UNIVERSIDAD
AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO
PLANTEL “DR. PABLO GONZÁLEZ CASANOVA”
PROYECTO COLABORATIVO MÓDULO IV
ALUMNOS:
ÁVILA VILLANUEVA MARÍA JOSÉ
RODRÍGUEZ JACOME LUIS ANGEL
VILCHIS QUINTERO MANUEL ALEJANDRO
ASIGNATURA: FISICA
ONDULATORIA Y ESTÁTICA
SEMESTRE: 6
GRUPO: 629
FECHA: 26/05/2018
EL HORNO DE
MICROONDAS, HISTORIA Y FUNCIONAMIENTO
Un horno de microondas es un electrodoméstico usado en la
cocina para calentar alimentos que funciona mediante la generación de ondas
electromagnéticas, a pesar de ser un electrodoméstico tan utilizado y común hoy
en nuestros días, todavía siguen habiendo algunos mitos en cuanto a su efecto,
y simplemente a cómo funcionan los microondas.
Este aparato como lo conocemos hoy, es en realidad, el
resultado fortuito de los trabajos de un ingeniero que estaba investigando y
llevando a cabo un proyecto relacionado con el radar, llamado “radarange”. Es
así, como un día del año 1946 el doctor Percy Spencer un ingeniero de la
Raytheon Corporation quedaría grabado en la historia del microondas gracias a
una barra de chocolate que llevaba en su bolsillo.
Luego del experimento Percy notó que la barra de
chocolate se había derretido y sabiendo que las microondas generan calor se
cuestionó si la barra de chocolate había sido afectada por la cercanía al tubo;
esa pregunta fue la chispa inicial de la historia del microondas.
Para verificar su teoría el doctor inició una serie de
experimentos que a la postre darían las bases para la fabricación del primer
microondas. Primero, con unos granos de maíz a los cuales ubicó cerca del tubo
obteniendo en unos pocos segundos palomitas de maíz; finalmente puso un huevo
en un recipiente metálico con un orificio el cual irradio con el magnetrón y en
cuestión de minutos el huevo estalló; ese fue el primer prototipo del horno de
microondas.
Es aquí donde intervienen los “principios físicos que sustentan al horno microondas y su funcionamiento”,
los cuales son bastante sencillos:
En el horno microondas un tubo electrónico, el así
llamado magnetrón, genera un campo de fuerza alterno, generando ondas de
radio, pero primero que nada tenemos que saber que una onda
es una perturbación que requiere de un medio para propagarse, esta se divide en
dos:
Ondas mecánicas: son
aquellas que requieren de algún medio para poder propagarse ya sea un sólido,
liquido o gaseoso. Un ejemplo de esto son las ondas mecánicas (sonido) que son
producidas por el microondas durante su funcionamiento. Existen dos tipos:
Transversales: son
perpendiculares a la propagación de la onda
Longitudinales: son
paralelas al centro de propagación y tienen dos tipos: comprensión que quiere
decir que las ondas se encuentran muy juntas y enrarecimiento que quiere decir
que las ondas se encuentran separadas. Estas son ondas son producidas por el
microondas y son las del sonido las cuales
se propagan de manera longitudinal y por diferentes medios (sólidos,
líquidos y gaseosos)
Las características que poseen las ondas mecánicas son:
Longitud de onda: distancia entre
dos máximos consecutivos de la onda
Frecuencia: número de veces que se
efectúa una onda en un tiempo, se representa en Hz
Amplitud: distancia que se encuentra
entre el punto de inflexión de la onda y el máximo
Ondas electromagnéticas: son aquellas ondas que no requieren de un medio para poder propagarse. Maxwell fue el que propuso
que la luz es una onda electromagnética con su proyecto en el cual se mostraba
de energía de un objeto a otro para hacer prender un foco.
Las microondas son ondas electromagnéticas de la misma naturaleza
que las ondas de radio, luz visible o rayos X. Lo que diferencia a cada una de
las ondas del espectro electromagnético es su frecuencia.
Estas ondas se ven
presentes en los microondas en el magnetrón que poseen, estas ondas pueden
focalizarse en forma de potentes radiaciones todo esto se ve en la interacción
con la materia, su energía puede ser reflejada cuando se mete un alimento al
microondas y este sufre un aumento de temperatura.
De esta manera se ven involucradas las ondas electromagnéticas en
los microondas, las ondas electromagnéticas que produce dicho aparato son del
tamaño promedio de una persona
Las microondas hacen que las moléculas de agua se muevan, vibran,
este movimiento produce fricción y esta fricción el calentamiento. Así no sólo
se calienta la comida, otras cosas, como los recipientes, pueden calentarse al
estar en contacto con los alimentos.
Las frecuencias y longitudes de las ondas que son producidas por
los microondas son las siguientes:
915 MHz (32.27 cm)
433.92 MHz (69 cm)
2.450 MHz (12.25 cm)
Otro tipo de ondas que presenta un microondas son las ondas mecánicas longitudinales las cuales se hacen
presentes en el aparato con el sonido el cual es generado durante el uso del
calentamiento de los alimentos, el sonido que se genera es de una frecuencia
baja lo que significa que el sonido es grave.
Otro caso en que estas ondas se hacen presentes es en la transferencia
de energía de un enchufe a un cable para que el motor del microondas pueda
funcionar de la mejor manera.
De igual manera es importante mencionar que el electromagnetismo es una de las ramas que más cabe
recalcar y mencionar, ya que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y
magnéticos en una sola teoría. Todo eso se puede notar en la transferencia de
energía alterna que es generada en la planta
y que es utiliza para el
funcionamiento de los aparatos electrodomésticos, el microondas necesita una
potencia de 1000W para llevar a cabo su funcionamiento.
En esta parte el electromagnetismo entra en la transferencia de
energía alterna hacia el microondas ya que sin esa energía no sería capaz el
funcionamiento de dicho aparato. Para que dicha transferencia de energía se
lleve a cabo es necesario un medio que
en este caso es el cable que se conecta al enchufe, el cual está hecho de una
material conductor de energía para así hacer funcionar el microondas.
Pero también hay distintos tipos de energía, por ejemplo:
Energía mecánica: resulta de
la sumatoria de la energía cinética y potencial.
Energía cinética: es cuando
un objeto se encuentra en movimiento
Energía potencial: es cuando
un objeto se encuentra a cierta altura del suelo
El microondas al girar el plato que tiene ejerce una fuerza
cinética puesto que gira para que el alimento que se desea calentar lo haga de
forma uniforme y sin dejar partes frías y sin coser.
Existe un tipo de movimiento, por así llamarlo que también tiene
que ver con el microondas, es el “Movimiento
circular uniforme”, también conocido como MCU, en el cual un objeto gira
sobre su propio eje, este movimiento se puede notar en el microondas cuando el
plato que tiene gira sobre su mismo eje para que el alimento que se meta se caliente
de manera uniforme, o en otro caso también se puede notar en el molino que
tiene el microondas para así evitar su calentamiento ocasionado un problema en
su funcionamiento.
Por última instancia mencionaremos a la óptica,
que es la que se ocupa del estudio de la luz, de sus características y de sus
manifestaciones. La reflexión y la refracción por un lado, y las interferencias
y la difracción por otro, son algunos, de los fenómenos ópticos fundamentales.
Los primeros pueden estudiarse siguiendo la marcha de los rayos luminosos. Los
segundos se interpretan recurriendo a la descripción en forma de onda.
Existen 2 tipos de óptica, la física es
cuando los fenómenos ondulatorios comienzan a cobrar importancia, y no se
pueden explicar la difracción e interferencia, que considera a la luz como una
onda transversal, teniendo en cuenta su frecuencia y longitud de onda.
Y la geométrica usa la noción
de rayo luminoso; es una aproximación del comportamiento que corresponde a las
ondas electromagnéticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamaño
mucho mayor que la longitud de onda usada.
La presencia e intensidad de las microondas, sin embargo, no es
uniforme dentro del espacio del electrodoméstico, sino que hay puntos concretos
en los que, debido al rebote de ondas, éstas se intensifican.
Por ese motivo los microondas están equipados con el
característico plato giratorio en su interior, de forma que todo el alimento
sea bombardeado de forma uniforme y evitar que unas zonas queden frías mientras
que otras se resecan demasiado.
O mejor dicho es una representación de la física geométrica que en
ella permite apreciar los efectos derivados de la difracción, comportamiento
ligado a la naturaleza ondulatoria de la luz dentro del horno y el plato
giratorio.
Cuerpos luminosos: Es todo
aquel que "emana" radiaciones electromagnéticas en el espectro de la
luz visible, ya sea por fuente propia o reflejada. El microondas refleja una
luz que se puede percibir a simple vista.
Cuerpos translucidos: Son los
cuerpos por los que puede pasar la luz.
Cuerpos opacos: No
dejan pasar la luz que les llega.
Por ejemplo el vidrio que tiene el horno de microondas, que cuando
está en funcionamiento y el foco dentro de este enciende, nosotros simplemente
vemos una parte de la luz que se encuentra dentro de él.
Rayo luminoso: Se
considera el rayo luminoso como la trayectoria teórica de la energía luminosa,
en el microondas se presenta con el foco que tiene dentro.
Reflexión de la luz: Es el
cambio de dirección que ocurre en la superficie de separación entre dos medios,
de tal forma que regresa al medio inicial. Esto pasa dentro del micro, no lo
podemos percibir porque esta es la que se pasa a reflejarse en sus paredes las
cuales son percibidas por las moléculas de los alimentos.
Las moléculas dentro de la comida -sobre todo las moléculas de
agua polarizadas, pero también los aminoácidos, lípidos y proteínas- son
forzados a sí mismos a alinearse con el rápidamente cambiante campo eléctrico
alterno.
Estas moléculas oscilan alrededor de sus ejes en respuesta a la
inversión del campo eléctrico que ocurre 5 mil millones de veces por segundo.
Ésta oscilación crea una considerable fricción intermolecular que produce la
generación de calor.
¿CÓMO
FUNCIONA EL MICROONDAS?
Básicamente el microondas funciona mediante la generación
de ondas de radio de alta frecuencia, y al mismo tiempo de que surge la
propagación de vibraciones. Las ondas de
radio en éste rango son absorbidas por el agua, las grasas y los azúcares
presentes en los alimentos en un proceso llamado calentamiento dieléctrico
(conocido también como calentamiento electrónico, calentamiento por RF,
calefacción de alta frecuencia).
Muchas moléculas (como las de agua) son dipolos
eléctricos, o sea son moléculas con una carga positiva parcial en un extremo y
una carga negativa parcial en el otro, y por tanto éstas moléculas intentan
alinearse con el campo fluctuante generado por las ondas, sin embargo la
dirección del campo magnético se invierte 2.500 millones de veces por segundo ya
que son ondas de 2.500 Mghz, por lo que cuando se alinean con una onda deben
volver a rotar para alinearse con la siguiente.
Este
procedimiento, realizado por millones de moléculas simultáneamente, unas 2.500
millones de veces, la por resultado como decíamos antes, lo que se conoce como
calor, que no es más que la excitación masiva de las moléculas de un compuesto.
Esta agitación no es más que simple movimiento en estas moléculas, no
representando ningún tipo de alteración en la composición en sí del alimento,
excepto por la posible deshidratación del mismo debido al excesivo
calentamiento y evaporación del agua del mismo.
Resumiendo, y en definitiva los hornos de microondas
funcionan de la siguiente manera:
1.- Un aparato llamado tubo magnetrónico convierte la
energía eléctrica en microondas de radio de alta frecuencia, estas ondas son
“absorbidas” por los alimentos, es decir, las ondas electromagnéticas “agitan”
moléculas “dipolares” presentes en los alimentos, como por ejemplo la del agua.
2.- 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 restringido. También es menos eficiente en
grasas y azúcares (que tienen un momento dipolar molecular menor) que en el
agua líquida.
3.- 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).
4.- 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 inducir en el aceite o alimentos muy grasos, como el tocino, a
temperaturas muy por encima del punto de ebullición del agua, en reacciones de
tostado, como en el asado a 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.
5.- Las microondas en los rangos utilizados no son
absorbidas por plásticos, vidrios o cerámicas, por lo cual recipientes en estos
materiales en principio no son aceptados. Sin embargo, los metales repelen
éstas ondas por lo cual es lo deben de introducirse en un microondas
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.
6.- Por último, podemos decir que la radiación de
microondas no es ionizante, por lo que no descompone las moléculas en iones o
moléculas con carga eléctrica, por lo que no tiene el mismo peligro de la
radiación ionizante, como los rayos X, los rayos ultravioletas.
¿QUÉ ES UN DIAGRAMA
DE FLUJO Y COMO SE ELABORA?
Un diagrama de flujo es una representación gráfica de un
proceso. Cada paso del proceso se representa por un símbolo diferente que
contiene una breve descripción de la etapa de proceso. Los símbolos gráficos
del flujo del proceso están unidos entre sí con flechas que indican la
dirección de flujo del proceso.
El diagrama de flujo ofrece una descripción visual de las
actividades implicadas en un proceso. Muestra la relación secuencial entre
ellas, facilitando la rápida comprensión de cada actividad y su relación con
las demás, el flujo de la información y los materiales, las ramas en el
proceso, la existencia de bucles repetitivos, el número de pasos del proceso,
las operaciones de interdepartamentales… Facilita también la selección de
indicadores de proceso
Facilita la obtención de una visión transparente del
proceso, mejorando su comprensión. El conjunto de actividades, relaciones e
incidencias de un proceso, Permite definir los límites de un proceso, facilita
la identificación de los clientes. Es más sencillo determinar sus necesidades y
ajustar el proceso hacia la satisfacción de sus necesidades y expectativas,
Proporciona un método de comunicación más eficaz, al introducir un lenguaje
común; si bien es cierto que para ello se hace preciso la capacitación de
quienes entrarán en contacto con la diagramación
Las actividades de análisis y diagramación de procesos
ayudan a la organización a comprender cómo se están desarrollando sus procesos
y actividades, al tiempo que constituyen el primer paso para mejorar las
prácticas organizacionales.
Diagramar es establecer una representación visual de los
procesos y subprocesos, lo que permite obtener una información preliminar sobre
la amplitud de los mismos, sus tiempos y los de sus actividades.
La representación gráfica facilita el análisis, uno de
cuyos objetivos es la descomposición de los procesos de trabajo en actividades
discretas. También hace posible la distinción entre aquellas que aportan valor
añadido de las que no lo hacen
Definir el grado de detalle. El diagrama de flujo del
proceso debe presentar a grandes rasgos la información sobre el flujo general
de actividades pricipales, o ser desarrollado de modo que se incluyan todas las
actividades y los puntos de decisión. Un diagrama de flujo detallado dará la
oportunidad de llevar realizar un análisis más exhaustivo del proceso.
Identificar la secuencia de pasos del proceso.
Situándolos en el orden en que las actividades del proceso son ejecutadas.
construir el diagrama de flujo. Para ello se utilizan
determinados símbolos. Cada organización puede definir su propio grupo de
símbolos.
EL HORNO DE MICROONDAS Y LA SALUD
Muchos sitios web y
blogs aseguran que utilizar el horno microondas puede ser perjudicial para la
salud. Sin embargo, no existen pruebas científicas contundentes que lo
demuestren. La justificación para ello es que muchos nutrientes se pierden
cuando se someten al calentamiento de este electrodoméstico. Sin embargo, esto
no se limita solo al microondas, sino que suele suceder con otros métodos de
cocción, pues son resultado del calentamiento.
Algunas vitaminas,
como la vitamina C pueden
descomponerse con el incremento de la temperatura. También las proteínas pueden
llegar a desnaturalizarse o descomponerse con el calor. Pero esto sucede
independientemente del medio de cocción; de hecho, en este sentido, el horno
microondas puede resultar una mejor opción por manejar tiempos más cortos de
preparación.
De acuerdo con un
estudio publicado en la revista Journal of Food Science, cocinar en microondas
ayuda más a la retención de sustancias antioxidantes en alimentos como
espárragos, cebolla y judías, que si se cocinan mediante hervido, presión u
horno.
Para sacar el máximo
provecho del microondas se aconseja minimizar la cantidad de agua y el tiempo
de cocción.
¿LOS MICROONDAS DAÑAN EL MEDIO AMBIENTE?
La cantidad de CO2
que emiten 19 de estos artículos en un año es la misma que la que genera un
carro. Además se llegó a la conclusión de que estos aparatos gastan alrededor
de 9.4 teravatios por hora de electricidad. Esto equivale a la energía generada
por tres centrales de gran tamaño en un año.
En otros términos, la
energía que necesita un horno en los ocho años de vida útil que suele tener, es
igual a la que consume una bombilla LED de 7 vatios que estará encendida por
nueve años. Otro de los puntos que inquietó a los investigadores tiene ver con
la cantidad de residuos eléctricos y electrónicos que están generando estos
aparatos.
IMPACTO EN LA SOCIEDAD.
En la humanidad pues
tuvo un impacto positivo a nivel mundial, pues por las razones que hemos
mencionado anteriormente y la posteriores, tales como la manera de cocinar los
alimentos, en diversos lugares, pues en cada uno emplean funciones diferentes,
como por ejemplo en los hogares para descongelar o calentar algún alimento, en
las pastelerías para cocinar las galletas, pasteles, etc.
Para los seres
humanos la invención del horno microondas, dio de alguna manera fruto, es decir
que les redujo el trabajo de cocinar, pueden comer caliente, eso por la parte
de la sociedad que lo recibieron con mucho gusto, esto dando como conclusión
que dicho aparato es uno practico, fácil de usar, existen modelos distintos
unos más caros y otros económicos, lo que a nuestro pensar está bastante bien
puesto que una mayor parte de las personas lo compraran.
Otro ejemplo bastante
claro es el de los comerciantes, los cuales tenían el problema de ¿cómo podrían
mantener calientes los alimentos hasta que se los comprasen?, ya que si se
descomponían sería una pérdida obviamente cuantiosa. Al aparecer el empleo del
horno de microondas, pudieron mantener los productos congelados en el lugar
donde se servían y luego los podían calentar rápidamente en el horno de microondas.
Esto proporcionaba
alimentos más frescos, con menos desperdicio y más ahorro. De inmediato los
negocios de alimentos rápidos y restaurantes se dieron cuenta que el horno de
microondas resolvía más problemas de los que creaba.
Al encontrarse con el
mismo problema de mantener calientes los alimentos durante largos periodos, los
propietarios de restaurantes comenzaron a apreciar el valor del horno de
microondas en sus operaciones. Actualmente pueden mantener en refrigeración sus
alimentos y calentarlos a la orden de los clientes.
La forma de cocinar,
esto principalmente fue el cambio que hubo a nivel mundial además de creación de medidas de
protección, para poderse proteger en caso de algún ataque, pues cabe destacar
que hizo grandes a portes a la química.
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