Como funciona um forno de micro-ondas

Essa semana um tablóide sensacionalista  soltou uma manchete “Afinal, é perigoso esquentar comida no micro-ondas?” e as respostas no Twitter foram assustadoras. Não pela grande quantidade de gente xingando os jornaleiros, mas por muita gente corrigindo errado, e outros tantos com medo dos tais fornos.

Então, aproveitemos a oportunidade, vamos aprender como funciona um forno de micro-ondas.

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Assim como luz, rádio, radar, micro-ondas são radiação eletromagnética, e portando energia. Como já explicado neste ótimo artigo aqui, radiação eletromagnética no comprimento de onda das micro-ondas carrega muito pouca energia por fóton, o que a torna incapaz de ionizar átomos.

Com isso não há efeitos de degradação do seu DNA. Traduzindo: Micro-ondas não vão fazer você pegar câncer ou ter filhos esquisitos, mas calma, nem por isso você deve colocar seu bebê no micro-ondas, nem mesmo em nome da ciência.

Esses fótons podem estar carregando pouca energia individualmente, se você tem muitos fótons juntos, a coisa literalmente esquenta. Pense numa lâmpada incandescente. Ilumina perfeitamente seu quarto, e não esquenta (significativamente) o ambiente, mas se você chegar perto com a língua (um exemplo bem idiota pra ninguém tentar repetir) começará a sentir calor, e se encostar na lâmpada, vai se queimar.

 

Não é o fóton individual que te queimou, foi o efeito coletivo dos fótons em massa, esses comunistas.

Ondas de rádio da mesma forma, se concentradas podem levar bastante energia, e energia precisa ir pra algum lugar.

No final do século XIX Nikola Tesla descobriu que ondas eletromagnéticas de alta frequência (pra época) emitidas muito próximas de uma pessoa, causavam aquecimento localizado. Ele cogitou que haveria um uso médico para isso, e não estava errado, hoje o campo se chama Diatermia, com aplicações terapêuticas de calor gerado internamente no corpo, através de micro-ondas ou mais comumente, ultrassom.

Esse aquecimento se dava por um efeito parecido com indução eletromagnética, as ondas de rádio passavam de um eletrodo para outro, atravessando o objeto, ou no caso o paciente e o esquentavam. Logo alguém percebeu que se dava pra fazer isso com gente, daria pra fazer com comida.

Em 1933 na Feira Mundial de Nova York foi apresentado um equipamento que usava ondas curtas para esquentar sanduiches e cozinhar steaks. Claro, era apenas uma demonstração de conceito, o troço tinha 10kW de potência, sem nenhum isolamento, mais que suficiente pra derrubar todas as redes de WIFI no bairro, se elas já tivessem sido inventadas.

Sem ser eficiente e com toneladas de pontos negativos, a tecnologia foi meio que esquecida, até que em 1945 um acidente mudou tudo.

Um cientista chamado Percy Spencer trabalhava para a Raytheon desenvolvendo sistemas de radar. Um dia ele reparou que uma barra de chocolate em seu bolso havia derretido quando ele ficou perto de um magnetron, que não é um líder dos Decepticons, mas um equipamento desenvolvido durante a Guerra para gerar micro-ondas. Digo, a Segunda Guerra, não uma guerra específica atrás da tecnologia de micro-ondas.

Spencer ficou curioso pois o aquecimento não ocorreu por causa da energia das ondas de rádio diretamente, não havia energia suficiente, o efeito era outro.

Como bom cientista, ele montou um experimento, usando milho de pipoca, que foi o segundo alimento feito em um micro-ondas. O terceiro foi um ovo, que explodiu na cara do sujeito que estava acompanhando a experiência.

Muito provavelmente do quarto ao décimo foram ovos também, com os cientistas chamando colegas e os colando perto do ovo dizendo “olha só que interessante”.

Como forma de otimizar o equipamento, Spencer montou uma caixa metálica, aonde as micro-ondas refletiriam das paredes, até serem absorvidas pelo alimento.

Vendo que estavam com uma idéia milionária nas mãos, a Raytheon começou a tocar o desenvolvimento de um forno de micro-ondas comercial, e em 1947 chegava ao mercado o Radarange, uma monstruosidade de 340Kg, 1.8 metros de altura e custando o equivalente hoje a US$57 mil.

Obviamente o custo foi baixando, e em 1972 já havia modelos custando o equivalente hoje a US$2.152,00. Ainda caro, mas dentro do possível, ainda mais se o sujeito tivesse pisado na bola e quisesse fazer um agrado pra patroa.

Hoje um micro-ondas na Amazon custa novo US$64,99.  (Ou R$17543,42)

Apesar de existirem faz tempo, a maioria das pessoas não entende com o micro-ondas funciona e há muitos mitos e informação errada. Vamos esclarecer tudo então:

1 – Como o Micro-Ondas funciona? Ele faz a água vibrar?

Não. O mecanismo é bem mais interessante.

Existem moléculas polares e apolares. Nas polares a carga elétrica varia de acordo com as partes da molécula; alguns átomos são mais eletronegativos do que outros, então mesmo compartilhando elétrons, eles preferem ficar mais tempo em uma parte da molécula do que em outra.

Uma molécula de ácido acético, por exemplo, de fórmula C₂H₄O₂ tem uma estrutura tridimensional que a coloca com uma carga positiva em um lado e uma mais negativa do outro.

Uma molécula de água, H₂O forma um triângulo, com duas cargas negativas de um lado.

Quando um forno de micro-ondas é ligado, as ondas de rádio induzem um campo elétrico dentro do forno. Esse campo faz com que as moléculas se alinhem, e todas as moléculas polarizadas se movem para acompanharem o campo, igual limalha de ferro numa folha de papel com um imã embaixo.

Agora o pulo do gato que pelamordedeus você não colocou dentro do micro-ondas: As ondas são emitidas invertendo o campo milhões de vezes por segundo, então as moléculas se alinham somente para girarem 90 graus um pentelhonésimo de segundo depois.

Esse movimento da molécula faz com que ela esbarre em outra. Com isso a energia das micro-ondas vira energia cinética, e quando você tem várias moléculas esbarrando uma nas outras você tem... calor. Imagine o surubão do Matrix, cada pessoa uma molécula, todas se virando 10 milhões e vezes a cada segundo.

A molécula de água é polarizada, e como costuma ter muita água na nossa comida, ela é a mais afetada, mas toda molécula polarizada é forçada a rebolar, pelo campo elétrico do forno. Um prato vazio vai esquentar no micro-ondas e vidro não contém água. A não ser que seja um copo d’água.

2 – Micro-ondas são perigosas?

Funciona assim: Seu fogão é perigoso? É, mas você não vai ser idiota de colocar a mão no fogo com o fogão ligado, né? Um micro-ondas é projetado pra não funcionar com a porta aberta, e com ela fechada não há como as ondas fugirem.

Não existe isso de “micro-ondas vazando”. As paredes internas de metal são opacas para as micro-ondas, e a porta de vidro vem com uma grade cheia de furinhos. Esses furinhos são bem menores do que os 3cm do comprimento de onda de um micro-ondas de 10GHz.

Graças à dualidade onda-partícula, embora fótons sejam partículas minúsculas, eles também são ondas, e como a largura dos furinhos é bem menor que essas ondas, elas não conseguem passar. Luz visível tem comprimento de onda bem menor, então passa normalmente.

3 – Metal no micro-ondas é perigoso?

Principalmente pro seu bolso. O metal vai refletir as micro-ondas, mas como metais têm muitos elétrons livres, o que os torna excelente condutores, parte da energia das micro-ondas vai excitar (epa!) esses elétrons, criando a possibilidade de induzir uma carga que pode formar um arco, ionizando o ar, criando plasma e muito, muito calor.

Também há o agravante de como você não está absorvendo as micro-ondas, elas estão se acumulando dentro do forno e acabam refletidas e volta pro magnetron, danificando-o.

4 – E plástico, pode?

Pode tudo que é descrito como “feito para uso em micro-ondas”.  Se você não sabe ou está na dúvida, não use. O plástico não-adequado pra micro-ondas vai ser nocivo se você colocar no forninho elétrico também mas aí os sites sensacionalistas não farão matéria alertando.

5 – E ele aquece de dentro pra fora?

Não, esse é outro mito. O micro-ondas aquece de fora pra dentro, a diferença é que ele tem um poder de penetração (ui, de novo) bem maior, mais ou menos 1cm, mas qualquer um que já comeu bolinho de batatalhau de restaurante vagabundo sabe que o centro continua frio se você não esquentar tempo suficiente no micro-ondas.

6 – Então você recomenda um micro-ondas?

Não, compre uma AirFryer, ela é o caminho a verdade e a vida.