As micro-ondas (pré-AO 1990: microondas) são ondas eletromagnéticas com comprimentos de onda maiores que os dos raios infravermelhos, mas menores que o comprimento de ondas de rádio variando o comprimento de onda, consoante os autores, de 1 m (0,3 GHz de frequência) até 1,0 mm (300 GHz de frequência) - intervalo equivalente às faixas UHF, SHF e EHF.
Nota: acima dos 300 GHz, a absorção da radiação eletromagnética pela atmosfera da Terra é tão grande que a atmosfera é praticamente opaca para as frequências mais altas, até que se torna novamente transparente na, assim chamada, "janela" do infravermelho até a luz visível.
Geração[editar | editar código-fonte]
Para a geração de micro-ondas podem ser utilizados transistores de efeito de campo (FET: Field Effect Transistor), transístores bipolares, diodo Gunn e diodo IMPATT, entre outros. Dispositivos a válvula , ouválvulas termiônicas, por exemplo: magnetron, o klystron, o TWT e o gyrotron .
Aplicações[editar | editar código-fonte]
- Um forno de micro-ondas usa um gerador de micro-ondas do tipo magnetron para produzir micro-ondas em uma frequência de aproximadamente 2,45 GHz para cozinhar osalimentos. As micro-ondas cozinham os alimentos, fazendo com que as moléculas de água e outras substâncias presentes nos alimentos vibrem. Esta vibração cria um calor que aquece o alimento. Já que a maior parte dos alimentos orgânicos é composta de água, este processo os cozinha facilmente.
- Micro-ondas são usadas nas transmissões de comunicações, porque as micro-ondas atravessam facilmente a atmosfera terrestre, com menos interferência do que ondas mais longas. Além disso, as micro-ondas permitem uma maior largura de banda do que o restante do espectro eletromagnético.
- O Radar também usa radiação em micro-ondas para detectar a distância, velocidade e outras características de objetos distantes.
- Redes Locais sem-fio, tais como Bluetooth, WIFI, WiMAX e outros usam micro-ondas na faixa de 2,4 a 5,8 GHz. Alguns serviços de acesso à Internet por rádio também usam faixas de 2,4 a 5,8 GHz.
- TV a cabo e Internet de banda larga por cabo coaxial, bem como certas redes de telefonia celular móvel, também usam as frequências mais baixas das micro-ondas.
- Micro-ondas podem ser usadas para transmitir energia a longas distâncias e, após a 2ª Guerra Mundial, têm sido realizadas diversas pesquisas para verificar essas possibilidades. A NASA realizou pesquisas, durante os anos 1970/80, sobre o uso de Satélites de Energia solar que captariam as emissões solares e as retransmitiriam para a superfície da Terra por meio de micro-ondas.
- Um maser é um dispositivo semelhante ao laser, exceto pelo fato de que trabalha na faixa das micro-ondas, em lugar da luz visível.
Ver também[editar | editar código-fonte]
Referências
Ligações externas[editar | editar código-fonte]
O forno micro-ondas ou forno de micro-ondas é um aparelho eletrodoméstico que permite preparação rápida de alimentos para o consumo humano ou de animais, além do aquecimento de toalhas. Não se devem colocar utensílios de cozinha de metal, nem organismos vivos.
O aquecimento ocorre por causa da excitação das moléculas.
Índice
[esconder]Origem e história[editar | editar código-fonte]
A ideia de usar micro-ondas para cozinhar alimentos foi descoberta por Percy Spencer que trabalhava na empresa Raytheon, fabricando magnetrons para aparelhos deradar. Um dia estava trabalhando num aparelho de radar ativo quando observou uma sensação repentina e estranha, e viu que uma barra de chocolate que tinha no seu bolso tinha derretido. Percy não era nenhum estranho às descobertas e experiências, devido ao seu suporte a 120 patentes e entendeu perfeitamente o que tinha acontecido. O primeiro alimento a ser cozido deliberadamente com micro-ondas foi a pipoca e o segundo um ovo, que cozinhou de dentro para fora e explodiu devido à pressão.
Em 1945 a empresa Raytheon patenteou o processo de cozinhar por micro-ondas e em 1947, construíram o primeiro forno de micro-ondas comercial, o Radarange. Tinha 1,70 m de altura e pesava 340 kg. Era arrefecido a água e produzia 3000 watts, aproximadamente três vezes a quantidade de radiação produzida por fornos de micro-ondas atuais.
Funcionamento geral[editar | editar código-fonte]
A energia elétrica, na forma de uma corrente alternada (alta e baixa tensão) é transformada em corrente contínua por intermédio de um circuito formado por um transformador, diodos e capacitores.
A corrente que chega do transformador através do triplicador serve para alimentar o magnetron.
O magnetron[editar | editar código-fonte]
Composição[editar | editar código-fonte]
O magnetron é constituído por um ânodo cilíndrico, composto de cavidades, podem ter formas diferentes de acordo com o magnetron considerado.
Funcionamento[editar | editar código-fonte]
Um campo elétrico contínuo é aplicado entre o ânodo e o cátodo. Este campo tem uma tensão de ordem de vários kV (cerca de 4000 V), para um espaço de ação de alguns milímetros. Os elétrons liberados pelo cátodo são acelerados pelo campo elétrico contínuo. Na ausência de ímãs, os elétrons iriam diretamente ao ânodo. Graças ao criado pelos dois ímãs perpendiculares ao eixo ânodo/cátodo, obtém-se um movimento circular em torno do cátodo, com trajetórias semelhantes a cicloides.
Considera-se que cada elétron é animado por uma velocidade v. O campo magnético cria, com a nuvem eletrônica, uma força de Laplace que serve para acelerar as ondas. Estas cargas que fluem entre o ânodo e o cátodo vão entrar em interação com as cavidades ressonantes do bloco anódico que se torna o apoio das oscilaçõeseletromagnéticas.
Como podemos ver, tendo em conta o exposto acima, a radiação eletromagnética deve-se à vibração dos elétrons nas cavidades ressonantes. Maxwell, em 1865, fez um estudo sobre os fenômenos elétricos e magnéticos chegando às "equações de Maxwell", chegando graças a estas a mostrar que um campo elétrico variável produz um campo magnético variável inverso. As dimensões destas cavidades são calculadas para que as ondas tenham uma freqüência de 2450MHz. Uma parte destas ondas é encaminhada para o guia de ondas ou antena, graças a diversos meios de acoplamento. O guia de onda transmite estas pela cavidade do forno, onde vão permitir cozer os alimentos.
Ação das micro-ondas sobre as moléculas de água[editar | editar código-fonte]
A molécula de água, H2O, é formada por um átomo de oxigênio e dois de hidrogênio. Ela é bipolar, o que significa que o baricentro das cargas negativas e o das cargas positivas não coincidem. Isto se deve ao fato do átomo de oxigênio ter maior eletronegatividade que o hidrogênio.
Quando sujeita a uma radiação, a molécula de água absorve a energia das ondas eletromagnéticas se estas têm uma freqüência que limita as das micro-ondas (2450MHz). Esta absorção traduz-se numa rotação da molécula de água.
As moléculas de água de um alimento em estado normal estão em desordem: não respeitam nenhuma ordem de orientação específica. Mas quando sujeitas a um campo elétrico contínuo os pólos negativos das moléculas de água têm tendência a orientar-se em direção a este último.
Quando sujeitas às micro-ondas, as moléculas de água do alimento orientam-se em direção do campo elétrico que compõe estas ondas. Este campo, ao ser alternado, faz com que os pólos orientem-se sucessivamente num sentido e seguidamente no outro, o que resulta em várias mudanças de orientação (cerca de 2 450 000 000 vezes num segundo) ao mesmo ritmo que a onda que oscila 2 450 000 000 vezes por segundo.
As fricções entre as moléculas de água criadas por este grande número de rotações libertam calor. Após esta liberação de calor, este se transmite às diferentes camadas do alimento por indução e reaquecimento assim a uma parte do alimento. A quantidade de água não repartida da mesma maneira no alimento faz com que certas partes do alimento fiquem mais ou menos quentes que outras. Mas quando há liberação de calor das moléculas de água, têm tendência a passar do estado líquido ao estado gasoso, o volume de vapor assim produzido não pode necessariamente ser contido no alimento e é por isso que certos alimentos explodem.
A molécula de água não é a única a vibrar na presença de micro-ondas, há também os açúcares e as gorduras. Mas o que faz com que a molécula de água seja a única a desempenhar um papel na liberação de calor é a sua dimensão: é a única que é bipolar e que pode girar graças à sua pequena dimensão.
Penetração das ondas no interior do alimento[editar | editar código-fonte]
A penetração das ondas nos alimentos difere em função deste, da sua concentração e composição. Quando um alimento é sujeito a uma radiação de micro-ondas, ele tem tendência a rejeitar uma parte das ondas e armazenar outra parte delas. A parte absorvida é chamada de energia calorífica e é graças a ela que o alimento aquece. A parte rejeitada é chamada de onda refletida. Para evitar que certas partes do alimento sejam queimadas ou outras fiquem frias é necessário que a distribuição das ondas seja a mesma em todas as zonas do alimento. Para este efeito as paredes da cavidade fazem refletir as ondas e o prato em rotação permite a distribuição homogênea das ondas ao alimento.
O cozimento do alimento em relação ao magnetron[editar | editar código-fonte]
Quando há radiação, as moléculas de água movem-se e ocorre uma libertação de calor, mas esta libertação de calor é sentida apenas no final da radiação. Ou seja, durante a radiação, o calor é gerado graças às fricções, mas esta libertação nunca é dispersada no alimento. Em contrapartida se a radiação for interrompida alguns momentos e retomada, constata-se uma liberação de calor durante a interrupção, que dura ainda alguns momentos após a retomada. É por isso que num forno micro-ondas o magnetron funciona apenas por ciclos. Resumidamente, produz-se bastante micro-ondas para agitar as moléculas durante certo tempo, durante o qual o alimento é aquecido, e em seguida continua até ao final do tempo programado. Em geral numa duração de um minuto o magnetron trabalha durante quatro ciclos de 7,5 segundos.
Perigos[editar | editar código-fonte]
Líquidos quando colocados no forno micro-ondas podem superaquecer, causando queimaduras graves no usuário quando retirado do forno.[1]
Recipientes fechados e ovos podem explodir dentro do forno devido à pressão do vapor. Produtos aquecidos por muito tempo também podem pegar fogo dentro do forno. Objetos metálicos ou condutores quando aquecidos atuam como antenas, resultando em uma corrente elétrica.
Qualquer objeto de metal pode criar arco elétrico (faísca) dentro do forno de micro-ondas; isso inclui peças de faqueiro e papel-alumínio.
Fornos de micro-ondas possuem radiação, mas essa só produz risco se o forno for mal-utilizado.
Ver também[editar | editar código-fonte]
Referências
Quando se ouve falar em microondas, o que lhe vem em mente?
Muitos responderão: forno de microondas. Isso é errado? Não, mas microondas tem um significado mais específico.
Microondas é um tipo de radiação eletromagnética de média frequência, que não é ionizante, ou seja, ao interagir com a matéria, não remove elétrons, ou seja, não forma íons. Este tipo de radiação interage, geralmente, com moléculas polares e íons presentes no meio onde esta radiação passa. É muito comum as pessoas acreditarem que a microondas só interage com a água, pois essa é uma afirmação comum em manuais de fornos de microondas, mas a água é apenas um tipo de molécula que sofre influência das microondas.
A radiação microondas, assim como as outras radiações eletromagnéticas (raio-X,infravermelho, radiação gama, visível, ultravioleta, ondas de rádio e ondas de TV), podem ser produzidas, de forma, mais energética ou menos energética.
As radiações eletromagnéticas são definidas de acordo com a faixa de comprimento de onda de cada uma das radiações.
microondas, que pode ser emitida dentro de um forno de microondas ou em equipamentos de telefonia celular.
Fornos de Microondas
Fornos de microondas domésticos foram desenvolvidos para cozer alimentos. O seu princípio de funcionamento é baseado no fato dos alimentos, em sua maioria, apresentar grande quantidade de água em sua composição. Dessa maneira, o equipamento é calibrado para atuar apenas em moléculas de água e alguns íons que podem estar dissolvidos em água. Normalmente, um forno de microondas emite apenas uma pequena faixa de comprimentos de onda de radiação microondas, de baixa frequência, ou seja, de comprimento de onda maior.
Fornos de microondas domésticos foram desenvolvidos para cozer alimentos. O seu princípio de funcionamento é baseado no fato dos alimentos, em sua maioria, apresentar grande quantidade de água em sua composição. Dessa maneira, o equipamento é calibrado para atuar apenas em moléculas de água e alguns íons que podem estar dissolvidos em água. Normalmente, um forno de microondas emite apenas uma pequena faixa de comprimentos de onda de radiação microondas, de baixa frequência, ou seja, de comprimento de onda maior.
O forno de microondas não fornece calor aos alimentos, assim como um forno convencional. O forno de microondas simplesmente emite feixes de radiação microondas, que irá interagir com moléculas polares e íons presentes no alimento, mas principalmente com água, provocando ummovimento de rotação. Como cada molécula irá iniciar um movimento de rotação, haverá atrito entre elas e isso gerará calor. Dessa maneira, com o atrito gerado entre as moléculas de água, por rotação de todas ou maioria das moléculas de água presente, a temperatura do alimento irá aumentar rapidamente, possibilitando o seu cozimento. É importante perceber que a temperatura máxima atingida no cozimento de um alimento, em um forno de microondas, é próxima à temperatura de ebulição da água, ou seja, próxima a 100°C no Brasil.
Como a radiação de microondas atua em moléculas polares e íons metálicos, objetos que as possuem podem ser aquecidos no microondas. Provavelmente você já deve ter percebido um prato de porcelana, por exemplo, tende a aquecer mais do que um de vidro, quando colocado no forno de microondas com um alimento. Isso se deve ao fato da porcelana possuir mais íons metálicos em sua composição do que o vidro. Alguns utensílios de plástico também podem aquecer e até derreter em fornos de microondas, desde que o plástico possua carga mineral acentuada ou possua moléculas polares em sua composição.
Objetos metálicos não devem ser colocados nos fornos de microondas em funcionamento, pois irão refletir a radiação e não a absorver, podendo provocar explosões e queima do equipamento.
Se o vidro interage levemente com a radiação microondas, por que as portas dos fornos são de vidro?
A resposta é simples. São de vidro para que a pessoa veja o alimento em seu interior. No entanto, a porta não permite que a radiação eletromagnética passe para fora do equipamento, pois possui uma tela reticulada menor do que o comprimento de onda das microondas, impedindo que ela saia do equipamento. E quando a porta é aberta, um dispositivo de segurança desliga a emissão dos feixes de radiação de microondas. Ou seja, o forno de microondas é um equipamento bastante seguro para uso humano.
Outro uso para as microondas é na telefonia celular, ou seja, a transmissão de dados entre um aparelho e a torre de transmissão e/ou entre torres de transmissão. As microondas envolvidas nessas transmissões são de baixa frequência, na ordem de 0,45-0,9 GHz (frequência analógica) e 1,8-2,2 GHz (frequência digital).
Outro uso para as microondas é na telefonia celular, ou seja, a transmissão de dados entre um aparelho e a torre de transmissão e/ou entre torres de transmissão. As microondas envolvidas nessas transmissões são de baixa frequência, na ordem de 0,45-0,9 GHz (frequência analógica) e 1,8-2,2 GHz (frequência digital).
Em um trabalho de revisão, Balbani e Montovani (2008) citam vários trabalhos sobre possíveis influências da radiação de microondas (utilizada em equipamentos de telefonia) no organismo humano.
Para saber mais sobre possíveis efeitos do uso de microondas na telefonia, veja este texto.
Escrito por: Miguel A. Medeiros
Publicado em: 24 de agosto de 2015
Publicado em: 24 de agosto de 2015
(9 avaliações, média: 4,78de 5)
Nenhum comentário:
Postar um comentário