Detalhes e funcionamento do forno Micro-ondas | Harpyja

De todos os métodos de cocção conhecidos, o aquecimento por micro-ondas é uma das mais recentes tecnologias aplicadas para cozimento. 

Apesar da air fryer se popularizar recentemente, o conceito de aquecimento dela é antigo, usando uma resistência e vento para esquentar, muito parecido com um forno convencional com convecção. 

O forno de micro-ondas é algo muito diferente. Enquanto em um forno convencional a cavidade inteira é aquecida e por transferência térmica se aquece o alimento, em um micro-ondas, o aquecimento é feito através da vibração das moléculas da água no alimento e esse atrito que aquece a comida. Por consequência a cavidade interna e os recipientes aquecem pouco, concentrando a geração de calor no próprio alimento

Mas como que as moléculas vibram?

A molécula de água (H2O) quando inserida em um campo elétrico (efeito causado pela inserção das micro-ondas), tende a girar de maneira a se alinhar com o campo. Quando o campo inverte o seu sentido periodicamente, e no caso do microondas isso ocorre 24500000 vezes por segundo, as moléculas giram em sentido alternado em busca de realinhar com o campo. Neste processo elas “raspam” umas nas outras, transferindo energia e aumentando sua agitação. Essa transferência de energia resulta no aquecimento do alimento. À medida que vai aumentando o grau de agitação mais aumenta o choque entre elas e esse choque faz com que aqueçam mais. 

Mas por que o uso de Micro-ondas?

As moléculas da água buscam se alinhar com qualquer campo magnético, então não necessariamente precisaria ser as micro-ondas. Porém, escolhendo ondas diferentes, essas também terão comprimento e frequências diferentes.

Logo, aumentando o comprimento das ondas, o espaço interno da cavidade do forno começa a ficar pequeno para que a onda transite por completo. As ondas eletromagnéticas têm uma relação direta entre o tamanho da onda e sua frequência. 

Sendo assim, no caso dos fornos atuais, a onda eletromagnética tem 12,2 centímetros de comprimento. Essas ondas são refletidas várias vezes nas paredes metálicas do forno sobre o alimento, mas assim mesmo devido ao seu tamanho, há muita chance de pontos não serem atingidos. Devido a isso, a maioria dos micro-ondas atuais possuem um prato giratório, aumentando e auxiliando a distribuição de contato das ondas com a comida. 

Há micro-ondas que injetam as ondas eletromagnéticas em combinação com uma hélice e assim a hélice gera o espalhamento das ondas, porém esses produtos no mercado brasileiro não são difundidos. É mais comum as micro-ondas serem inseridas pela lateral da parede direita da cavidade interna. 

E o que gera as micro-ondas dentro do forno? 

A principal peça responsável por produzir as micro-ondas chama-se magnetron. Através dela em combinação com alta tensão, gera-se micro-ondas de alta potência. Abaixo é uma foto do magentron, parcialmente desmontado.

Explicando de uma forma sucinta o magnetron possui ao centro um cátodo que sofre um fluxo alto de corrente, com isso o aquece. Em torno dele, de forma cilíndrica há um ânodo com cavidades, a presença deste elemento consegue estabelecer uma diferença de potencial e isso faz um campo elétrico. O magnetron possui ainda dois imãs para “fechar o cilindro”, eles fazem com que surja um campo magnético fazendo os elétrons que saem ficarem mais tempo no espaço. Esse escudo magnético faz com que os elétrons sejam ejetados de forma cicloidal. A imagem abaixo mostra um magnetron cortado e uma representação gráfica de como ocorre o fluxo de elétrons dentro dessa área.

Para que o magnetron consiga atingir essa geração de elétrons é necessário uma tensão muito mais alta que os 127 ou 220V de casa. Para isso usa-se um transformador elevador de tensão e uma combinação de capacitor e diodo para condicionar a tensão antes de alimentar o magnetron. 

A geração de elétrons é guiada por uma antena que direciona os elétrons gerados para dentro do micro-ondas (normalmente essa área tem uma película diferente na cavidade interna).

Condição do alimento

Como os alimentos esquentados no micro-ondas trabalham com a agitação das moléclas de água, o produto é bom para aquecer alimentos que possuem em abundância, e que não demandam uma crocância na superfície. 

Como não há aquecimento na cavidade em si, a água que é trazida para a superfície do alimento, acaba ficando ali, e por consequência, uma superfície de um pão ou massa que se busque ficar seca, acaba umedecendo e por consequência eliminando a crocância. 

Como o forno convencional esquenta de fora para dentro, usando a condução térmica para o aquecimento completo, a superfície externa acaba secando, dourando e tostando. 

Por sinal, as micro-ondas tem uma capacidade de penetração no alimento, não trabalhando somente na superfície. Por estudos feitos (segue aqui uma referência), a penetração fica em torno de um centímetro, variando de alimento para alimento. Ou seja, não é um aquecimento de dentro para fora, mas tem um grau de aquecimento interno considerável. Em média o grau de penetração é em torno de 10 milímetros.

Por isso que não é uma boa ideia aquecer alimentos que tenham paredes externas vedadas (ovo, linguiça, batata). Nesses alimentos as paredes precisam estar perfuradas para que haja um espaço para a liberação do calor gerada internamente. 

Funcionalidades 

Levando em consideração o mecanismo de funcionamento e as condições da comida quando feitas no micro-ondas, os modelos do mercado tem várias funcionalidades e para contornar algumas de suas limitações, funcionalidades surgiram. Seguem abaixo algumas funcionalidades básicas e outras mais pontuais do mercado de micro-ondas

Painel de Controle e Display

É o componente principal onde o usuário interage com o produto. Nele se programa a duração, a potência, o ciclo que deseja para aquecer, cozinhar ou descongelar o alimento. A maioria dos painéis de controle são com películas e botões para apertar. Alguns tem seletor giratório para escolher tempo associado de botões. Para identificar as funções acionadas, o display apresenta as informações. Há displays mais simples com 3 caracteres, outros com 4 caracteres e algumas com resoluções maiores, onde pode-se escrever várias palavras, e muitas vezes até apresentar uma receita no painel e orientar o usuário durante o processo. 

Controle de potência

Os micro-ondas simples (a maioria esmagadora do mercado), trabalham com o magnetron sempre na potência máxima, e caso deseje trabalhar com menos potência, o sistema irá ficar ligando e desligando o magnetron para diminuir a entrega de energia para o alimento. 

Sendo assim, dependendo das opções de receita escolhidas no painel, o micro-ondas poderá optar em ficar ligando e desligando o magnetron no funcionamento. 

Há micro-ondas com tecnologias mais modernas, onde é possível reduzir a potência entregue ao magnetron para diminuir a energia entregue ao alimento, sem precisar ligar e desligar o magnetron, os chamados micro-ondas inverter. A LG entrou no mercado com ele em 2019, mas atualmente não parece estar mais vendendo no Brasil. A Panasonic também tinha um modelo e também parece não ter mais disponível à venda. Caso alguém saiba de um modelo novo no Brasil, jogue nos comentários.

Descongelar

É uma função difundida, e dependendo dos micro-ondas há várias configurações diferentes para descongelar diferentes tipos de alimento. É uma funcionalidade efetiva, até porque está agindo diretamente no elemento básico de congelamento, a água.

Para aqueles que não tem o descongelar no painel, trabalhe com o produto em torno de 40% da potência máxima para o descongelamento de alimentos líquidos, e com menos de 20% para descongelar carnes.

Grill

Para compensar o amolecimento da superfície externa, vários micro-ondas estão adotando um grill na superfície superior. É limitado o que entrega, mas pode ser o bastante para muita gente.

O passo mais completo na parte de cocção, combinando os dois meios de aquecimento em uma cavidade só. Esse tipo de produto é algo de alto padrão e acaba sendo algo de pouca aderência no Brasil. Assim mesmo, se bem feito, promete uma entrega interessante.

Remover Odor

Uma função simples no micro-ondas onde se gera um pouco de calor em combinação com uma leve ventilação interna (os micro-ondas possuem uma canalização de ar interna para remover a umidade gerada durante o funcionamento).

Prato giratório

O prato giratório é mais uma necessidade do que uma funcionalidade. Como não tem como apontar a onda para cada alimento, o prato girando tende a distribuir melhor as ondas no alimento, aquecendo tudo de forma mais uniforme. Grande parte dos micro-ondas caso ocorra do prato ficar travado por alguma razão, o motor gira para o lado oposto para tentar desbloquear o que está travando o prato.

Luz interna 

Apesar de ser um elemento básico, há produtos que não possuem. É um elemento importante, pois há cavidades escuras de difícil visibilidade. Os micro-ondas normalmente funcionam com a luz interna ligada quando aquecendo. 

Outros Detalhes

Devido ao mecanismo de funcionamento do produto, elementos metálicos não são bem vindos dentro da cavidade. Apesar de fabricantes sugerirem a utilização de papel alumínio em alguns casos para proteger alimentos finos, não recomendaria o uso.  

Apesar de ser muito comentado o assunto de câncer e o micro-ondas, em termos físicos da onda, as micro-ondas estão longe do comprimento de onda causadora de câncer. Dentro do espectro, somente ondas ionizantes, de comprimentos de onda muito pequenos conseguem trazer esse tipo de dano para nossos corpos. Assim mesmo, a exposição às microondas não é algo saudável devido ao aquecimento das moléculas de água (elemento que é extremamente abundante em nossos corpos). 

Sobre o assunto da qualidade do alimento após passar por um processo de vibração de moléculas é ainda algo a ser mais estudado. Até o momento não há nenhuma prova física de que isso é algo maléfico para a saúde. Para os especialistas empíricos é comum não recomendarem o uso do produto. 

No geral ainda há muito o que se aprender com os fenômenos gerados pelas micro-ondas. Até porque, é um produto que está presente em nossos bolsos e em nossas casas fora da cozinha. O roteadores wifi e celulares estão gerando e recebendo micro-ondas o tempo todo. A principal diferença desses sistemas de comunicação versus o micro-ondas é o direcionamento da onda e a potência presente. Quando no micro-ondas está sendo gerado 1000W de onda direcionada ao alimento, o roteador wifi gera 1W usando uma antena distribuída. Assim mesmo, quando pegando o celular, as ondas estão muito próximas a gente e isso gera questionamentos.

Muito sobre isso vem pela frente na medida que a tecnologia evolui. Por sinal, traga seus pontos de vista aqui embaixo. É um assunto interessante para debater. 

Fontes:

• www.kitchengearoid.com
• www.wtamu.edu
• www.schoolphysics.co.uk
• www.edisciplinas.usp.br
• www.interestingengineering.com
• www.explainthatstuff.com