que se llama moléculas polares: tienen un polo positivo y uno negativo. En este caso no son fuerzas magnéticas sino eléctricas, pero de comportamiento similar.
Las ondas electromagnéticas son oscilaciones del campo eléctrico y magnético que hacen que la molécula vibre del mismo modo que los imanes del ejemplo anterior. De esa manera, a través de esas oscilaciones electromagnéticas, nuestras moléculas absorben la energía de las ondas y las van trasformando en calor. Ese es el fundamento del microondas.
Por tanto, las ideas que ya tenemos claras son:
Que las microondas son ondas electromagnéticas que trasmiten energía.
Que las moléculas de agua son pequeños imanes que sienten esas oscilaciones del campo magnético producidas por las microondas.
Que al sentir esas oscilaciones se agitan y hacen vibrar a las otras moléculas y que, precisamente esa vibración, ese aumento de energía oscilatoria en las moléculas del alimento, es precisamente el calor.
La otra idea a tener en cuenta es que, como resultado de la capacidad de las microondas para penetrar, al menos parcialmente, en el alimento, ese calor no se produce como sucede en los hornos convencionales en la superficie, sino que se va a producir en el interior del alimento. Esto hace que el cocinado sea muy rápido, porque toda la energía se libera en el alimento. Es rápido, además, porque se libera de modo uniforme por todo el alimento, es decir, el calor no tiene que pasar desde el exterior al interior, sino que se genera en el interior del propio alimento.
Este efecto de calor repartido uniformemente por todo el alimento explica por qué los alimentos cocinados con microondas tienen ese aspecto crudo y un poco húmedo a veces. Realmente lo que sucede es que el calor generado dentro hace que el agua prácticamente se evapore o hierva desde el interior al exterior y no se produzca esa capa reseca que da el aspecto crujiente a los alimentos preparados en un horno convencional.
Aspectos relacionados con la seguridad en el cocinado o la cocción en el microondas
En general existen muchos mitos que hacen olvidar peligros reales, que se dan cuando se está cocinando con un microondas. Estos son algunos mitos:
. Las microondas permanecen en los alimentos y uno se las traga. La energía es absorbida y no queda nada. Realmente es como cuando uno apaga la luz: se queda en completa oscuridad.
. La posibilidad de que existan fugas de las microondas al exterior. Estas fugas prácticamente son nulas y la energía radiada de este modo es mínima.
. Las microondas producen una alteración en las características del alimento que lo puede hacer cancerígeno. La acción del microondas no produce temperaturas superiores a las que produce el cocinado en una sartén, en un horno convencional o en una barbacoa. Y las alteraciones químicas que se producen sobre los alimentos, en las moléculas, no son más severas, ni más perjudiciales que las que se producen por otros procedimientos de cocinado.
Algunas curiosidades de las microondas y el cocinado de alimentos
¿Por qué tienen los microondas un plato giratorio?
La razón de este plato giratorio está en que las microondas no tienen una intensidad uniforme dentro del horno microondas, se producen lo que se llama interferencias constructivas o destructivas. Es decir, en algunos lugares las ondas electromagnéticas se intensifican y en otros se debilitan. Eso hace que si depositamos un alimento en un microondas sin que se mueva dentro, haya lugares donde la cocción es muy rápida y en otros muy lenta, y, por tanto, se produce una cocción desigual. El plato giratorio neutraliza ese efecto y hace que la cocción sea uniforme en todo el alimento.
Cuando se descongela un alimento es frecuente encontrar zonas que no se han descongelado totalmente, mientras que otras sí lo están. Incluso se puede producir la cocción total del alimento. Esto tiene su origen en el comportamiento diferente que tienen las moléculas de agua cuando están en estado líquido y cuando están formando un cristal de hielo. En el cristal de hielo, las moléculas están rígidamente trabadas unas con otras y no son alterables por las microondas, no oscilan con ellas, mientras que las que están en estado líquido sí oscilan y calientan su entorno. Eso explica el que si en un alimento que vamos a descongelar existen zonas ligeramente acuosas, porque ya se ha producido un cierto grado de descongelación, por ahí el alimento se empiece a cocinar. Para evitar este efecto, los hornos microondas tienen una opción de descongelación que consiste en calentar un poco hasta que una parte del alimento se descongela, y dejar que ese calor se propague suavemente hacia el resto del alimento. Una vez que parte del alimento ha sido descongelado, se vuelve a generar otra vez la acción de microondas con la cual se calienta la parte descongelada y ese calor se propaga lentamente al resto del alimento, hasta que se derrite totalmente. Por eso es mejor seleccionar la opción de descongelación y no trabajar con el microondas a toda potencia.
Si las microondas generadas no encuentran ningún material que calentar crecen progresivamente en intensidad y terminan por rebotar hacia el elemento que las genera, que se llama magnetrón, y entonces pueden producir una seria avería. También se puede dar lugar a cierta fuga de microondas, estas pueden salir por lugares que normalmente no saldrían, como las juntas de las puertas.
Las microondas producen corrientes eléctricas dentro de los metales. Cuando los metales se presentan en forma de, por ejemplo, pequeñas hojas de papel de aluminio, las corrientes eléctricas inducidas son los suficientemente fuertes como para calentarlas y hacer que se fundan o se evaporen en una pequeña explosión. Otra de las razones por las que no es recomendable el uso de objetos metálicos es porque si las superficies metálicas están provistas de aristas o puntas, se pueden producir chispas eléctricas que saltan por el aire y pueden llegar a producir pequeños incendios. No obstante, si los metales se presentan en forma de grandes piezas sólidas sin bordes puntiagudos, realmente no sucede nada. En este caso los metales se limitan a reflejar las microondas, calentándose parcialmente el alimento.
Peligros reales del uso de los microondas
Las altas temperaturas que se producen en el microondas liberan moléculas de los plásticos que pueden ser tóxicas y que pasan a los alimentos. Especialmente peligroso es la introducción en el microondas de envoltorios de plástico transparente, que en muchos casos prácticamente se funden en el microondas. Hay plásticos específicos para el uso en microondas.
Dentro del alimento se producen zonas dónde el calor se ha concentrado especialmente y no se ha difundido o propagado adecuadamente por el resto del alimento. Cuando uno ingiere los alimentos cocinados de esta manera, sin dejarlos reposar, se pueden producir graves quemaduras.
Suele producirse al calentar alimentos con un alto contenido en agua o calentar el agua misma. Al calentar un vaso de agua limpia el efecto es que se puede producir el calentamiento del agua hasta una temperatura de hasta 150ºC, pero sin que se produzca su ebullición. En estas condiciones, cualquier perturbación fuerte del vaso, por ejemplo el meter una bolsita de té o remover con una cucharilla el agua de forma rápida, puede dar lugar a una ebullición instantánea, rápida y muy violenta, que en algunos casos puede ser de tipo explosivo. Para evitar este tipo de problemas es necesario no superar nunca los tiempos de calentamiento que los manuales recomiendan para calentar un vaso de agua o de leche. Este efecto se produce porque 100ºC es la temperatura a partir de la cual el agua, sí encuentra algún tipo de perturbación, por ejemplo una burbuja, o una pequeña arista en el vaso, hierve. Pero el propio líquido no necesariamente hierve a esa temperatura. Este efecto no se produce en las cacerolas, puesto que suelen presentar multitud de pequeñas fisuras y están sometidas a una intensa fuente de calor en la base. El agua hierve y esas burbujas de agua hirviendo, al propagarse por el resto del líquido, desencadenan el proceso de la cocción normal. En un horno microondas no se producen esas concentraciones de energía que se dan en la base de la cacerola en el fuego, sino que el calentamiento se produce de modo progresivo sin que se dé la ebullición.