Sulla cresta della microonda

Microonde: tra leggende e radiazioni esploriamo il mondo di questi aggeggi simpatici e rivoluzionari che ogni giorno compiono dei piccoli miracoli della fisica in cucina.


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Andare a vivere fuori casa mette il giovane universitario dinanzi ad alcuni problemi.
Lavare. Stirare. Rifare il letto. Mangiare.

Evidentemente l’unica cosa importante è l’ultima, quindi da bravo inetto egli comincia a tastare questo campo ignoto e relegato alle sante mani di mamme e nonne varie.

E’ stato così che mi sono ritrovato per la prima volta davanti ad un forno a microonde: un parallelepipedo di latta che nelle leggende metropolitane dona poteri magici e mani a sette dita. Ma l’universitario affamato è un essere temerario, pronto a sguazzare nelle microonde come un surfista californiano. Comincia quì la mia ricerca nel mondo di questi magnifici aggeggi, che condividerò con te Billy, perché non c’è cosa peggiore delle false credenze (scientifiche o meno). Ma cominciamo per piccoli passi.

Da cosa è composto?

Il cuore pulsante del forno è un magnetron a cui è rilegato il compito di produrre le microonde che vengono fatte passare attraverso delle guide d’onda, che servono a definire il percorso che quest’ultime dovranno seguire. Le microonde sono quindi incanalate in percorsi prestabiliti e non si diffondono in tutto il forno: per ovviare al problema è sempre presente un disco rotante, affinché il cibo venga esposto a nella sua completezza alla scarica generata.

Come funziona?

Nei normali metodi di cottura è sempre presente una sorgente di calore (piastra elettrica, fiamma …) e la cottura avviene attraverso un riscaldamento per conduzione. In questo tipo di forno il processo è più sofisticato. Alimentando il magnetron si vengono a generare un campo elettrico alternato ed una moltitudine di microonde.Queste seguono il percorso imposto dalle guide d’onda e vanno a colpire il contenuto del forno.

Le molecole che compongono gli alimenti sono tipicamente dei dipoli elettrici (hanno cariche elettriche di segno opposto agli estremi); tenderanno quindi ad assorbire l’energia trasportata dalle microonde per cercare di allinearsi nel verso del campo elettrico generato.  Essendo questo alternato, le molecole tendono a ruotare oscillando.E’ come avere dei chiodi su di un tavolo e spostare un magnete da un estremo all’altro: i chiodi tenderanno a ruotare per allinearsi con il campo magnetico in questo caso. Questi movimenti sono però ostacolati dalle forze di attrito che tendono a legare le molecole tra di loro. Sono proprio queste forze che tendono a disperdere energia sotto forma di calore.

In particolare la frequenza delle microonde è molto simile a quella della rotazione della molecola di acqua. Se sei stato attento in questo articolo Billy, capirai che questo tende a provocare un effetto di risonanza che amplifica gli affetti prima accennati. [E’ giusto dirti che la frequenza delle microonde dipende anche dal tipo di forno, ma in generale questo fatto dovrebbe essere vero.]

In scientifichese questo processo prende il nome di riscaldamento dielettrico, che come già accennato funzionerà meglio con materiali fortemente polari, in particolar modo l’acqua (presente in praticamente tutti gli alimenti).

E’ davvero pericoloso?

Dovendo rispondere brevemente, no. Assolutamente no.
L’energia trasportata dalle microonde è troppo bassa per provocare qualsiasi effetto considerabile sulla struttura genetica degli alimenti. Devi sapere che ci sono due tipi di onde: quelle ionizzanti e quelle non ionizzanti. Le seconde (dove si collocano le microonde) attraversano la materia ed hanno un’energia sufficiente solo a far vibrare gli elettroni presenti. Le prime invece hanno un’energia tale da interagire con gli elettroni, strappandoli ad un atomo e cedendoli ad un altro; questo tipo di radiazioni è generato da onde che si collocano ad una frequenza minima simile a quella dei raggi ultravioletti, di gran lunga superiore rispetto a quella delle microonde (guarda l’immagine sopra).

Ma se non contenti doveste avere ancora paura per la vostra salute, perché spaventati dallo sportello in vetro attraverso il quale potete controllare la cottura dei vari alimenti, sappiate che esso è internamente ricoperto da una sottile rete le cui fessure sono molto più sottili rispetto alla lunghezza d’onda delle microonde, che quindi sono costrette a tornare indietro (diversamente dalla luce visibile che ha una lunghezza d’onda significativamente minore per cui passa senza problemi, mostrando il contenuto del forno).

Ma se proprio vuoi preoccuparti Billy allora devi stare attendo a non accendere il forno senza del contenuto, in quanto le microonde non assorbite tenderebbero a tornare al magnetometro che potrebbe danneggiarsi o surriscaldarsi eccessivamente.

Pensi solo a mangiare Billy!

Siamo qui a parlare di microonde e già ti sento sbavare sulla tastiera. Quanto schifo mi fai. Ma io sono misericordioso e voglio illuminarti ulteriormente sugli utilizzi di queste piccole onde. Oltre agli usi più comuni delle stesse (sto pensando al bluetooth, le comunicazioni con i satelliti, le chiamate GSM … ) esse sono utilizzate per trasferire energia senza fili e nella costruzione di armi.

Nel primo caso mi riferisco alle centrali solari orbitali, ipotizzate negli anni 70 e tuttora ancora soggette di studi. L’idea è quella di avere una modera struttura di centrale fotovoltaica nello spazio (sfruttando l’illuminazione continua e la non presenza di effetti atmosferici che sfavoriscono l’esposizione) per inviare l’energia sotto forma di onde magnetiche da riconvertire sulla Terra tramite una rectenna.

Nel secondo sto parlando delle ADS, particolari armi che “sparano” un flusso di onde elettromagnetiche che

“eccitano le molecole d’acqua e di grasso del corpo umano scaldandole e causando intenso dolore che aumenta, così come fa la temperatura, fin quando vi è puntato il fascio di microonde che però agisce anche su tutto quello si trova davanti o dietro l’oggetto (o la persona)”. (WikiPedia)

Billy sei proprio un tipo tosto! Ancora non ti ho sedotto con il fascino delle onde? Allora guarda questo video, che ti spiega come creare del “quasi” plasma con un acido di uva ed un magico fornello. A microonde ovviamente.

Pubblicato da Raffaele Farinaro

Se il blog esiste è solo colpa sua. Mezzo campano e mezzo abruzzese ha la fissa per gli ologrammi, la divulgazione scientifica e Iron Man. E la pizza.