Practica Nº 1- Microondas

8/17/2019 Practica Nº 1- Microondas

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PRACTICA Nº 1

Tecnología de Microondas

I. INTRODUCCION

El horno microondas es una notable pieza de ingeniería, Funciona mediante lageneración de ondas de radio de alta frecuencia. El agua, grasas y otrassustancias presentes en los alimentos absorben la energía producida por lasmicroondas en un proceso llamado calentamiento dieléctrico (conocido tambiéncomo calentamiento electrónico, calentamiento por RF, calefacción de altafrecuencia o como la diatermia). En la siguiente pr ctica de laboratorio !amos ae"plorar el fundamento del calentamiento por microondas.

Objetivos• #omprender la teoría de las radio frecuencias.•

$eterminar la frecuencia de la onda electromagnética de un microondasde cocina.

• %nalizar las partes principales del e&uipo microondas.

II. MARCO T!"RICO

El microondas es un electrodoméstico usado para calentar alimentos &uefunciona mediante la generación de ondas electromagnéticas en la frecuencia delas microondas .

'os componentes principales de un microondas son

T#bo de vacío Es el responsable de generar energía para calentar losalimentos.$#ía de la Onda Est escondida en la pared del microondas para dirigir laenergía del alimentoC%&ara u función es mantener el alimento y hacer segura la radiación.

El calentamiento por microondas calienta sin ninguna diferencia a otro tipo detecnología. % ni!el molecular, el calor se define como la transferencia de energíapor diferencia de temperaturas. En ciencia cu ntica, este se define como el

incremento de mo!imientos moleculares, lo &ue finalmente produce ele!ación detemperatura. E*emplo En un horno tradicional, los alimentos se calienten alponerlos en un recipiente, las paredes del horno irradian calor, lo cual calienta lasuperficie del alimento y seguidamente se produce una transferencia de calor hacia el interior. +ientras &ue, en microondas, el calentamiento ocurre a lo largode la comida. 'a energía del magnetrón penetra el alimento lo &ue produce uncalentamiento total del alimento de manera simult nea.



H+ H+

O-

orno con!encional

orno microondas

'C(&o oc#rre esto)

El alimento contiene agua Esta molécula posee cargas positi!as en un lado ynegati!as en el otro.

-ara mantener m s energía en estasmoléculas, se e"ponen a ondaselectromagnéticas &ue poseen campos• Eléctricos• +agnéticos

El calor se mueve desde el bordesuperficial hacia el centro.

100 °C100 °C

50 °C centrocentro

Centro Frio

El calor ocurre en todo el alimento

100 °C

50 °C 50 °C

Centro caliente



Estos campos, cambian de dirección r pidamente. En el microondas la direccióncambia ,/01,111,111 !eces2segundo. 'a molécula de agua por su parte se tiene&ue alinear con las radiaciones del campo eléctrico ida y !uelta, produciendo unafricción molecular &ue crea calor, mientras los mo!imientos interrumpen los

enlaces 3 entre las moléculas !ecinas.

III. MAT!RIA*!+ , M-TODO+• MAT!RIA*!+

4ueso rallado (5 6g)7na !idrio plano de 81 cm 9 51 cm

al (511 g)'actosa (81 g)'eche (5 ')#ronómetro

. PROC!DIMI!NTO

! /eri&ento 1

En e&uipos (8 o / estudiantes), deber n construir una tabla obser!ando elincremento de temperatura de las soluciones (agua, agua con sal, aguacon lactosa y leche) dichas soluciones se preparan por duplicado y secalientan en una estufa normal y en microondas. 'a solución calentada enmicroondas, deber medirse la temperatura cada 81 segundos por un

total de 8 minutos. : la misma solución calentada con estufa, debermedirse cada minuto por un total de 51 min. %l finalizar se deber ncomparar las soluciones y e"plicar las diferencias.

! /eri&ento 0



En el !idrio plano se esparce &ueso rallado uniformemente, se coloca enel microondas por apro"imadamente 51 s. e retira la bande*a y se midela distancia entre los puntos calientes.

Finalmente, calcular la frecuencia usando la fórmula

; <(cm) = 'ongitud de onda; !(cm2s) = >elocidad; f?(@ z)= Frecuencia

I . R!+U*TADO+ , DI+CUCION!+

MicroondasAg#a con sal Ag#a Ag#a con lec2e

34 5555555555 346 81 AAAAAAAAAA B.0C 81 AAAAAAAAAA 81,0C74 5555555555386 D1 AAAAAAAAAA8 ,0C D1 AAAAAAAAAA/1,0C84 555555555 97.:6 B1 AAAAAAAAAA /BC B1 AAAAAAAAAA 01C104 5555555555 ::6 5 1 AAAAAAAAAA 0 C 5 1 AAAAAAAAAA D1C1:4 5555555555 70;:6 501 AAAAAAAAAA D0C 501 AAAAAAAAAA D C

1<4 5555555555 7<6 5 1 AAAAAAAAAA /C 5 1 AAAAAAAAAA DC

distancia

= v / f '



30 60 90 120 150 1800

10

20

30

40

50

60

70

80

Comparación tiempo y temperatura del calentamiento mediante la tecnologia d

agua con sal (microondas) Columna1

=I$URA N6 1 calenta&iento &ediante &icroondas > est#?a de la sol#ci(n ag#acon sal.

!st#?aAg#a con sal Ag#a Ag#a con lec2e81 AAAAAAAAAA C 81 AAAAAAAAAA 5C 81 AAAAAAAAAA D1 AAAAAAAAAA BC D1 AAAAAAAAAA C D1 AAAAAAAAAA

B1 AAAAAAAAAA B.0C B1 AAAAAAAAAA 8C B1 AAAAAAAAAA 5 1 AAAAAAAAAA 81C 5 1 AAAAAAAAAA /C 5 1 AAAAAAAAAA 501 AAAAAAAAAA 85C 501 AAAAAAAAAA 0C 501 AAAAAAAAAA

1<4 5555555555 306 5 1 AAAAAAAAAA DC 5 1 AAAAAAAAAA DC



30 60 90 120 150 1800

10

20

30

40

50

60

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80

Título Comparación tiempo y temperatura del calentamiento mediante la tecnologdel grá co

agua ( microondas) Columna1

=I$URA N6 0 calenta&iento &ediante &icroondas > est#?a del ag#a

30 60 90 120 150 1800

10

20

30

40

50

60

70

80Comparación tiempo y temperatura del calentamiento mediante la tecnolog

agua con lec e (microondas) Columna1



=I$URA N6 3 calenta&iento &ediante &icroondas > est#?a de la sol#ci(n ag#acon lec2e.

30 60 90 120 150 1800

50

100

150

200

250

Comparación del calentamiento por microondas de las tres muestras.

agua agua con sla agua con lec e

=I$URA N6 9 calenta&ientos &ediante &icroondas de las 3 sol#ciones @ag#a;ag#a con sal > ag#a con lec2e.

Deter&inaci(n de la ?rec#encia en nuestros resultados se obser!ó &ue la frecuenciafue de .5B G 1.5 0 @ z, con un error de 1.1D 0. @eneralmente el procesamiento dealimentos por microondas usa la frecuencia de /01 y B01 + z, &ue e&ui!ale a ./0@ z (schlegel, 5BB ), Hbser!amos una diferencia de 1. D @ z, esto se debe a &ueestos e&uipos est n programados para operar a 5 , cm ( ./01@ z) o 88. cm (1.B01@ z) (+ichael et at. 5BB ). 'a !ariación también puede estar influenciada por fallastécnicas del e&uipo, pero toda!ía estamos dentro de los par metros establecidos.

Calenta&iento El calentamiento con microondas in!olucra principalmente mecanismos dieléctrico e iónico. El agua en el alimento es el principal responsable delcalentamiento dieléctrico. $ebido a su naturaleza dipolar, las moléculas de agua ytratan de acoplarse y seguir el campo electromagnético asociado con la radiaciónelectromagnética conforme oscila a frecuencias muy altas. Estas oscilaciones de lasmoléculas de agua producen calor. El segundo mecanismo de calentamiento es atra!esde la migración oscilatoria de iones en alimento & genera calor ba*o la influencia delcampo eléctrico oscilatorio (schlegel, I 5BB ) ($atta y da!idson, 158), mientras &ueen ln la estufa el calor interno es generado mediante con*untos de resistenciaseléctricas, &ue trasfieren energía térmica a la c mara interna. $ichas resistencias seubican en la parte inferior de la estufa. El calor de la c mara interna se transfiere ydistribuye mediante con!ección natural por la &ue lo hace m s lenta &ue el microondas.

. CONC*U+ION!+



'a tecnología del +H est siendo m s utilizada en operaciones a ni!el doméstico eindustrial (e*emplos en pasteurización, esterilización y freído) debido a &ue es m seficiente &ue el método con!encional o por estufa, logrando minimizar el tiempo dee"posición del alimento al calor.

En el microondas, la absorción de energía y el calentamiento consecuente se lle!a acabo en todos los puntos de un alimento con flu*os de calor m s r pidos y mayorprofundidad de penetración &ue en otro tratamiento térmico, por tal moti!o concluimos&ue la trasmisión de calor hacia un alimento es m s alto por microondas &ue porestufa.

'a comparación del calentamiento por microondas y el calentamiento con!encionalmuestra &ue la calidad y el historial de calentamiento tiempoAtemperatura, son muchom s altos cuando se usan microondas, debido al r pido acenso de temperatura &uegenera el microondas.

El uso de la tecnología del microondas se basa en la transferencia de ondaselectromagnéticas en determinadas frecuencias cuya unidad de medición es el ertz aalgJn material con el fin de calentarlo, el funcionamiento de la radiaciónelectromagnética por medio de microondas depende de muchos entre los &ue seencuentran el estado físico del material, la composición &uímica del alimento, latemperatura, la potencia, el tiempo de incidencia entre otros.

S abemos q ue el agua p ura tiene u na cierta velocidad de c alentamiento, pero a l agregarle un s oluto (sal)(leche) las m oléculas q ue logran a lcanzar cierta t emperatura p ara e scapar de los e nlaces p uentehidrógeno, se ve n impedidas de bido a la p resencia d e so luto. Esto se conoce co mo P ropiedad Coligativa.

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