quinta-feira, 24 de novembro de 2011

A FÍSICA DO FORNO DE MICROONDA


Breve Histórico
Muitas das grandes invenções, de utilização em larga escala atualmente, foram concebidas para outro uso originalmente e mais tarde adaptadas para utilização diferente da inicial. Tal fato ocorreu com as microondas, pois inicialmente, elas foram utilizadas na Segunda Guerra Mundial (1939 -1945), para que os radares conseguissem detectar os inimigos, devido à grande capacidade das microondas de se refletir em superfícies metálicas.
Em 1939, o físico americano Albert Wallace Hull desenvolveu o magnétron (o coração do forno de microondas), que a princípio era um gerador de microondas para radar.
No ano de 1947, o primeiro forno de microondas foi comercializado no mercado norte-americano. As primeiras unidades vendidas possuíam quase 1,70 m de altura e massa total de 340 kg, com um custo inicial de aproximadamente cinco mil dólares.

MODELO ATUAL DE FORNO DE MICROONDAS
As Microondas no interior do forno
São ondas eletromagnéticas (no vácuo possuem velocidade de 3.105 km/s ou 3.108 m/s), cujo comprimento pode variar de 1 até 300 mm e de alta freqüência.
As microondas são um tipo de energia radiante e, assim como as ondas de rádio, a luz visível, o infra-vermelho e a eletricidade, fazem parte do espectro eletromagnético. Elas são classificadas como radiações não-ionizantes, pois, diferentemente dos raios-X e dos raios alfa (?), beta (?) e gama (?), os seus efeitos são apenas térmicos, não alterando, portanto, a estrutura molecular do material que está sendo irradiado.

ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
No caso do forno, essas ondas são geradas por um dispositivo denominado magnétron que recebe de um transformador uma voltagem constante de 400 volts e produz dentro do forno uma onda de freqüência 2450 MHz (2,45 GHz), freqüência essa igual à das moléculas da água. Tal onda é irradiada por uma antena metálica (semelhante a um ventilador) para dentro do compartimento onde estão os alimentos.
ESQUEMA DE FUNCIONAMENTO DO FORNO DE MICROONDAS
De maneira similar ao que ocorre com um cantor lírico que consegue emitir notas musicais tão agudas que são capazes de fazer com que copos de cristal entrem em processo de ressonância (vibração), o magnétron emite uma freqüência capaz de fazer com que as moléculas de água presentes nos alimentos entrem em ressonância. Tal situação aumenta a temperatura dos alimentos em valores relativamente grandes, visto, também, que as microondas possuem uma grande capacidade de penetração nos alimentos (entre 2 e 4 cm). Em alimentos mais espessos (mais que 4 cm) o calor é transmitido por camadas menos profundas pelo processo de condução térmica, ou seja os alimentos são cozidos de “fora para dentro”. Em uma análise mais aprofundada, podemos dizer que a molécula de água presente nos alimentos possui carga elétrica nos seus pólos e gira com a polaridade variável (direção) em relação ao campo elétrico. O atrito ou fricção entre as moléculas produz a energia térmica (calor) e assim os alimentos são aquecidos e conseqüentemente cozidos.
Cuidados com o forno de microondas
MOLÉCULAS DA ÁGUA
A porcentagem de água em nosso corpo está entre 55% e 70%, ou seja, a radiação do forno de microondas pode ser até letal ao organismo humano. Para tanto os fornos de microondas são blindados, não possibilitando às radiações que atravessem suas paredes. No caso da porta, existe um mecanismo que impede sua abertura durante o funcionamento. As microondas podem causar em nosso organismo queimaduras profundas no caso de vazamentos ou exposições às radiações. Neste nível, além das queimaduras, a emissão de microondas pode causar situações mais graves como o desenvolvimento da catarata nos olhos e até algumas formas de câncer. As Associações de Normas Técnicas Internacionais e mesmo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (A.B.N.T.) recomendam que a exposição não seja superior a 5 miliwatts por metro quadrado (5 mW/m2).