Il microonde: 5 risposte che hai sempre cercato

Nato oltre 70 anni fa e presente in Italia da qualche decina, il microonde è ormai diventato un elettrodomestico indispensabile nella cucina di ogni famiglia. Ma come funziona? Ecco le risposte alle domande sul microonde che almeno una volta ci siamo posti nella nostra vita (e un esperimento da fare in casa).

A volte le scoperte più rivoluzionarie avvengono per puro caso. La serendipity, cioè l’occasione di trovare una cosa non voluta e imprevista mentre se ne sta cercando un’altra, è responsabile di numerose scoperte della storia tra cui quella del microonde. Era un giorno del 1945 quando l’ingegnere americano Percy Spencer, mentre stava lavorando ad un progetto di radar a microonde, si accorse casualmente che la tavoletta di cioccolato all’interno della sua tasca si era sciolta a causa dell’energia emessa dai magnetron. Dopo aver provato a riscaldare altri cibi come i pop corn, egli intuì che le microonde avrebbero potuto avere applicazioni non solo in campo bellico ma anche nella cucina di tutti noi.

Microonde e magnetron: il forno che ha in parte rivoluzionato la nostra cucina funziona in base ad un principio che non tutti conoscono e, di conseguenza, molti temono. “Fa male alla salute?” o “Come mai cuoce i cibi senza neanche riscaldarsi?” sono tra le domande più frequenti che riguardano il primo metodo innovativo di cucina da più di un milione di anni a questa parte. Proviamo a scogliere qualche dubbio.

In che modo il microonde produce calore?

Come suggerisce il nome, il forno a microonde deve il suo funzionamento a delle particolari onde di radiazione elettromagnetica dette, appunto, microonde.
Il termine radiazione spesso induce ad una forte diffidenza nei confronti dei forni a microonde, ma occorre specificare che radiazione non è sempre sinonimo di pericolosità. Quando parliamo di radiazione elettromagnetica ci riferiamo alla propagazione nello spazio dell’energia sotto forma di un campo elettromagnetico e, a seconda della loro energia, le radiazioni vengono ordinate in uno spettro elettromagnetico. Tutto ciò che ci circonda emette radiazione, compreso il nostro stesso corpo, e ciò che distingue le varie tipologie di radiazioni sono l’energia e la lunghezza d’onda (esse sono correlate: quanto più è corta la lunghezza d’onda tanto maggiore è l’energia). La luce che vediamo comunemente ogni giorno, detta luce visibile, occupa soltanto una piccola porzione dello spettro. Spostandoci verso sinistra rispetto ad essa, dopo gli infrarossi, si incontrano le microonde con una lunghezza d’onda compresa tra 30 cm e 1 mm: niente di nuovo in quanto sono le stesse onde emesse dai nostri smartphone.

All’interno del forno, le microonde sono emesse da un tubo a vuoto alimentato ad alta potenza detto magnetron che, inviandole all’interno di una scatola metallica sigillata, permette loro di continuare a rimbalzare in ogni direzione finché il magnetron è in funzione. Ma cosa accade esattamente al cibo quando è sottoposto all’azione delle microonde? Alcune delle molecole contenute dei nostri alimenti (principalmente le molecole d’acqua) si comportano come dei dipoli elettrici, ossia come dei minuscoli elettromagneti che tendono ad allinearsi con il campo. Nel forno, il campo prodotto dalle microonde inverte la sua direzione miliardi di volte al secondo e ciò porta le molecole d’acqua ad agitarsi e ad urtare tra loro: questa agitazione termica fa innalzare la temperatura provocando il riscaldamento degli alimenti.

Quindi, parlando allo stesso modo di emissione di microonde, lo smartphone ci riscalda l’orecchio mentre siamo in chiamata? La risposta è sì, anche se l’entità del riscaldamento non è minimamente paragonabile a quella di un forno a microonde: la causa risiede nella loro diversa potenza e nella parziale dispersione di quella del telefono nell’ambiente circostante.

Perché il ghiaccio al microonde non si scioglie velocemente?

Il microonde viene spesso impiegato nella fase di scongelamento del cibo, ma non è molto adatto a fondere il ghiaccio. Inserendo in una tazza dei cubetti di ghiaccio e in un’altra dell’acqua a temperatura ambiente, possiamo notare come, dopo un minuto in microonde, l’acqua nella tazza risulti piuttosto calda mentre il ghiaccio quasi imperturbato. La spiegazione risiede nel fatto che, nel ghiaccio, le molecole d’acqua sono legate in posizioni ben salde nel reticolo cristallino e l’influenza delle microonde non riesce a provocare la loro oscillazione. Nello scongelamento, quindi, non agiamo in modo diretto sul ghiaccio ma sulle parti non ghiacciate che, riscaldandosi, provocano la fusione del ghiaccio circostante.

Perché devo evitare l’inserimento di determinati materiali nel microonde?

Se da una parte il microonde ha rivoluzionato in modo positivo la nostra concezione di riscaldamento dei cibi, dall’altra ci ha portati a seguire alcuni importanti accorgimenti nel suo utilizzo. Ci sarà sicuramente capitato di vedere, nei negozi di casalinghi, recipienti in vetro o in ceramica con la dicitura “adatto per la cottura nel forno a microonde”. Non tutti i materiali, infatti, risultano essere idonei a questo elettrodomestico: le plastiche, naturalmente, rischiano di essere fuse a causa del calore del cibo, ma c’è un’intera categoria di materiali che non possono essere introdotti nel forno a microonde.

In linea di principio, tutte le superfici metalliche riflettono le microonde (così come la luce viene riflessa dagli specchi): quando un oggetto metallico viene introdotto in un forno a microonde si crea una configurazione di campo diversa da quella per la quale è stato progettato. I metalli nei forni a microonde si comportano in modo molto imprevedibile: ad esempio, se l’oggetto di metallo inserito è molto appuntito potrebbe agire come parafulmine e dar luogo a scariche elettriche potenzialmente dannose. In alcuni casi, gli ingegneri progettano dei forni con vassoi in metallo integrati nel piatto girevole, studiando apposite configurazioni di campo che non prevedano alcun tipo di rischio.

In generale, ogni volta che si aziona il forno, occorre inserire all’interno di esso qualcosa che assorba le microonde: questo è il motivo per il quale il forno a microonde non può essere azionato quando è vuoto, altrimenti si causerebbero danni anche al magnetron e alle parti vitali dell’elettrodomestico essendo progettati in maniera che le microonde siano assorbite da qualcosa all’interno del forno.

Perché i forni a microonde sono più veloci dei forni tradizionali?

Alla base del funzionamento di un forno tradizionale vi è l’utilizzo dell’aria calda: vi siete mai interrogati sul perché la maggior parte delle ricette prevede sempre di “riscaldare il forno” prima della cottura? Il forno tradizionale deve prima scaldare il volume d’aria contenuto al suo interno affinché l’aria calda possa cuocere il cibo. Questo è indubbiamente un processo che richiede tempo e che risulta essere molto più lento del processo che regola il funzionamento del forno a microonde nel quale viene unicamente riscaldato il cibo (senza utilizzare l’aria come mediatrice).

Perché il piatto del microonde ruota?

Nella maggior parte dei casi, il forno a microonde è dotato internamente di un piatto girevole che, ruotando su se stesso, garantisce di ottenere almeno in parte un’omogeneità di cottura e di doratura dei cibi. Spesso questo non basta: molte ricette infatti prevedono che a metà cottura il cibo venga capovolto per ottenere maggiore uniformità.

Sapevate che…

Si può misurare la velocità della luce utilizzando microonde e cioccolato? L’esperimento in questione si basa sull’assunto scientifico che la velocità della luce possa essere espressa come il prodotto tra la lunghezza d’onda e la frequenza di un’onda elettromagnetica. La lunghezza d’onda rappresenta la distanza tra due punti d’onda identici e consecutivi, mentre la frequenza è definita come il numero totale di oscillazioni presenti in un’onda in una certa unità di tempo.

Per procedere con l’esperimento, occorre rimuovere il piatto rotante dal microonde sostituendolo con uno fermo: in questo modo la barretta di cioccolato all’interno del microonde rimarrà nella stessa posizione per tutto il tempo. Dopo aver sistemato la tavoletta, si accende il forno per circa 30 secondi (o abbastanza affinché il cioccolato inizi a sciogliersi). Il risultato, dopo il riscaldamento del cioccolato, è quello di una barretta sciolta in due o tre punti. Misurando la distanza tra due punti e moltiplicandola per due (la distanza che misuriamo è mezza lunghezza d’onda) otteniamo la lunghezza d’onda. Il gioco è fatto: per stimare il valore della velocità della luce, occorre moltiplicare la lunghezza d’onda ottenuta per la frequenza delle microonde (indicata sul forno).

a cura di Giada Cacciapaglia