¿Por qué no usamos infrarrojos (IR) o incluso infrarrojos lejanos solo para calentar alimentos en un horno de microondas en lugar de, por supuesto, las microondas convencionales de 2.45 GHz? ¿No llama la gente a las ondas de calor de IR?
¡Sí, utilizamos radiación infrarroja (cercana) para calentar alimentos – siempre que tostamos alimentos o los asamos (en el Reino Unido)/gratinamos (en EE.UU.) al dirigir el infrarrojo hacia abajo sobre los alimentos! La clave es que el infrarrojo es fuertemente absorbido por los alimentos que cocinamos de esta manera, y no penetra significativamente más allá de aproximadamente un milímetro. ¡Así que la superficie del alimento se calienta fuertemente – se dora, tuesta o se quema! Lo que se encuentra debajo de la superficie se cocina mucho más lentamente, principalmente por conducción de calor desde la superficie.
Los microondas no se absorben tan fuertemente y penetran mucho más, ¡así que los alimentos se 'cocinan desde el interior'! Los microondas son absorbidos principalmente por las moléculas de agua que son llevadas a una vibración/rotación por el campo eléctrico de los microondas actuando sobre las moléculas (polarizadas). Estas son oscilaciones forzadas, pero no en resonancia; la frecuencia de los microondas (aproximadamente 2.4 GHz) no es una frecuencia natural para la molécula. ¡Si lo fuera, los microondas serían absorbidos por la capa superficial, y tendríamos otro asador o tostadora!
Edit (impulsado por el comentario a continuación). No quiero dar la impresión de que las moléculas de agua son las únicas que absorben microondas. Las grasas también son fuertes absorbentes.
¿No podríamos hacer un horno que incorpore tanto microondas como radiación de infrarrojo cercano para obtener lo mejor de ambos mundos? ¡Bolsillos calientes que no quemen la boca cuando muerdes y pollo cocido completamente por dentro?
@Travis Ellos fabrican esos y son usados en lugares como cadenas importantes de sándwiches submarinos y cafeterías. Esos "hornos de cocción rápida" combinan microondas, convección y elementos de calentamiento radiante (IR).
Asar en los Estados Unidos significa colocar carne o verduras sobre una fuente de calor al aire libre, como una cama de madera ardiente que se ha quemado hasta convertirse en brasas, una cama de carbón ardiente o una cama de roca volcánica ardiente en una parrilla de gas al aire libre. Que estas parezcan ser rojas para nosotros significa que la gran mayoría de la energía está en el infrarrojo cercano.
Lo hacemos.
El hierro en la parte superior del dispositivo es una simple resistencia óhmica, que recibe directamente la corriente de la red de 230V. No es necesario ningún convertidor o estabilización de la temperatura o de la electricidad, ya que
mantienen de forma segura el hierro alrededor de los 700K, mientras está encendido.
Una razón es que, aunque existen dispositivos que calientan/cocinan alimentos principalmente por infrarrojos, solo funcionan bien para tipos especializados de cocina. Probablemente obtendrías mejores respuestas, o al menos algunas que aborden resultados de calidad, al preguntar en el sitio de cocina. Sin embargo, intentaré una respuesta breve.
Quizás el más común es el tostador ordinario, donde introduces, digamos, un par de rebanadas de pan (o pasteles para tostar, etc.) en las ranuras, empujas una palanca, y los elementos calefactores tuestan la superficie exterior hasta que esté "hecho", momento en el cual el tostador saca el pan hacia arriba y apaga el calor.
Si alguna vez has examinado el resultado en algo que no sea pan cortado en rebanadas finas, como un bagel, probablemente hayas notado que mientras la superficie está bien tostada, el interior podría estar apenas tibio. Ese mismo principio se aplica a dispositivos más generales como el horno tostador. El infrarrojo calienta la superficie: el interior debe calentarse por conducción desde ella. Esto generalmente funciona bien para cosas como sándwiches, pero generalmente no lo hace bien para hornear, o asar cosas durante mucho tiempo. Fácilmente acabas teniendo una costra quemada rodeando un centro crudo.
Incluso ves esto con los hornos eléctricos convencionales, que utilizan un elemento calefactor en la parte inferior del horno que se calienta a un calor rojo, emitiendo así muchos infrarrojos. Si colocas tu bandeja de galletas o recipiente de brownies demasiado cerca de esto, obtienes fondos quemados y partes superiores crudas. (Yo mismo uso una piedra para hornear, que protege las bandejas del infrarrojo directo emitido por el elemento calefactor, y da resultados mucho mejores.)
Pero, como han explicado otros, si simplemente quieres calentar alimentos rápidamente, un microondas es mucho más eficiente y rápido. Una mayor fracción de la energía se transfiere al alimento, y en todo el volumen en lugar de solo en la superficie.
Los microondas son absorbidos por el agua, lo cual es bueno para el horno porque la mayoría de los alimentos tienen un alto contenido de agua. (Si tuvieras un alimento completamente seco, no se cocinaría bien en el microondas). También penetran un poco en la comida, por lo que se calienta de manera uniforme, lo que lo hace rápido.
Existen los hornos infrarrojos, por lo que también son una opción viable. Suelen cocinar más en la parte exterior como un horno convencional. Los que personalmente conozco para hogares son una variante del horno tostador en tamaño y forma. No sé si tiene que ser necesariamente así. Busca en línea. Podrás encontrarlos fácilmente.
"Los que personalmente conozco para casas son una variante de horno tostador en tamaño y forma" - bueno, el que tengo en mi cocina (y no tiene nada de especial) tiene un volumen de cocción utilizable de aproximadamente 70 litros. ¡Eso es un poco grande para hacer tostadas!
Sí, bueno, ahí lo tienes. Por eso califiqué con "personalmente conozco". Creo que podría haber cierta sutileza en la diferencia entre un horno eléctrico genérico y un horno "infrarrojo" en el grado en que la convección juega un papel, pero no estoy seguro de que eso añada algo a la respuesta de la pregunta que realmente se hizo. @alephzero
@Ladrillo También hay que preguntarse en qué momento la distinción se convierte puramente en cómo generan el infrarrojo. Realmente nunca he oído hablar de un "horno infrarrojo", y cuando los busco, todo lo que encuentro son "hornos infrarrojos convectivos"; lo cual para mí suena exactamente igual que lo que todos los demás llamarían un "horno de convección"; pero con mucho menos volumen. Supongo que la clave está en cómo están generando el infrarrojo; pero aún así. Si se trata de algo, parece más bien una estratagema de marketing para un método de calefacción específico.
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La pregunta debería motivar un poco más por qué un horno de microondas con radiación infrarroja en lugar de microondas convencionales sería en realidad una buena idea. Los posibles beneficios (más barato, más rápido, ...) no están claros de inmediato para mí.
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Esto parece ser más una pregunta de ingeniería que una pregunta de física.
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@KyleKanos Eh, no creo que la pregunta en sí misma sea lo suficientemente compleja como para justificar un enfoque de ingeniero.
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Me sorprendería si el infrarrojo no es la forma más antigua de cocinar. Si nuestros ancestros colgaban la carne cerca de la llama y se cocinaba eficazmente con infrarrojos, debido a la falta de un recinto que haga que la convección sea más efectiva.
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Uno de los beneficios de un microondas es que el horno en sí mismo (y el aire en su interior) no se calienta, solo la comida que estás cocinando lo hace.