El acertijo - La radiación de fondo de microondas, pág. 2

«««

»»»

De: Ricardo Vergaz Benito
Fecha: 22 de mayo de 2007 17:01:49 GMT+01:00
Subject: Acertijo

Hola, queridos Creadores y Conductores de nuestro programa favorito.
Queremos enviaros un abrazo muy grande de nuevo a todos, estáis haciéndolo cada día mejor. Nos va a dar mucha rabia que se acabe esta temporada. ¿A quién hay que escribir para que os financie y que la temporada que viene empecéis antes?  Bueno, vamos a mandaros nuestra respuesta al acertijo de este mes, con nuestra habitual sorna pero con más rigor científico, a ver si esta vez nos llevamos algo ;p.

Muchos besos
Maite, Ricardo
y un ángel que va bajando

Si las microondas están asociadas a un cuerpo tan frío, ¿cómo es posible que cocinemos con un horno de microondas?
Si todo está bañado de esta radiación de microondas ¿cómo es que no estamos achicharrados?...

Respecto a la primera pregunta, el problema es asociar la temperatura del cuerpo negro que emite la radiación a la temperatura del cuerpo del pollo que recibe la radiación. La radiación de fondo de microondas (en adelante, por abreviar, RFM) contiene fotones en muchas longitudes de onda, desde los milímetros a los centímetros. Es un continuo, de hecho, muy parecido a la radiación que tendría un cuerpo negro* a una temperatura de 3K, aproximadamente. En cambio, la radiación que se genera en un microondas es bastante monocromática, en ese sentido. De hecho, creemos que es de una longitud de onda de 12,5 cm, en frecuencias, de 2,45 GHz (una banda que no interfiere con las de comunicaciones, por si acaso). Si lo pasamos a temperatura del cuerpo negro sería de 0,03K, es decir, ¡¡¡MÁS FRÍA AÚN!!! Eso sí, NO es una radiación ni de lejos parecida a la del cuerpo negro, sino un espectro básicamente plano con un pico muy alto. La temperatura de la RFM sólo es indicativa de la longitud de onda en la que está centrada su emisión. El horno no emite su radiación como un cuerpo negro, y la temperatura que alcanzan los alimentos se debe al mecanismo que convierte esta radiación en energía.

La longitud de onda de la radiación que emite el microondas es tal que atraviesa fácilmente los alimentos, y consigue mover las cargas de las moléculas, en especial, de agua, con mucha facilidad. Como bien dice Bruce Lee, casi todo el cuerpo es agua, y muchos alimentos son cuerpos como el pollo ** o tienen agua en su composición. La energía de la radiación se convierte en un movimiento mecánico, finalmente ***. De tal manera que las moléculas, en especial la de agua, empiezan a rotar y dar camballadas como Chewi en la fiesta de Parrita X-8, agitando a las moléculas vecinas, calentándose el conjunto por fricción, exactamente igual que la gente que va a un concierto de U2 (o un grupo más conocido, como por ejemplo Jerigonza). De todos modos, esta radiación no se absorbe muy eficientemente, ya que si no se calentarían sólo las partes externas de la comida. Además, el horno genera un campo de ondas resonantes, donde hay interferencias destructivas y constructivas, así que hay zonas donde la radiación es mayor y zonas donde es menor, motivo por el cual lo mejor es rotar la comida para que se caliente uniformemente. Finalmente, el sistema emisor del horno está hecho de modo que la radiación se focalice y no escape fuera de él, y el metal que rodea la caja hace que las ondas se reflejen hacia el interior.

Pero la radiación de fondo de microondas también contiene a la que usa el horno. Luego, ¿por qué no nos quemamos con ella? El truco está en que la del horno es una radiación con mucha potencia (es decir, llega a la comida mucha energía por segundo, energía por superficie, W/m2) y toda ella es eficaz para calentar, por estar emitida en la longitud de onda adecuada para producir ese movimiento molecular. Y la RFM, que además tiene un espectro más amplio, nos llega con muy poca potencia, en comparación. Para hacernos una idea, del horno tenemos entre 400 y 1000 W de emisión en microondas en su reducido espacio, y de la RFM creemos que nos llegan 3 x 10-6 W/m2, más de mil millones de veces menos. O sea, que al cuerpo de Ricardo (de aproximadamente un metro cuadrado, como saben los que le conocen) llega un microjulio de energía completo cada segundo. Si le queremos hacer frito, mal vamos

Lo cual nos da que pensar cuánta radiación de microondas habrá en su trabajo para que siempre acabe tan quemado

* Cuerpo negro: da para un buen "conceto"
** Podéis preguntar a los oyentes si han probado a calentar una taza vacía, por ejemplo. Por cierto, mejor que no lo intenten por si acaso
*** Es importante notar que NO es una frecuencia de resonancia, o la radiación no pasaría más allá de la primera capa de agua que se encontrara.

«««

»»»