Sotto la lente della scienza | Ep. 1 – Il forno a microonde

Benvenuti nel primo episodio di questa rubrica il cui scopo è spiegare il funzionamento degli oggetti di tutti giorni mettendoli sotto la lente della scienza. Durante ogni episodio spiegherò le formule fisiche, i principi chimici alla base del funzionamento di un qualsiasi oggetto di uso comune.

In questa puntata spiegherò il funzionamento di un elettrodomestico senza il quale numerosi studenti  e cuochi non proprio eccellenti sarebbero destinati a patire la fame: il forno a microonde.

Prima di spiegarne il funzionamento, però, ecco alcuni cenni storici. La sua invenzione avvenne per caso dopo che un giovane dipendente di una azienda che produceva apparati radar Percy Spender. Egli mentre lavorava con una sorgente di microonde accesa si accorse che la barretta di cioccolato nella sua tasca si era sciolta. Non ci volle molto per intuire ciò che aveva scoperto e subito compì una serie di esperimenti e brevetti che portarono all’invenzione del forno a microonde che conosciamo oggi.

Come si intuisce dal nome alla base del suo funzionamento vi è l’utilizzo delle microonde e, in particolare, di campi elettromagneti emessi all’interno di queste frequenze. Componente fondamentale del microonde è il magnetron: l’elmetto che, grazie all’alimentazione di corrente, è in grado di produrre un campo elettrico alternato. Questo tipo di campo elettrico varia nel tempo di intensità oscillando tra due valori di massimo di minimo, cambiando inoltre la propria direzione. Tutti gli alimenti contengono al loro interno particolari molecole chiamate dipoli. Un dipolo è una molecola caratterizzata da una parte carica positivamente e una carica negativamente (ad esempio la molecola dell’acqua H2O). In presenza di un campo elettrico alternato i dipoli mutano continuamente il proprio orientamento nello spazio a seconda della direzione del campo. Questo continuo mutamento di posizione genera un moto rotazionale che, mediante l’urto, si propaga a tutte le altre molecole aumentando così la temperatura interna della molecola. Per evitare la fuoriuscita delle microonde il forno è schermato nella sua camera di cottura con una gabbia di Faraday. Essa è una maglia metallica capace di assorbire i campi magneti non permettendone l’uscita o l’entrata a seconda del bisogno. Le microonde inoltre hanno una lunghezza d’onda maggiore della luce e perciò il vetro dello sportellino è in grado di schermarle facendo contemporaneamente passare la luce.

Ora che conosciamo il suo funzionamento sorge una domanda spontanea: perché non possiamo mettere oggetti metallici dentro? Quasi tutti i metalli sono eccellenti conduttori elettrici e capaci di assorbire una grande quantità di onde elettromagnetiche. Proprio questa loro capacità li rende, contrariamente a quanto si possa pensare, ottimi da scaldare in un forno a microonde in pochissimo tempo… persino troppo!  Qui di fianco si può osservare una forchetta con i denti fusi e arricciati dopo essere stata riscaldata nel microonde. Oltre a questa proprietà, di per sé correggibile, ve ne è anche un’altra che in realtà è la principale, più pericolosa e potenzialmente dannosa per l’elettrodomestico. Queste onde vengono assorbite così velocemente che il metallo produce un cortocircuito con il magnetron, l’intensità delle scariche elettriche che ne conseguono è tale da renderle visibili sotto forma di piccole scintille. Il fenomeno può danneggiare il generatore di microonde e i circuiti elettrici del forno.

Ora quando, affamati, guarderete il vostro piatto che gira sul piattino potrete finalmente dire di conoscere un po’ di più il vostro “chef”.


Giannantonio Visentin



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