LAS MICROONDAS Se denomina MICROONDAS a las ondas electromagnéticas defini definidas das en un rango rango de frecue frecuenci ncias as determ determina inado; do; generalmente de entre 300 MHz y MHz y 300 GHz, GHz, que supon suponee un período de oscilación de 3 nanosegundos nanosegundos 3!"0#$ s% a 3 picosegund picosegundos os 3!"0#"& s% y una longitud de onda en onda en el rango de " metro a " milímetro' (tras definiciones, por e)emplo las de los est*ndares +- .00/0 +- .00/0 y + "00 + "00 sitan su rango de frecuencias entre " GHz y 300 GHz, es decir, longitudes de onda de entre 30 centímetros a " milímetro' l rango de las microondas est* incluido en las 1andas de radiofrecuencia, radiofrecuencia, concretamente en las de 2H 2H ultra#4ig4 frequency # frecuen super#4ig4 frequency frequency # frec frecuencia cia ultra ultra alta% alta% 0,353 0,353 GHz, GHz, SH SH super#4ig4 frecuen uenci ciaa sper sper alta alta%% 3530 3530 GHz GHz y H H e6tremely#4ig4 frequency # frec recuen uenci ciaa e6t e6trema remada dame ment ntee alta lta% 3053 305300 00 GHz' Hz' (tra (trass 1and 1andaas de radiofrecuencia incluyen ondas de menor frecuencia y mayor longitud de onda que las microondas' 7as microondas de mayor frecuencia y menor longitud de onda 8en el orden de milímetros8 se denominan ondas milimétricas' milimétricas' 7a e6iste e6istenci nciaa de ondas ondas electro electromag magnét nética icas, s, de las cuales cuales las mic microo roonda ndass forma formann parte parte del espect espectro ro de alta alta frec frecue uenc ncia ia,, fuer fueron on pred predic ic4a 4ass por por Ma69ell en Ma69ell en ":. a partir de sus famosas cua cuaci cion ones es de Ma Ma69 69el elll' n ":::, ":::, Heinric4
Dispositivos de estado sólido. Dispositivos basados en tubos de vacío.
7os dispositi=os de estado sólido para microondas est*n 1asados en semiconductores de silicio o arseniuro de galio, e incluyen transistores de efecto campo ?%, campo ?%, transistores de unión 1ipolar @A?%, 1ipolar @A?%, diodos Gunn y Gunn y diodos +MBC?? ' Se 4an desarr desarroll ollado ado =ersio =ersiones nes especi especiali alizad zadas as de transi transisto stores res est*nd est*ndar ar para para altas altas =eloci =elocidade dadess que se usan usan comnmente en aplicaciones de microondas' l rango de frecuencias de microondas es utilizado para transmisiones de tele=isión /005$00 MHz, dependiendo de los países% p aíses% o telefonía mó=il :/05$00 MHz y ":005"$00 MHz%' 2na de las aplicaciones m*s conocidas de las microondas es el 4orno de microondas, que usa un magnetrón para producir ondas a una frecuencia de apro6imadamente &,/ GHz' stas ondas 4acen =i1rar o rotar las moléculas de agua, lo cual genera calor' De1ido a que la mayor parte de los alimentos contienen un importante porcenta)e de agua, pueden ser f*cilmente cocinados de esta manera' n telecomunicaciones, las microondas son usadas en radiodifusión, ya que estas pasan f*cilmente a tra=és de la atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayores' ?am1ién 4ay m*s anc4o de 1anda en el espectro de microondas que en el resto del espectro de radio' 2sualmente, las microondas son usadas en programas informati=os de tele=isión para transmitir una seEal desde una localización remota a una estación de tele=isión
mediante una camioneta especialmente equipada' Brotocolos :0&'""g y 1 tam1ién usan microondas en la 1anda +SM, aunque la especificación :0&'""a usa una 1anda +SM en el rango de los / GHz' 7a tele=isión por ca1le y el acceso a +nternet =ía ca1le coa6ial usan algunas de las m*s 1a)as frecuencias de microondas' Clgunas redes de telefonía celular tam1ién usan 1a)as frecuencias de microondas' n la industria armamentística, se 4an desarrollado prototipos de armas que utilicen la tecnología de microondas para la incapacitación moment*nea o permanente de diferentes enemigos en un radio limitado'" 7a tecnología de microondas tam1ién es utilizada por los radares, para detectar el rango, =elocidad, información meteorológica y otras características de o1)etos remotos; o en el m*ser, un dispositi=o seme)ante a un l*ser pero que tra1a)a con frecuencias de microondas' 7as c*maras c*maras de < e)empli e)emplific fican an el gran gran cam1io cam1io que recien recientem tement entee 4a surgid surgidoo en este este tipo tipo de tecnol tecnologí ogías' as' DesempeEan un papel importante en el *m1ito de radar, detección de o1)etos y la e6tracción de identidad mediante el uso del principio de im*genes microondas de alta resolución, que consiste, esencialmente, en un transmisor de impulsos para iluminar la tar)eta, un auto#adaptador aleatorio de fase seguido por un receptor de microondas que produce un 4olograma a tra=és del cual se lee la información de la fase e intensidad de la tar)eta de radiación' 7as microondas est*n dentro de una gama de frecuencia de 300 MHz longitud de onda " m% a 300 GHz longitud de onda de " mm%' Son e)emplos de la aplicación de éstas ondas>
Aeronáutica: ?ripulación de a=iones, lanzamiento de misiles'
Comunicaciones: ?ele=isión, telemetría, sistema satelital, radiona=egación'
Medicina: Diatermia'
so dom!stico: "ornos y calentadores'
mediante una camioneta especialmente equipada' Brotocolos :0&'""g y 1 tam1ién usan microondas en la 1anda +SM, aunque la especificación :0&'""a usa una 1anda +SM en el rango de los / GHz' 7a tele=isión por ca1le y el acceso a +nternet =ía ca1le coa6ial usan algunas de las m*s 1a)as frecuencias de microondas' Clgunas redes de telefonía celular tam1ién usan 1a)as frecuencias de microondas' n la industria armamentística, se 4an desarrollado prototipos de armas que utilicen la tecnología de microondas para la incapacitación moment*nea o permanente de diferentes enemigos en un radio limitado'" 7a tecnología de microondas tam1ién es utilizada por los radares, para detectar el rango, =elocidad, información meteorológica y otras características de o1)etos remotos; o en el m*ser, un dispositi=o seme)ante a un l*ser pero que tra1a)a con frecuencias de microondas' 7as c*maras c*maras de < e)empli e)emplific fican an el gran gran cam1io cam1io que recien recientem tement entee 4a surgid surgidoo en este este tipo tipo de tecnol tecnologí ogías' as' DesempeEan un papel importante en el *m1ito de radar, detección de o1)etos y la e6tracción de identidad mediante el uso del principio de im*genes microondas de alta resolución, que consiste, esencialmente, en un transmisor de impulsos para iluminar la tar)eta, un auto#adaptador aleatorio de fase seguido por un receptor de microondas que produce un 4olograma a tra=és del cual se lee la información de la fase e intensidad de la tar)eta de radiación' 7as microondas est*n dentro de una gama de frecuencia de 300 MHz longitud de onda " m% a 300 GHz longitud de onda de " mm%' Son e)emplos de la aplicación de éstas ondas>
Aeronáutica: ?ripulación de a=iones, lanzamiento de misiles'
Comunicaciones: ?ele=isión, telemetría, sistema satelital, radiona=egación'
Medicina: Diatermia'
so dom!stico: "ornos y calentadores'
Investi#ación: Meteorología, física nuclear'
7a e6posición a la radiación tiene en cuenta la intensidad y tipo de emisión; las características del medio y del o1)eto e6puesto tales como tamaEo, forma, orientación, propiedades eléctricas, etc'%' 7a cantidad y localización de la energía a1sor1ida por un cuerpo e6puesto a la radiación de microondas depender*n del tamaEo del cuerpo y de la longitud de onda de la radiación, así como tam1ién de la posición del primero en el campo de la radiación' n general, las ondas m*s cortas se a1sor1en en superficie, mientras que las de mayor longitud producen un calentamiento m*s profundo' -uando la longitud o el grosor de una parte del cuerpo son ligeramente inferiores a la longitud de onda de la radiación, se producen formas muy complicadas de dispersión y a1sorción' 7a radiación de microondas se a1sor1e de manera tan irregular que pueden formarse puntos calientes' Clgunos autores consideran que los efectos de estas radiaciones no son sólo térmicos, sino que puede actuar de alguna forma so1re el sistema ner=ioso Suess, M'A', "$:/%' F% 7a interacción de cierta radiación electromagnética con cuerpos conductores produce calor' ste 4ec4o es utilizado por la medicina para realizar diatermia' ?erapia que consiste en la aplicación de emisiones controladas de radiofrecuencias y microondas para calentar distintos te)idos' s utilizado en tratamientos de te)idos cancerosos, cuyas células son sensi1les a temperaturas en un rango de &I y 3I -' 7os aparatos utilizados de1en ser testeados para e=itar escapes de campos electromagnét electromagnéticos icos que pro=oquen pro=oquen lesiones irre=ersi1les irre=ersi1les'' 7os equipos de alta potenc potencia ia como como radare radaress pueden pueden somete someterr a sus operad operadore oress a riesgo riesgoss de incide incidenci nciaa de tumore tumoress malign malignos' os' l esta1lecimiento de " mJKcm& como =alor m*6imo de fuga contri1uiría a controlar las e6posiciones la1orales o domésticas'
$R%C%NCIA s una magnitud que mide el nmero de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico' Bara calcular calcular la frecuencia frecuencia de un suceso, suceso, se conta1ilizan conta1ilizan un nmero de ocurrencias ocurrencias de este teniendo en cuenta un inter=alo temporal, luego estas repeticiones se di=iden por el tiempo transcurrido' Segn el Sistema +nternacional S+%, la frecuencia se mide en 4ercios Hz%, en 4onor a Heinric4
2n método alternati=o para calcular la frecuencia es medir el tiempo entre dos repeticiones periodo periodo%% y luego calcular la frecuencia f% recíproca de esta manera>
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LOS HORNOS DE MICROONDAS 7a tecnología electrónica est* presente en el 4ogar, no sólo a tra=és de los equipos de audio y =ideo, sino en la línea de electrodomésticos; es el caso de los modernos refrigeradores y la=adoras, que incluyen circuitos de control que permiten un funciona miento m*s eficiente o la inclusión de no=edosas prestaciones' N qué decir del 4orno de microondas, que no tiene muc4os aEos de 4a1er adquirido el grado de 4ermano menor de la estufa y ya ri=aliza con ella en la cocción o calentamiento de los comesti1les' l 4orno de microondas es un su1producto de otra tecnología al igual que otros in=entos' sto sucedió durante el curso de un proyecto de in=estigación relacionado con el radar, alrededor de "$. en el que el doctor Bercy Spencer, ingeniero de la lo acaecido a la 1arra de c4ocolate, a las palomitas de maíz y a4ora al 4ue=o, podía atri1uirse a la e6posición a la energía de 1a)a densidad de las microondas' N si se podía cocinar tan r*pidamente un 4ue=o, Opor qué no pro1ar con otros alimentosP Csí comenzó la e6perimentación'
l doctor Spencer diseEó una ca)a met*lica con una a1ertura en la que introdu)o energía en forma de microondas' sta energía, dentro de la ca)a, no podía escapar y por lo tanto crea1a un campo electromagnético de mayor densidad' -uando se le coloca1a alimento la temperatura del alimento aumenta1a r*pidamente' l doctor Spencer 4a1ía in=entado lo que i1a a re=olucionar la forma de cocinar y senta1a las 1ases de una industria multimillonaria> el 4orno de microondas' 7os ingenieros se dedicaron a tra1a)ar en el in=ento del doctor Spencer, me)or*ndolo y modific*ndolo para un uso pr*ctico' C finales de "$., la
Cn el a1rir ostras se facilita1a con el uso de las microondas' (tras industrias encontraron con=eniente las di=ersas aplicaciones del calentamiento por microondas' -on el tiempo, se emplearon éstas para secar corc4o, cer*mica, papel, cuero, ta1aco, fi1ras te6tiles, l*pices, flores, li1ros 4medos y ca1ezas de cerillo' ?am1ién se emplearon las microondas en el proceso de curado de materiales sintéticos como nailon, 4ule y uretano' l 4orno de microondas se transformó en una necesidad para el mercado comercial y las posi1ilidades parecían intermina1les' 7os a=ances tecnológicos y el desarrollo posterior condu)eron a un 4orno de microondas e=olucionado y al alcance de la cocina del consumidor' Sin em1argo, aparecieron muc4os mitos y desconfianza acerca de las nue=as y misteriosas estufas electrónicas de radar, de modo que se retrasó algo el florecimiento, aunque no muc4o' n los aEos setenta m*s y m*s gente encontró que las =enta)as de cocinar con microondas compensa1an los riesgos pro1a1les y al parecer, nadie moría de en=enenamiento por las radiaciones, ni queda1a ciego, estéril o impotente al menos de1ido al uso de 4ornos de microondas%' -uando se des=anecieron los temores, comenzó a filtrarse una creciente ola de aceptación en las cocinas de stados 2nidos, contradiciendo mitos y con=irtiendo la duda en demanda' Ha1ía empezado el auge' n "$Q/, por primera =ez, las =entas de 4ornos de microondas re1asaron el nmero de estufas de gas =endidas' l aEo siguiente se informó que "QT de todos los 4ogares de Aapón cocina1an con microondas, en comparación de sólo cuatro por ciento de los 4ogares de stados 2nidos durante ese aEo' n "$Q", menos del "T de los 4ogares estadounidenses tenían microondas; en "$Q: la cifra ascendió al ""3T de 4ogares estadounidenses, llegando al &/T de 4ogares estadounidenses en "$:.' 7os 4*1itos de cocinar en stados 2nidos cam1iaron por la comodidad en tiempo y a4orro de energía del 4orno microondas' Si alguna =ez se consideró como lu)o, éste 4a e=olucionado gracias a la moderna tecnología y por la demanda popular, en una necesidad pr*ctica para un mundo acti=o' l mercado en e6pansión 4a originado un estilo de acuerdo a cada gusto, un tamaEo y forma que se acomodan a cada cocina y un precio accesi1le a casi cualquier 1olsillo' 7as opciones y particularidades, como la adición de calor de con=ección, 4orneado con sensor, etc', satisfacen las necesidades de casi cualquier aplicación en el 4orneado, cocinado o secado' C4ora, la magia de 4ornear con microondas se 4a esparcido por el mundo y con=ertido en un fenómeno internacional' l doctor Bercy Spencer, el in=entor, continuó en
&SON '%(I)ROSOS (AS MICROONDAS 'ARA %( S%R "MANO* 6isten rumores que indican que las microondas generadas por estos 4ornos son daEinas para el ser 4umano' n realidad, los microondas est*n limitados por leyes federales en stados 2nidos a emitir no m*s de / milli9atts por centímetro cuadrado al medirse a / centímetros de la superficie del 4orno' sto est* muy por de1a)o del límite que puede considerarse daEino para la salud del ser 4umano' Bara comparación, un teléfono celular GSM normalmente emite 3'&mJKcm& a / centímetros de distancia, y las personas usualmente lo utilizan cerca de su ca1eza por períodos de tiempo muc4os m*s largos, por lo que la radiación emitida por el 4orno de microondas no se considera significati=a' Cdem*s, puede pensarse que la puerta frontal, usualmente semi#transparente, puede de)ar escapar estas microondas' Sin em1argo, los 4ornos de microondas usualmente tienen la puerta unida a una malla met*lica con pequeEos agu)eros' stos agu)eros est*n espaciados a muc4o menos de "& centímetros entre ellos, para que no puedan pasar las microondas usualmente de "&cms de longitud%, pero si pueda pasar la luz =isi1le que tiene una longitud de onda muc4o m*s pequeEa%' n efecto, se encierran las microondas en una ca)a de araday, que no les permite escapar' inalmente, la radiación de microondas no es ionizante es decir, no descompone las moléculas en iones, o moléculas con carga eléctrica%, por lo que no tiene los mismos riesgos de c*ncer que tiene la radiación ionizante, tales como rayos U o rayos ultra=ioleta' 7os residuos car1onizados en los sartenes pro1a1lemente tienen m*s carcinógenos para el cuerpo 4umano que lo que un 4orno de microondas típico puede causar'
'R%CACION%S C pesar que el funcionamiento normal de un microondas no representa peligro para el ser 4umano, de1en de tomarse ciertas precauciones al utilizarse> ?al y como se e6plicó al principio, los metales refle)an por completo las microondas' sto puede causar arcos eléctricos e incendios dentro del 4orno, por lo cual es recomenda1le =erificar que no 4aya rastros met*licos en la comida que se calentar* en el 4orno' Hay que poner especial cuidado con cu1iertos yKo papel metalizado o de aluminio, que pueden incluirse en algunos empaques de comida r*pida' Dependiendo de la comida, y del 4orno, la comida puede tener partes e6tremadamente calientes, y otras partes relati=amente frías, por lo que 4ay que tener cuidado al comerla' Si se opera un microondas sin comida adentro, las microondas no tienen en d onde penetrar, y re1otan dentro del 4orno, pudiendo llegar a quemar el magnetrón' Verificar que siempre e6ista comida yKo 1e1idas dentro del 4orno antes de encenderlo' Wo es recomenda1le calentar algo seco' s preferi1le agregarle algo de agua' Wo de1e intentar calentarse algo con un líquido sellado, como un 4ue=o crudo con c*scara, o un recipiente de =idrio sellado' sto puede causar que se genere =apor de aire dentro del elemento sellado, y pudiera llegar a estallar' Cunque la radiación es inofensi=a para los seres 4umanos, los 4ornos de microondas generan radiación en la misma frecuencia que la utilizada por redes inal*m1ricas, por lo que se recomienda operar estos equipos le)os de los 4ornos de microonda' •
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%( CA(%N+AMI%N+O 'OR MICROONDAS Bara iniciar el tema con=iene plantearse una pregunta> Ocómo las microondas pueden constituirse en una fuente de calor, de potencia suficiente para generar temperaturas capaces de lle=ar el agua al punto de e1ullición y de permitir la cocción de los alimentos, inclusi=e sin que el recipiente se caliente, sal=o por la temperatura que el propio cuerpo le transmiteP' Bara responder a esta pregunta, tenemos que re=isar algunos conceptos so1re electricidad y magnetismo, así como la acción que e)ercen estas fuerzas so1re las moléculas' n principio, 4ay que recordar que las moléculas de cualquier material que pueda ser calentado por microondas, siempre se encuentran polarizadas; es decir, en una de sus puntas se concentra una carga negati=a y en otra una carga positi=a' Bor e)emplo, el a gua est* compuesta de 4idrógeno y o6ígeno, y cada molécula de estos elementos contiene carga positi=a y negati=a en sus puntas' n condiciones normales, las moléculas del agua o de cualquier alimento siempre est*n polarizadas al azar, como se muestra en la figura "C'
Bero si son e6puestas a la acción de un campo electromagnético, se alinear*n como se muestra en la figura "@ recuerde que signos iguales se repelen y signos contrarios se atraen%'
N si la dirección del campo electrost*tico se in=ierte, la alineación de las moléculas tam1ién se in=ertir* conforme se muestra en la figura "-'
N an m*s> si el campo electrost*tico cam1ia de polaridad r*pidamente, el sucesi=o reordenamiento que se induce en las moléculas, pro=ocar* una fricción entre ellas que se traducir* en calor como e6perimento, frote sus manos r*pida mente y comprue1e cómo se incrementa la temperatura de su piel%' n un 4orno de microondas por lo general se mane)an frecuencias de &,/0 MHz, lo cual significa que el campo electrost*tico generado se in=ierte y retorna a su posición original que es de &,/0 millones de =eces por segundo, suficientes para propósitos de cocimiento' Se 4a elegido este nmero de oscilaciones porque es una de las frecuencias de resonancia de la molécula del agua, permitiendo así un r*pido calentamiento' l calor se genera por tanto dentro del propio alimento y se =a e6tendiendo, al contrario que ocurría en el 4orno' s precisamente por esto por lo que los alimentos calentados o cocinados en el microondas no tienen ese aspecto seco y cru)iente, sino que quedan algo 4medos y re1landecidos> en este caso el agua se =a e=aporando de dentro 4acia fuera, condens*ndose en la superficie'
'RODCCI,N D% NA S%-A( OSCI(AN+% -on=iene a4ora plantearse otra pregunta> Ocómo generar un campo eléctrico que cam1ie de polaridad a una frecuencia tan ele=adaP Bara ofrecer una respuesta, recordemos el principio de operación de dos componentes electrónicos est*ticos, la 1o1ina y el condensador, así como la acción que se produce cuando se com1ina el efecto de am1os elementos' Bor nuestros estudios 1*sicos, sa1emos que un =olta)e alterno se puede generar mediante un alternador , cuya construcción es similar a la de un motor, con un estator fi)o y un rotor giratorio figura &%' n el primero podemos tener unos imanes permanentes y en el segundo unas 1o1inas; al momento en que el rotor comienza a girar, el campo magnético =aria1le en su interior genera en la salida de la 1o1ina una seEal de C-, cuya frecuencia est* dada por la =elocidad de giro del rotor' Sin em1argo, la frecuencia m*6ima que se puede o1tener con este tipo de arreglos es muy 1a)a apenas de unos cuantos XHz, en el me)or de los casos%, y por lo tanto inaplica1le en los 4ornos de microondas, requiriéndose por consecuencia de otro proceso'
7a corriente alterna tam1ién puede ser generada por un circuito resonante , el cual se constituye por una 1o1ina de alam1re y un capacitor conectados en paralelo' Cm1os dispositi=os almacenan energía, pero en diferentes formas, de tal manera que cuando se conectan entre sí, y a su =ez se conecta el con)unto a una fuente de energía, se genera una corriente alterna' Veamos cómo ocurre este proceso' Brimeramente, recordemos que cuando una 1o1ina es alimentada con una corriente eléctrica, genera un campo magnético a su alrededor' ste campo, a su =ez, tiene un polo norte y un polo sur opuestos naturalmente, e6actamente igual a como sucede en un im*n permanente' Si la dirección de la corriente es in=ertida, la orientación del campo magnético tam1ién se in=ierte, y si la fuente de =olta)e se corta s1itamente, el campo magnético en torno a la 1o1ina se colapsa, es decir, se genera un =olta)e en este elemento por un 1re=e lapso, con lo que se mantiene fluyendo la corriente en la misma dirección' De esta manera la energía almacenada en el campo magnético retorna al circuito' N precisamente, a esta capacidad de la 1o1ina para almacenar energía se le llama inductancia figura 3%' 7a energía se almacena primeramente en el capacitor, no permitiendo el paso de la corriente sino 4asta quedar completamente cargado, punto a partir del cual admite el fujo hacia la bobina, almacenándoe la energ!a en el campo magn"tico #ue la rodea hata #ue el otro elemento e decarga, intante en el #ue e produce el colapo en ete elemento, fu$endo la corriente por un momento má para %ol%ere a cargar el condenador, aun#ue con una polaridad negati%a&
Na completamente cargado, el condensador =uel=e a descargarse a tra=és de la 1o1ina, repitiendo el proceso anterior, pero en sentido contrario 4asta =ol=er a las condiciones iniciales figura %'
N aunque un condensador y una 1o1ina ideales podrían quedar oscilando indefinidamente, en realidad am1os dispositi=os presentan una pequeEa resistencia interna que =a disminuyendo gradualmente la amplitud de las oscilaciones producidas, 4asta de tenerlas por completo' Brecisamente, para que eso no suceda, de1e proporcionarse al par 1o1ina #condensador una alimentación de corriente que compense las pérdidas ocasionadas por las resistencias par*sitas, logrando a4ora sí una oscilación continua y uniforme' Cd=ierta que el principio de funcionamiento de un par 1o1ina#condensador es muy sencillo; de 4ec4o, esta configuración se 4a =enido utilizando en forma intensi=a desde 4ace m*s de un siglo, en algunas etapas in=olucradas en la generación y recepción de seEales de radio'
Wo o1stante, en el caso específico de los 4ornos de microondas se requieren frecuencias muy ele=adas &,/0 MHz, segn mencionamos anteriormente%, las cuales no pueden ser producidas por un simple circuito resonante como el anterior' n este caso, la inductancia de la 1o1ina y la capacitancia del condensador de1en com1inarse en un solo elemento que produzca tanto el efecto inducti=o de la 1o1ina como el capaciti=o del condensador; )ustamente, el dispositi=o encargado de la generación de las frecuencias requeridas en un 4orno de microondas es el magnetrón'
%S+RC+RA D% N "ORNO D% MICROONDAS 2n 4orno a microondas est* constituido por una fuente de alimentación, un Magnetrón generador de las microondas, un canal de guía de ondas, un agitador de ondas y una ca=idad de cocción' ?odo este con)unto dispone de una serie de dispositi=os, controles y temporizadores que garantizan el 1uen funcionamiento del 4orno'
-+
EL SISTEMA DE CONTROL EN HORNOS DE MICROONDAS 7a construcción de un 4orno de microondas moderno agrupa partes mec*nicas y eléctricas' Sin em1argo, su Sistema de Control es el nico dispositi=o de car*cter electrónico el cual, 1asa su funcionamiento en el empleo de una 2nidad -entral de Broceso, -B2; -entral Brocessing 2nit, por sus siglas e n idioma inglés%' l empleo de una unidad de -B2 en 4ornos de microondas, da como resultado una importante =ariedad de opciones que son e)ecuta1les a tra=és de un simple teclado de tipo digital' 2na pantalla luminosa, go1ernada desde el mismo -B2, se encarga de mostrar cualquier operación 4ec4a por el usuario' 7os distintos modos de operación, =an desde el empleo de un temporizador de cuenta regresi=a programa1le o un relo) de medición del tiempo real, 4asta un c*lculo e6acto para la cocción de una 1olsa de palomitas de maíz, la descongelación de una porción de carne o la elección de la potencia de calentamiento' Clgunos sistemas de mayor comple)idad, cuentan con asador con=encional y adem*s, con un sistema de e6tracción de aire; todo ello, desde luego, operado desde el mando digital' n resumidas cuentas, este circuito fundamentalmente controla los tiempos de operación del Sistema de Clto Volta)e'
A%R/AS %N %( SIS+%MA D% CON+RO( 7as a=erías encontradas en el Sistema de -ontrol en 4ornos de microondas, son las siguientes>
0. %l 1orno de microondas2 no enciende. 3. %l 1orno de microondas enciende2 pero no calienta. 4. %n el teclado di#ital2 sólo traba5an al#unas opciones. 6. %l teclado di#ital2 no 7unciona en lo absoluto. Bor una razón muy simple, es frecuente que tales a=erías, confundan con facilidad al reparador con poca e6periencia' N es que, en ellas, podría inter=enir algn componente deteriorado que no esté contemplado necesariamente dentro del Sistema de -ontrol' -onforme a=ance nuestro estudio, se conocer* paso a paso, la naturaleza de cada desperfecto y su pronta solución' Bor lo pronto, es el Sistema de -ontrol lo que 4oy nos importa' Bara su re=isión, e6iste un método de compro1ación eficaz, li1re de cualquier confusión y muy simple de realizar' C continuación, su e6plicación'
COM'RO8ACI,N D%( SIS+%MA D% CON+RO(
-omo primer lugar, es necesario desmontar del microondas el panel completo que contiene el Sistema de Control ya que se tra1a)ar* de manera indi=idual con él' 2na =ez que el panel 4a sido separado del sistema en general, se procede a alimentarlo con la tensión de la red eléctrica' Bara el suministro de -'C', se emplea un ca1le dple6 de por lo menos un metro de longitud y con cla=i)a en uno de sus e6tremos' -omo medida de seguridad del propio Sistema de Control , antes es con=eniente colocar un porta# fusi1le en serie con alguna de las líneas del mismo ca1le y alo)ar en él, un fusi1le de unos 499 miliamperio mA;. 7os puntos e6actos en que se conecta el e6tremo opuesto de la cla=i)a, son )usto los que corresponden al em1o1inado primario del transformador de 1a)a tensión' Bara mayor comodidad, es con=eniente soldar de manera pro=isional los ca1les en los sitios descritos, medida que se toma en pre=ención de cualquier accidente'
l paso que sigue, consiste en colocar un puente entre los B+WS " y & del conector 4em1ra que tam1ién =aya soldado; o1ser=ar la siguiente imagen>
CN93, de preferencia,
Breparación del Sistema de -ontrol para accionarlo indi=idualmente' Cntes de continuar, es oportuno 4acer un paréntesis para e6plicar a grandes rasgos, el moti=o y los efectos de la colocación del citado puente' Veamos> n condiciones naturales de funcionamiento, el conector 4em1ra CN93, lle=a insertado un conector mac4o pro=isto de un par de ca1les en color naran)a los cuales pro=ienen del +nterruptor denominado DOOR S%NSIN) S<=' ?al como se o1ser=a en la imagen del lado izquierdo, este elemento ya no pertenece al Sistema de Control, sino que se trata de uno de los tres interruptores que son accionados por el par de ganc4os de la puerta del microondas cuando ésta se cierra' 7os tres interruptores, est*n montados en un 1astidor de pl*stico que a su =ez est* asido en forma =ertical en el interior del microondas, )ustamente por su parte lateral derec4a, =iéndolo de frente' 7a nomenclatura descrita, corresponde al sistema de seguridad principal del 4orno de microondas' n el microondas modelo JM:0JC de Samsung, el caso es que la colocación del puente en CN93, sir=e para dar continuidad a una tensión de >36 CC que e6cita la 1ase del transistor +R90 en=iando así un estado lógico 1a)o 4acia el 'IN ? de IC90 el C';. sta manio1ra, li1era el funcionamiento de opciones en el teclado digital las cuales suponen una operación directa de arranque y son las siguientes> n minuto más2 Inicio2 'alomitas de maí@2
ueso 7undido2 'apas2 e#etales 7rescos B "ervir a#ua.
7ocalización del Sistema de -ontrol e interruptor Door Sensing SKJ' 7o anterior significa que, en ausencia del puente descrito, en el teclado digital sólo funcionar*n las teclas 02 32 42 62 2 ?2 2 E2 F2 92 'ausa
•
ue el Sistema de Control2 encienda. ue la totalidad de 7unciones di#itales2 traba5e. ue despu!s de seleccionar la tecla de Gn minuto másH o cualuier otra opción de arranue directo2 se veri7iue la puesta en marc1a del relevador G'O=%R R%(AJ S%CNDARJ IN+%R(OCKH B ue2 además2 la pantalla demuestre la in7ormación del tiempo en cuenta re#resiva'
Si todo lo anterior acontece con la de1ida e6actitud, quedar* aclarado que el Sistema de -ontrol funciona a la perfección'
uncionamiento indi=idual del Sistema de -ontrol'
(OCA(ILANDO A%R/AS D% %NC%NDIDO Si después de alimentar el Sistema de -ontrol a la red eléctrica, se comprue1a que éste no enciende, lo primero en a=eriguar ser* el estado del ?ransformador de 1a)o =olta)e, me)or conocido como el ?ransformador de Stand bB' -on la ayuda de un ó4metro, se medir*n en él, el de=anado primario y los dos secundarios' C propósito del microondas Samsung modelo MJ:0JC, el de=anado primario medir* alrededor de "'/ o4mios; el de=anado de salida de Q =olts tendr* '/ o4mios y en el de=anado de salida de "Q =olts, se encontrar* un promedio de && o4mios'
?ransformador de 1a)o =olta)e en el Sistema de -ontrol'
n la mayor parte de los casos de ser=icio, de1ido a una descarga eléctrica, se =er* que el de=anado primario es el depositario del daEo' -iertos deterioros, se pueden encontrar a simple =ista porque el de=anado per)udicado casi siempre re=ela una quemadura de magnitud tan suficiente como para traspasar la cinta aislante que lo cu1re a su alrededor' l remedio adecuado, consiste en quitar la unidad defectuosa y ordenar un em1o1inado nue=o' Wo o1stante, tam1ién 4ay casos de transformadores con daEo en el de=anado primario y que, adem*s, sólo cuentan con un de=anado secundario por lo que es facti1le un reemplazo empleando un transformador equi=alente que se amolde a los requerimientos' Bara consultar un caso de ser=icio so1re esto ltimo, dar un clicR aquí' ?oda =ez que el ?ransformador de 1a)o =olta)e 4a sido reparado o en su caso, reemplazado, con toda seguridad es que el Sistema de -ontrol =ol=er* a funcionar de)ando en operación completa al 4orno de microondas'
l e)ercicio constante de la pr*ctica esta1lece que pocas =eces los elementos del circuito impreso en el Sistema de -ontrol, son responsa1les de a=erías de encendido, es decir, transistores, diodos y dem*s semi#conductores' Cunque es m*s pro1a1le encontrar un -B2 daEado y ante lo cual, lo prudente sería efectuar el reemplazo total del Sistema de -ontrol' Si el Sistema de -ontrol apro1ó la prue1a de encendido y, no o1stante, al instalar la unidad en el 4orno de microondas, se descu1re que éste an no enciende, comprué1ese los dispositi=os de protección que =an conectados en configuración serie con las líneas del suministro de -'C' 2na cla=i)a defectuosa, tampoco sería una causa impro1a1le en a=erías por encendido'
D%$ICI%NCIAS 'OR CA(%N+AMI%N+O 7a deficiencia por calentamiento en 4ornos de microondas, encuentra di=ersas causas; el Sistema de -ontrol, es responsa1le de una de ellas' -uando así ocurre, el síntoma es claro> 2na =ez que entró en operación el 4orno de microondas, se podr* constatar que, en apariencia, todo funciona 1ien' nciende la luz interior, gira el motor del plato y gira el =entilador de enfriamiento del Magnetrón' Cdem*s, el Sistema de -ontrol conta1iliza el tiempo en forma regresi=a y lo muestra en pantalla' Sin em1argo, al final del ciclo, sucede que no 4u1o calentamiento de alimentos' -uando 4ay déficit por calentamiento y sospec4as fundadas de que el Sistema de -ontrol es responsa1le, el deterioro se u1icar* en el rele=ador conocido en este y otros sistemas de microondas como 'O=%R R%(AJ
S%CNDARJ IN+%R(OCKH.
l rele=ador G'O=%R R%(AJ S%CNDARJ IN+%R(OCKH2 se encuentra localizado dentro del Sistema de -ontrol y sólo entrar* en funcionamiento si otro interruptor, el D((< SWS+WG SKJ se cerró con la de1ida anticipación' 2n minuto m*s, +nicio, Balomitas de maíz, Yueso fundido, Bapas, Vegetales frescos y Her=ir agua' Si se estudia con atención el diagrama del circuito en general, se =er* que el rele=ador B(J< <7CN S-2WDC Suministra una de las fases de la tensión de la red eléctrica 4acia el de=anado primario del ?ransformador de alto =olta)e, componente que, asociado al Magnetrón, capacitor y diodo rectificador de alta tensión, 4ace posi1le la operación del calentamiento o puesta en marc4a del sistema de microondas'
n ciertas ocasiones, el deterioro en el rele=ador G'O=%R R%(AJ S%CNDARJ IN+%R(OCKH se e=idencia claramente en el derretimiento de la 1ase de pl*stico que su)eta a sus contactos eléctricos' l acontecimiento encuentra )ustificación en 4ornos de microondas su)etos a un régimen d e tra1a)o pesado o 1ien, en aparatos que 4an funcionado durante muc4os aEos' De ser el caso, el remedio acertado es el reemplazo directo del rele=ador por otro de idénticas características para así, dar cumplimiento a las especificaciones de seguridad seEaladas por el fa1ricante' 7a prue1a de funcionamiento del rele=ador G'O=%R R%(AJ S%CNDARJ IN+%R(OCKH2 es muy sencilla' Ser* suficiente con programar en el teclado un minuto de operación, enseguida oprimir la función de +nicio' l caso es corro1orar dos e=entos' l primero de ellos, consiste en escuc4ar su entrada de operación el rele=ador producir* un clicR% y el segundo, reside en colocar las puntas de prue1a de un ó4metro entre los contactos del citado elemento para =erificar si éstos cierran a 0 o4mios'
7a prue1a descrita, tam1ién es e)ecuta1le con el panel del Sistema de -ontrol instalado en el microondas, aunque 1a)o tales condiciones, primero es necesario retirar el conector 4em1ra de los contactos del propio rele=ador y poner a4í las puntas de prue1a del ó4metro; enseguida, cerrar la puerta, confirmar que cierre el interruptor GDOOR S%NSIN) S<=H accionado por el ganc4o inferior de la puerta y, por ltimo, darle arranque al sistema' n cuanto al circuito electrónico encargado de poner en marc4a el rele=ador G'O=%R R%(AJ S%CNDARJ IN+%R(OCK, se puede afirmar que son raras las ocasiones en que éste suele fallar a no ser que se trate de algn falso contacto en los puntos de soldadura del propio circuito impreso '
M%DIDAS D% S%)RIDAD
s oportuno =ol=er a ocuparnos del puente colocado en el conector 4em1ra CN93 localizado en el circuito impreso del Sistema de -ontrol' n términos reales, el puente 4ec4o sustituye la función de seguridad que el interruptor GDOOR S%NSIN) S<=H efecta al momento en que la puerta del microondas se cierra' De la anterior o1ser=ación, se desprende que el fa1ricante condiciona el funcionamiento del 4orno de microondas a un precepto de seguridad =ital> S+% AMS D%8% O'%RAR CON (A '%R+A A8I%R+A. n tal sentido, es comprensi1le que, si las prue1as de funcionamiento en el Sistema de -ontrol ya finalizaron, a4ora es necesario Y2+?C< 7 B2W? entre los pines del -onector CN93 y así de=ol=er una de las tres condiciones fundamentales de seguridad que, en su con)unto, e=itan la e6posición accidental a la radiación por microondas' n los artículos de pró6ima pu1licación, se e6plicar*, entre toda la gama de temas, en qué consisten las condiciones de seguridad que faltan, las fallas que producen al momento en que éstas de)an de operar y su pronta solución'
CIRCI+OS D% S%)RIDAD J 'RO+%CCI,N %N "ORNOS D% MICROONDAS. Bara protección del usuario, del técnico de ser=icio y del 4orno mismo, todos los 4ornos de microondas est*n pro=istos de dispositi=os de protección y seguridad' AD%R+%NCIA: l 4orno de microondas est* considerado como el aparato m*s mortífero de todos los que e6isten en el 4ogar' Bor tanto, el usuario comn y corriente de1er* de a1stenerse en practicar cualquier recomendación de ser=icio aquí descrita' n el desarrollo del tema, nue=amente 4aremos referencia al 4orno de microondas modelo M=E69=A fa1ricado por Samsung' l 4orno de microondas M=E69=A fa1ricado por Samsung, lle=a instalado un 1astidor de pl*stico en su lado lateral derec4o interno el cual contiene 3 interruptores de seguridad' Cl cerrar la puerta, los ganc4os retr*ctiles de la misma em1onan en los orificios del 1astidor de pl*stico acti=ando los interruptores de seguridad descritos por el fa1ricante como G'RIMARJ S<=H2 GMONI+OR S<= J GDOOR S%NSIN) S<=H. Cl a1rir la puerta, los ganc4os retr*ctiles salen del 1astidor de pl*stico por lo que las condiciones de accionamiento cam1iar*n el estado de cada uno de los interruptores de seguridad' 7a primera de las siguientes im*genes, ilustra la u1icación interna del 1astidor de pl*stico en el 4orno de microondas modelo MJ:0JC de Samsung, así como la localización de cada uno de los interruptores de seguridad montados en él' 7a segunda imagen, descri1e la condición eléctrica circuito cerrado ó a1ierto% de cada uno de los interruptores de seguridad segn la posición de la puerta'
(OCA(ILACI,N D% (OS IN+%RR'+OR%S D% S%)RIDAD %N %( "ORNO D% MICROONDAS SAMSN) MOD%(O M=E69=A.
MON+A% D% (OS IN+%RR'+OR%S D% S%)RIDAD %N N 8A+IDOR D% '(S+ICO. l funcionamiento del con)unto de interruptores de seguridad descansa en un precepto de =ital importancia el cual garantiza que %( "ORNO D% MICROONDAS AMS O'%R% CON (A '%R+A A8I%R+A. De este modo, el usuario queda a sal=o de una e6posición peligrosa por radiación de microondas' 7a medida anterior permite al fa1ricante dar cumplimiento a la Worma ederal de Seguridad so1re
IN+%RR'+OR%S D% S%)RIDAD l principio de funcionamiento del con)unto de interruptores de seguridad es de comprensión simple' Bara e6ponerlo, 4aremos referencia al diagrama eléctrico del 4orno de microondas modelo M=E69=A fa1ricado por Samsung' Bara e=itar confusión, es importante 4acer notar que la posición que muestra cada interruptor es con la puerta a1ierta> 7os interruptores P'RIMARJ S<=P J PDOOR S%NSIN) S<=P %S+N A8I%R+OS2 MI%N+RAS
% %( IN+%RR'+OR PMONI+OR S<=P '%RMAN%C% C%RRADO.
IN+%RR'+OR%S D% S%)RIDAD2 8ICACI,N %N %( DIA)RAMA %(C+RICO. Cl cerrar la puerta, los tres interruptores cam1ian de estado' 7os interruptores Brimary SKJ y Door Sensign SKJ se cierran y el interruptor Monitor SKJ queda a1ierto' De este modo, la puerta cerrada crea una especie de condición de des1loqueo la cual permite al usuario poner en marc4a el sistema en general' Veamos por pasos, lo que significa tal condición>
0. (a abertura oportuna del interruptor PMonitor S<=P2 evitará la uemadura del 7usible de línea de 0 amperes 5usto en el momento de e5ecutar un ciclo de operación en t!rminos llanos2 esto ocurre cuando se cierra el interruptor P'O=%R R%(AJ S%CNDARJ IN+%R(OCKP;. 3. %l cierre del interruptor P'RIMARJ S<=P producirá la alimentación de una de las 7ases de C.A. 1acia un eQtremo del devanado primario del +rans7ormador de Alto volta5e er inciso PAP en color verde;. %sta 7ase2 lle#ará tambi!n a un eQtremo de alimentación de los motores del #iro del plato B sistema de ventilación $M B DM; los cuales están conectados en con7i#uración paralelo. 4. %l cierre del interruptor PDOOR S%NSIN) S<=P 1abilitará al Sistema de Control para ue !ste a su ve@2 libere las 7unciones en el teclado ue suponen una operación de arranue directo. %ste ltimo acontecimiento dará paso a ue el interruptor G'O=%R R%(AJ S%CNDARJ IN+%R(OCKH instalado en el propio Sistema de Control se accione mediante la e5ecución de pro#ramas 1ec1os desde el teclado2 cerrando la 7ase de C.A ue 7alta er inciso 8 en color a@ul;. -umplidas en su totalidad las condiciones descritas, es así como el circuito primario del transformador de alto =olta)e quedar* alimentado con la tensión de la red y, por tanto, el 4orno de microondas entrar* en operación'
IN+%RR'+OR%S D% S%)RIDAD2 D%SCRI'CI,N D% A%R/AS n el e)ercicio de la pr*ctica, se podr* corro1orar la =ulnera1ilidad en todos y cada uno de los interruptores de seguridad' De acuerdo con el síntoma que demuestre el 4orno de microondas, se sa1r* cu*l de ellos podría ser responsa1le' 7as a=erías, =an desde un pro1lema de calentamiento o la falta de operación en el teclado, 4asta la quemadura =iolenta del fusi1le de línea' C continuación, la descripción de cada caso'
0. IN+%RR'+OR GMONI+OR S<=H. 7a causa de deterioro m*s e=idente en este interruptor, ocurre cuando por m*s de una ocasión se 4a reemplazado el fusi1le de línea de "/ amperes descu1riendo que éste se quema una y otra =ez con tan sólo seleccionar un periodo de operación y enseguida, oprimir la tecla de +nicio en el Sistema de -ontrol' ste e=ento encuentra )ustificación si el interruptor descrito se 4a quedado pegado, es decir, cuando sus contactos no tienen la capacidad de a1rirse' Si se re=isa con detalle el circuito eléctrico, se notar* que, ante tales condiciones, desde el momento en que el 4orno entra en operación, el interruptor a=eriado coloca al circuito alimentador de -'C, en corto total, razón por la cual, se quema el fusi1le de línea' n otros sistemas muy parecidos, la quemadura del fusi1le ocurre al momento de a1rir la puerta del 4orno de microondas y el causante, es el mismo interruptor, suceso que ya depende de la configuración de elementos en el diagrama eléctrico y que podr* diferir entre un modelo y otro' Wo o1stante, sin que importe el modelo o la marca del fa1ricante, se notar* que, en todo 4orno de microondas, la línea de a1asto de -'C' llega casi en directo a cada una de las terminales del interruptor Monitor SKJ, a no ser por el fusi1le de línea de "/ amperes y el termostato, los dos dispositi=os de seguridad instalados en configuración serie con cada una de las fases de dic4o a1asto' 7a configuración tan particular, o1edece a un principio de seguridad muy ingenioso y que se ad=ierte con un simple an*lisis del diagrama eléctrico' (tras =eces, el dispositi=o podr* mostrar insuficiencia en cuanto al cierre de sus contactos' n tal condición, el sistema en general podr* tra1a)ar 1a)o cierta normalidad, aunque éste quedar* desposeído de un dispositi=o de seguridad fundamental' Bara los dos casos, el reemplazo es urgente'
3. IN+%RR'+OR G'RIMARJ S<=H: C diferencia del caso anterior, la falla m*s comn encontrada en el interruptor B<+MC Cl programar cualquier ciclo de cocción, se =er* que el Sistema de -ontrol funciona correcto, la luz interior enciende' Sin em1argo, no e6iste giro del plato ni acti=idad en el motor del =entilador, muc4o menos entra en marc4a el Sistema de Clto Volta)e y, por tanto, no 4ay calentamiento de alimentos' ?ampoco son raras las ocasiones en que podr* encontrarse a un interruptor Brimary SKJ pegado, e=ento que desconcierta al técnico de ser=icio, so1re todo en aquél que carece de e6periencia en reparación de 4ornos de microondas' l síntoma consiste en que, en apariencia, el 4orno de microondas opera en autom*tico con tan sólo conectar su cla=i)a a la red eléctrica' Cl descu1rir lo anterior, el técnico aterrado, nota que la luz interior enciende, que el plato gira y que, adem*s, el motor del =entilador funciona; todo lo anterior acontece sin importar si la puerta permanece a1ierta o cerrada' Sin em1argo, no 4ay porqué temer> @a)o estas condiciones, no es posi1le la puesta en marc4a del Sistema de Clto Volta)e y, por lo tanto, tampoco 4ay posi1ilidad a la e6posición por radiación de microondas> el resto de los interruptores de seguridad, se encargar* de que nada de esto ocurra' n este caso, mientras la puerta del microondas permanezca a1ierta, la falta de accionamiento del interruptor Door Sensing SKJ, in4a1ilitar* cualquier funcionamiento posi1le en el Sistema de -ontrol y que éste ponga en marc4a al rele=ador Bo9er
4. IN+%RR'+OR GDOOR S%NSIN) S<=H:
?al como su nom1re lo sugiere, este interruptor es el encargado de notificar al Sistema de -ontrol si la puerta del 4orno de microondas se encuentra a1ierta o cerrada' 7a medida garantiza que tales opciones sólo sean e)ecuta1les si la puerta del 4orno de microondas se encuentra cerrada' Bor lo tanto, la falta de accionamiento en este interruptor, dar* como resultado un síntoma claro de definir desde el momento en que nos encontremos con un 4orno de microondas cuyo teclado de funciones, en apariencia, no o1edece al oprimir la función de +nicio y cualquier otra que suponga una operación de arranque directo, por e)emplo, 2n minuto m*s' s importante aEadir que tal a=ería puede producir algn desconcierto si es que la mem1rana del teclado tam1ién se encuentra fallando' n el artículo l Sistema de -ontrol en 4ornos de microondas, 4ay un apartado que descri1e el procedimiento para resarcir los pro1lemas conducti=os =istos en cualquier mem1rana si es que se sospec4a de ésta ltima y so1re todo, cuando se 4a compro1ado que el interruptor Door Sensing SKJ, se encuentra en 1uen estado' C4ora, OYué sucede si el interruptor D((< SWS+WG SKJ se queda pegadoP Wada en especial que suponga un riesgo' n tales condiciones, se =er* que sólo en apariencia, el Sistema de -ontrol procesar* todas las funciones, incluyendo aquéllas que suponen un arranque directo' ?al como en el caso anterior, tampoco 4ay que temer> 7os interruptores de seguridad restantes, e=itar*n la puesta en marc4a del sistema en general y en la medida en que la puerta del 4orno de microondas se encuentre a1ierta> C4í se encuentra el interruptor Brimary SKJ, que, ante dic4a apertura, se encarga de a1rir una fase eléctrica de la alimentación de -'C' 4acia el circuito primario del ?ransformador de Clto Volta)e' N si por casualidad estu=iese tam1ién pegado el interruptor Brimary SKJ, el resultado es que, al a1rir la puerta, el accionamiento del interruptor Monitor SKJ, se encargaría de poner el circuito de alimentación de -'C' en corto#circuito y entonces el sistema en general quedar* sin encendido ante la apertura del fusi1le de línea'
6. IN+%RR'+OR P'O=%R R%(AJ S%CNDARJ IN+%R(OCKP: ?al como se ad=ierte en el diagrama eléctrico, el interruptor Bo9er Cl a1rir la puerta, en autom*tico se a1rir* el interruptor B<+MC Si por terri1le coincidencia am1os interruptores B(J< <7CN S-2WDC Cl momento del arranque, se o1ser=ar* que enciende la luz interna, gira el motor del plato, gira el =entilador del sistema de enfriamiento y la pantalla del Sistema de -ontrol efecta con normalidad la cuenta regresi=a del tiempo' Sin em1argo, al término del ciclo, se compro1ar* que no 4u1o calentamiento' Wo lo 4u1o porque la falta de cierre de los contactos eléctricos del interruptor B(J< <7CN S-2WDC
IN+%RR'+OR P'RIMARJ S<=P: ste interruptor es normalmente a1ierto' Cl momento de colocar las puntas del ó4metro entre sus contactos eléctricos, la lectura de1er* de ser infinita>
Cl oprimir el ém1olo de color anaran)ado, la lectura cam1iar* y entonces, el instrumento mostrar* un =alor de 0 o4mios>
IN+%RR'+OR PMONI+OR S<=P: l interruptor Monitor SKJ, es normalmente cerrado' Cl momento de conectar las puntas del ó4metro entre sus contactos eléctricos, la lectura de1er* de ser de 0 (4ms>
Cl oprimir el ém1olo de color anaran)ado, el interruptor se a1rir* por lo que la lectura cam1iar* a un =alor infinito>
IN+%RR'+OR PDOOR S%NSIN) S<=P: l interruptor D((< SWS+WG SKJ, es normalmente a1ierto' Cl momento de colocar las puntas del ó4metro entre sus contactos eléctricos, la lectura de1er* de ser infinita>
Cl oprimir el ém1olo de color anaran)ado, el interruptor se a1rir* por lo que la lectura cam1iar* a un =alor infinito>
Cl momento en que se requiera el cam1io de cualquiera de los interruptores descritos, es de suma importancia adquirir elementos que cumplan con las especificaciones e6actas del fa1ricante las cuales, est*n e6presadas en el propio cuerpo de cada uno de ellos' l interruptor de seguridad que m*s e6ige de esto, es el B<+MC
DIS'OSI+IOS D% 'RO+%CCI,N l fusi1le de línea y el termostato, son los dispositi=os de protección m*s comunes en 4ornos de microondas de fa1ricación reciente' stos dispositi=os =igilan las di=ersas características de funcionamiento' 7as *reas =igiladas son temperatura, =olta)e y corriente' Si se presenta alguna anormalidad en cualquiera de esas *reas, se a1re el dispositi=o de protección para e=itar daEos al componente que 4a de proteger' 7a siguiente imagen, muestra la localización de am1os dispositi=os instalados en el 4orno de microondas modelo JM:0JC fa1ricado por Samsung>
"ORNO D% MICROONDAS SAMSN) MOD%(O M=E69=A. DIS'OSI+IOS D% 'RO+%CCI,N. 0. %( +%RMOS+A+O: ste dispositi=o es el encargado de =igilar la temperatura de funcionamiento del magnetrón' n algunos modelos, se =er* que el termostato est* instalado so1re la ca)a del magnetrón, aunque en otros, se compro1ar* que dic4a instalación se encuentra en sus cercanías, tal como acontece en el modelo MJ:0JC de Samsung' 7a temperatura a la cual a1re un termostato, con frecuencia est* indicada en su ca)a y muc4as =eces est* precedida por una 7' Bor e)emplo, 7&.0 indica una temperatura de corte de &.0Z "&QZ-%' ?ípicamente, los termostatos del magnetrón tienen una temperatura de corte de &0:Z $:Z-% a 300Z "$Z-%, segn sea la apro6imación física a la ca)a del magnetrón' Dependiendo de la configuración encontrada en el circuito eléctrico propio de cada 4orno de microondas, al momento de a1rirse, el termostato podr* originar una amplia gama de síntomas que =an desde nada de calor, sin programación ó sin encendido' n el caso del 4orno de microondas modelo MJ:0JC, la a1ertura del termostato, afecta el encendido del sistema porque tal como se o1ser=a en la fotografía superior, el dispositi=o est* conectado en configuración serie con una de las fases de ingreso de -'C'
C propósito del tema, es comn que el técnico de ser=icio se refiera al ?ermostato como un fusi1le térmico y qu iz* la causa o1edezca a que la técnica de compro1ación es idéntica a la que se e)ecuta con un fusi1le de línea' 2n termostato en 1uenas condiciones, marcar* una resistencia de 0 (4mios y a una determinada temperatura se desconectar* para protección del 4orno de microondas y del usuario para pre=enir accidentes' 2na lectura en infinito, demostrar* que el termostato se encuentra a1ierto y que, por lo tanto, de1e cam1iarse'
3. %( $SI8(% D% (/N%A l fusi1le de línea protege el ca1leado o instalación eléctrica domiciliaria y tam1ién forma parte del sistema de monitoreo de seguridad, este fusi1le est* comprendido en los =alores de "/ amperios y &0 amperios, est* protegido por un material de cer*mica de las ondas de microondas' 7a capacidad de corriente del fusi1le de línea, =aría segn la marca y el modelo del microondas' 7os 4ay de "0 amperes para unidades pequeEas de 00 a /00 Jatts 4asta 30 amperes empleadas en las unidades grandes de "00 a &000 Jatts' Bero el m*s comn, es de "/ amperes' 7a ruptura del fusi1le de línea suele ser =iolenta si inter=iene el interruptor Monitor SKJ o de1ido a una falla de la secuencia del mecanismo de la puerta' s por esta razón que se emplean fusi1les especiales, encerrados en cer*mica, 1aquelita o en=ueltos en fi1ra para a1sor1er la e6plosión sin desintegrar el fusi1le' ?al como lo ilustra la imagen superior, la prue1a de continuidad en termostatos, es la misma que se aplica para conocer el estado de cualquier fusi1le' n am1os casos, sea un fusi1le o un termostato a1ierto, es seguro que el 4orno de microondas )am*s encender*'
%( SIS+%MA D% A(+O O(+A% %N "ORNOS D% MICROONDAS. 7a finalidad del Sistema de Clto Volta)e es la generación de energía de microondas' l proceso consiste en transformar el =olta)e de corriente alterna C-% de línea a alto =olta)e, el resultado o1tenido, se utiliza para crear
una tensión de corriente directa D-% an mayor' inalmente, el sistema con=ierte la corriente directa D-% en energía de microondas' 2n porcenta)e importante de a=erías en 4ornos de microondas, tiene lugar en el SIS+%MA D% A(+O O(+A% ' 7as fallas comunes determinan la ausencia de calentamiento, la generación de ruidos e6traEos al interior del 4orno, importantes arqueamientos de alta tensión en el Guía de (ndas o la quemadura del fusi1le de línea de "/ amperes, entre algunas otras causas' 2n sistema representati=o de Clto Volta)e encontrado en cualquier 4orno de microondas de fa1ricación reciente, est* conformado por cuatro elementos 1*sicos que son los siguientes>
•
%l +rans7ormador de Alto olta5e. %l Capacitor de Alto olta5e. %l diodo recti7icador. %l Ma#netrón'
7a siguiente imagen seEala los cuatro dispositi=os que conforman el Sistema de Clto Volta)e>
Dispositivos que integran el Sistema de Alto Voltaje en hornos de microondas.
l 4orno de microondas est* considerado como el aparato m*s mortífero de todos los que e6isten en el 4ogar' Bor tanto, el usuario comn y corriente de1er* de a1stenerse en intentar cualquier recomendación de ser=icio aquí descrita'
D%SCRI'CI,N D% $NCIONAMI%N+O
l principio de funcionamiento del SIS+%MA D% A(+O O(+A% en 4ornos de microondas consiste en un simple circuito do1lador de tensión de media onda que alimenta a un tu1o electrónico tipo diodo el cual es empleado para producir la energía de microondas a una frecuencia de &,/0 MHz ' Bor lo comn, el ?ransformador de Clto Volta)e
de un 4orno de microondas, ele=a el =olta)e de "&0 VC- en el em1o1inado primario de entrada a unos &000 a 000 =oltios de salida del em1o1inado del secundario' n =ista de que el =olta)e de corriente alterna C-% =aría continuamente, el =alor que indica el =oltímetro sólo es el =alor eficaz de este =olta)e' l =alor m*6imo que alcanza la onda sinusoidal de -'C' es "'" =eces el =alor efecti=o' Bor lo tanto, el =olta)e m*6imo alcanzado en los de=anados del ?ransformador de Clto Volta)e sería como sigue>
Devanado 'rimario: olta5e máQimo 0.606 T 039 AC 0?F.? AC Devanado Secundario: olta5e máQimo 0.606 T 3 999 AC 3 E3E AC Bara e6poner el funcionamiento del circuito eléctrico de un Sistema de Clto Volta)e en 4ornos de microondas, tomaremos como e)emplo el que tiene el modelo MJ:0JC fa1ricado por Samsung'
0. Durante el primer medio ciclo positivo de la onda sinusoidal de C.A.2 la corriente de electrones 7luBe en la dirección ue indica la 7lec1a en color ro5o car#ando el Capacitor de Alto olta5e a trav!s del diodo recti7icador. Durante el tiempo de car#a del capacitor2 no 1aB volta5e al ma#netrón porue la corriente toma el camino de menor resistencia.
Sistema de Alto Voltaje, primer medio ciclo positivo, carga del capacitor de H.V. 2.
Cuando el volta5e del trans7ormador comien@a a disminuir con respecto a su valor máQimo positivo2 el capacitor intentará descar#arse al re#resar por el diodo. Sin embar#o2 el diodo no conduce en dirección opuesta2 bloueando por lo tanto el camino de descar#a.
4. %l volta5e en el devanado secundario del trans7ormador pasa al medio ciclo ne#ativo 1asta alcan@ar su punto máQimo2 momento en ue el citado devanado B el capacitor car#ado son a1ora dos 7uentes de volta5e en con7i#uración serie. (os 32E3E volts presentes en los eQtremos del devanado del trans7ormador2 se suman a los 32E3E volts almacenados en el capacitor B esa suma2 U2?? volts2 se
aplica al cátodo del ma#netrón como una corriente continua pulsante (as 7lec1as en color anaran5ado2 indican la dirección del 7lu5o de electrones;.
Sistema de Alto voltaje, segundo medio ciclo negativo, polarización del cátodo con -5,656 volts.
sto ltimo nos indica que el circuito do1lador genera salida sólo durante el medio ciclo negati=o del =olta)e secundario del transformador' sto significa tam1ién que el magnetrón en realidad se conmuta a una =elocidad de /0 o .0 =eces por segundo, segn la frecuencia del =olta)e de línea' Bor tanto, el =olta)e de alimentación 4acia el c*todo del tu1o, es siempre negati=o' l filamento del magnetrón funciona como c*todo en el tu1o' Cl quedar polarizado, el tu1o crea un campo magnético entre el *nodo y el c*todo' 7a antena es una proyección o círculo conectado con el *nodo, se e6tiende dentro de una de las ca=idades sintonizadas internas y, adem*s, se acopla a la guía de onda 4acia la que transmite la energía de microondas'
M%DIDAS D% S%)RIDAD
n pre=ención de accidentes que pueden resultar de gra=edad, es sumamente importante descargar %( CA'ACI+OR D% A(+O O(+A% antes de intentar cualquier tipo de re=isión en el sistema de alto =olta)e en 4ornos de microondas' Bara descargar el -apacitor de Clto Volta)e, es necesario consumir la energia que esta almacenada en el mismo capacitor de alto =olta)e esto se soluciona poniéndole una carga, que esta puede ser poniendo en cada una de sus terminales conectado en paralelo un foco de "00 Jattios u otro tipo de carga, que nos sir=a para consumir dic4a energía' Wo 4aga un corto#circuito entre sus dos terminales pues es un riesgo para su salud y puede daEar al capacitor, le estar* cortando su tiempo de =ida til' C menos que los capacitores de alto =olta)e tengan =ía de descarga, retienen una carga aprecia1le aun después de apagar y desconectar la unidad' Bor ese moti=o, muc4os fa1ricantes agregan una resistencia de sangría al interior del dispositi=o cuya finalidad es proteger al personal de ser=icio logrando que cualquier carga eléctrica que permanezca en la unidad después de apagada, se disipe por sangría en un lapso de &0 a
30 segundos' Yueda a criterio del técnico si se confía o no de la resistencia de sangría la cual, es suscepti1le de a1rirse creando así un enorme riesgo'
&C,MO SA8%R CON C%R+%LA SI %( SIS+%MA D% A(+O O(+A% %S+ $A((ANDO* n el campo de la pr*ctica, e6isten ciertas a=erías que parecen confundir al técnico de ser=icio con poca e6periencia en la reparación de 4ornos de microondas' Bara demostrarlo, 1asta citar un e)emplo de ser=icio frecuente y es cuando la unidad no calienta' n los folletos anteriores entregados por su instructor del curso de reparación de 4ornos de microondas, P%( SIS+%MA D% CON+RO(P J PCIRCI+OS D% S%)RIDAD J 'RO+%CCI,N %N "ORNOS D% MICROONDASP, se 4a 4ec4o mención de los circuitos eléctricos y en particular a sus propios dispositi=os que, de cara a alguna a=ería, interrumpen o anulan el proceso de calentamiento' Sin em1argo, en el Sistema de Clto Volta)e se u1ica tam1ién un gran porcenta)e de casos de ser=icio por falta de calentamiento' 7o anterior, puede crear un enigma no tan f*cil de despe)ar' Sin em1argo, e6iste un procedimiento de compro1ación simple cuyo resultado indicar* sin titu1eos, cu*l sistema o circuito ser* su)eto de re=isión si es que el 4orno de microondas no calienta' Veamos>
0. +al como se describe en la sección GMedidas de se#uridadH2 se e7ecta la descar#a del capacitor. %n prevención de accidentes ue pueden resultar de #ravedad2 es sumamente importante descar#ar %( CA'ACI+OR D% A(+O O(+A% antes de intentar cualuier tipo de revisión en el sistema de alto volta5e en 1ornos de microondas. 3. Se locali@an las terminales del devanado primario del +rans7ormador de Alto olta5e B se coloca a1í un voltímetro de C.A. %nse#uida2 se cierra la puerta de la unidad B se selecciona la opción de Gun minuto másH. %l 1orno2 entrará en operación.
4. Si el instrumento de medición re#istra la presencia del suministro de C.A. de 039 volts en el devanado primario del +rans7ormador de Alto olta5e2 eQistirá evidencia de ue tanto el Sistema de Control como los Circuitos Se#uridad B 'rotección2 traba5an apropiadamente. De este modo2 no 1aB la menor duda de ue el problema por 7alta de calentamiento2 se sita en el Sistema de Alto olta5e.
6. Si el instrumento de medición no re#istra la presencia del suministro de C.A. de 039 volts descrito2 1abrá plena certe@a de ue la avería por 7alta de calentamiento se ubicará entre el Sistema de Control B los Circuitos de Se#uridad B 'rotección. (as dos 7oto#ra7ías ue aparecen en el lado superior i@uierdo2 demuestran 7ísicamente B tambi!n en el dia#rama el!ctrico2 los puntos eQactos en ue se colocarán las puntas de prueba. n opinión de algunos técnicos de ser=icio que no est*n 4a1ituados en manipular o estar muy cerca del Sistema de Clto Volta)e en 4ornos de microondas cuando éstos entran en operación, el procedimiento de compro1ación antes descrito, podría parecer poco seguro' De ser el caso, la t*ctica de =alidación puede sufrir alguna =ariante> n lugar de colocar las puntas del =oltímetro directamente en las terminales del de=anado primario del ?ransformador de Clto Volta)e, se opta por retirar el par de conectores insertados en las mismas y entonces, en el interior de cada uno de ellos, se coloca una y otra punta de prue1a del =oltímetro' 7a alternati=a 4ace que el procedimiento de compro1ación se e)ecute con mayor seguridad porque en todo momento, el pro1a1le suministro de -'C' rum1o al Sistema de Clto Volta)e, queda interrumpido por completo'
!todo seguro de medición de ".A. #acia el devanado primario.
'R%8A D% DIS'OSI+IOS %( +RANS$ORMADOR D% A(+O O(+A% n realidad, son muy pocos los casos de ser=icio en donde se localiza un ?ransformador de Clto Volta)e daEado por corto circuito en cualquiera de sus de=anados' Sin em1argo, a simple =ista, resulta comn encontrar rastros de deterioros por el aspecto físico que demuestran los propios arrollamientos del dispositi=o, esto en cuanto a la te6tura del 1arniz aplicado en las espiras que pasaría de un color ro)izo a una tonalidad amarillenta' 7os cartones aislantes, tam1ién re=elar*n algn menosca1o de1ido a un so1recalentamiento' n todo 4orno de microondas, son cuatro los dispositi=os que, al fallar, queman al instante el fusi1le de línea de "/ amperes' Se trata del +nterruptor de seguridad M(W+?(< SKJ, el -apacitor de Clto Volta)e, el diodo rectificador y el ?ransformador de Clto Volta)e' 7as sospec4as en cuanto al deterioro en el ?ransformador de Clto Volta)e por corto#circuito, aumentar*n en la medida en que se comprue1e que los otros tres dispositi=os, funcionan adecuadamente y que, en realidad, son muc4o m*s f*ciles de =erificar' Cunque no se trate de una razón concluyente, en la sección Clignment [ Cd)ustment del manual de ser=icio del 4orno de microondas Samsung modelo MJ:0JC, el fa1ricante cita los =alores de impedancia en la compro1ación del ?ransformador de Clto Volta)e tipo SHV#2:&0C>
Devanado 'rimario: Devanado Secundario: $ilamento:
9.64 O1mios 09E.9 O1mios 9.99 O1mios
>
Durante el ser=icio, si 1ien es raro encontrar un ?ransformador de Clto Volta)e daEado por corto circuito, resulta impro1a1le 4allar un dispositi=o con algn de=anado a1ierto; por lo menos en los talleres de ser=icio del e6isten 4erramientas apropiadas para 4acerlo' Sin em1argo, en opinión del autor y desde la perspecti=a del campo de la pr*ctica, la medición del alto =olta)e resulta una la1or prescindi1le si se toma en consideración que los pro1lemas de los 4ornos de microondas se diagnostican tan 1ien, si no es que me)or y ciertamente con mayor seguridad, sin medir el alto =olta)e' n cuanto a la misma tem*tica, es cierto que un auténtico profesional del ser=icio en 4ornos de microondas, posee en todo momento, un ?ransformador de Clto Volta)e de repuesto, listo para sustituir cualquier elemento sospec4oso, opción muy apropiada y, por tanto, carente de todo riesgo'
%( DIODO R%C+I$ICADOR D% A(+O O(+A% l 4orno de microondas modelo MJ:0JC fa1ricado por Samsung, emplea en su Sistema de Clto Volta)e, un DIODO R%C+I$ICADOR +I'O "RU0T 4 ' n distintas unidades fa1ricadas o no por la firma -oreana, se =er* que todas ellas utilizan en su Sistema de Clto Volta)e, un diodo rectificador de características físicas y técnicas muy similares a las que ostenta el rectificador HV<#"U 3'
n antaEo, esta clase de diodo se pro1a1a mediante el uso de un ó4metro analógico seleccionado en la escala de < U "0 000 por e)emplo, con el multímetro Simpson modelo &.0%' n polarización directa y dependiendo de la marca y modelo del dispositi=o, la lectura que indica1a el instrumento i1a de /0 000 a &00 000 o4mios' n polarización in=ersa, dic4a lectura era infinita' C diferencia del multímetro analógico, O-u*l es la razón de que uno del tipo digital moderno sea incapaz de medir diodos rectificadores de alto =olta)e como los utilizados en 4ornos de microondasP ntre uno y otro instrumento, e6isten diferencias importantes' Bor e)emplo, el instrumento analógico emplea para su an*lisis de resistencias, =olta)es mayores a los que utiliza un equipo digital' Bara el c*lculo de resistencias, el principio de funcionamiento del multímetro analógico est* 1asado en el famoso '%N+% D% ="%A+S+ON%' De su parte, el multímetro digital, calcula los mismos =alores mediante procesos muc4o m*s comple)os y le)os de toda lógica que 4oy resulta rudimentaria'
De acuerdo con la información asentada en la 4o)a de datos del fa1ricante, el punto de ruptura Ma6 or9ard Volta)e Drop% del diodo rectificador de alto =olta)e tipo HV<#"U 3 es de ""'00 =olts' 7o anterior significa que, para conducir, el dispositi=o de1ería reci1ir en principio, una polarización directa de ""'00 =olts' -on la ayuda de un ca1le de línea se une el diodo en configuración serie a una l*mpara incandescente de "&0 V'-'C' nseguida, se conecta el circuito a la red eléctrica' n la fase de la red que llega directo a la l*mpara, se coloca la punta de prue1a negati=a de un =oltímetro de -'D' y la positi=a, entre la unión del diodo y la l*mpara'
$ámpara % diodo de H.V., circuito serie.
n condiciones normales de funcionamiento, la l*mpara incandescente encender* con apro6imadamente /0 =olts de -'D' s momento de apagarla e intercam1iar la posición del diodo rectificador' Se repite el procedimiento y se comprue1a si el resultado es el mismo, con la sal=edad de que a4ora el instrumento registrar* #/0 V'-'D' si es que el *nodo del diodo est* conectado al e6tremo de la l*mpara'
&rue'a del diodo de Alto Voltaje integrándolo en con(iguración serie con una lámpara incandescente.
Si las prue1as son positi=as, nos encontraremos con que el diodo rectificador de alto =olta)e, est* en perfectas condiciones' l diodo rectificador mostrar* un cortoUcircuito si el =olta)e de la l*mpara es de "&0 V-C' 7a falta de encendido en la l*mpara, denota un diodo rectificador a1ierto' 2n diodo rectificador de alto =olta)e defectuoso, podr* alterar el funcionamiento del 4orno de microondas de distintas maneras' Clgunos dispositi=os muestran deterioros físicos =isi1les tales como resque1ra)aduras, ampollas o quemaduras, condiciones que inducen un arqueamiento de alta tensión 4acia el c4asis, acompaEado de un olor intenso a quemado' (tros dispositi=os, entran en corto total pro=ocando la quemadura del fusi1le de línea de "/ amperes y unos m*s, los que se quedan a1iertos, ocasionan un ruido a)eno al que comnmente emite cualquier 4orno de microondas' n este ltimo caso, la intensidad del calentamiento es inapropiada o ine6istente'
%( CA'ACI+OR D% A(+O O(+A%
nseguida, se =erifica que ninguna de las placas dieléctricas se encuentre aterrizada con la parte e6terior met*lica del capacitor>
Si en el taller de ser=icio se cuenta con algn instrumento para calcular capacitancia, entonces se apro=ec4a para medir la propia del dispositi=o cuyo =alor típico es de alrededor de " microfaradio a & 000 =olts' 7a falla m*s recurrente en capacitores de alto =olta)e en 4ornos de microondas, es al momento en que éstos se ponen en corto# circuito' 2na a=ería de tal naturaleza, quemar* de inmediato el fusi1le de línea de "/ amperes y, por tanto, la unidad se apagar* por completo'
%( MA)N%+R,N 2n magnetrón es un dispositi=o que transforma la energía eléctrica en energía electromagnética en forma de microondas' ue desarrollado 4acia el final de los aEos 30 con el fin de alimentar al radar mediante una fuente radioeléctrica potente =arios cientos de =atios% y con una longitud de onda centimétrica, por lo tanto, unas frecuencias ele=adas para la época de 300 MHz a 3 GHz ondas decimétricas% y m*s all* de 3 GHz ondas centimétricas%' l magnetrón es el in=ento que precede y e6plica el 4orno microondas' 7a primera forma de tu1o magnetrón, fue el magnetrón de *nodo di=idido, fue in=entado por Cl1ert Hull en "$&0, pero no era capaz para las altas frecuencias y se utilizó poco' Dispositi=os similares se e6perimentaron con muc4os equipos a tra=és de los aEos "$&0 y "$30' l moderno tu1o magnetrón de ca=idad resonante fue in=entado por Ao4n
s un tipo de tu1o de =acío con un comportamiento muy particular' Si =emos su sección trans=ersal ésta consiste en un cilindro de co1re en cuyo manto, de generoso espesor, 4ay ca=idades semicilíndricas' OWo se entendió nadaP Me)or ponemos un esquema' Bor dentro de ese cilindro de co1re 4ay un espacio =acío realmente =acío, porque este es un tu1o de =acío% y en el centro un c*todo que al igual que en cualquier dispositi=o de este tipo es quien pro=eer* los electrones de1ido al fecto dison o emisión termoiónica'
atractiva que la foto de un horno en cualquiera de sus formas. El magnetrón es el invento que precede y explica el horno microondas y, en realidad, tiene muy poco de robot. Es un tipo de tubo de vacío con un comportamiento muy particular. Si vemos su sección transversal ésta consiste en un cilindro de cobre en cuyo manto, de generoso espesor, hay cavidades semicilíndricas. ¿o se entendió nada! "e#or ponemos un esquema. $or dentro de ese cilindro de cobre hay un espacio vacío %realmente vacío, porque este es un tubo de vacío& y en el
centro un c'todo que al igual que en cualquier dispositivo de este tipo es quien proveer' los electrones debido al Efecto Edison o emisión termoiónica.
Esta forma parece demasiado elaborada para e#ecutar la sencilla tarea que tubos de vacíos mucho m's simples, como el diodo, pueden conseguir. $ero la diferencia, querido lec tor, est' en los imanes que hay fuera del tubo de vacío. "ientras la diferencia de potencial entre c'todo y 'nodo genera un campo eléctrico, la pare#a de imanes le a(ade un campo magnético. )omo resultado los electrones no via#an en línea recta entre c'todo y 'nodo, sino que describen una trayectoria helicoidal.
*a espiral no me quedó muy decente, pero espero que se entienda. Sin los magnetos la trayectoria sería como al lado i+quierdo, mientras que con ellos el electrón via#a como en el dibu#o derecho. Este movimiento helicoidal genera un campo eléctrico variable, pero el dise(o no termina ahí.
*as cavidades semicilíndricas no est'n ahí para guardar l'pices, sino que se comportan como un circuito bobina condensador, generando una onda resonante que amplifica el campo generado por el electrón. -limentando el c'todo con corriente alterna se imprime una variación adicional al flu#o de electrones, y la superposición de todos los efectos ofrece como resultado una radioemisión de altísima frecuencia. -limentado con un ba#o volta#e el magnetrón solamente funciona como un diodo bastante torpe y se calienta considerablemente, pero a medida que se acerca a su volta#e de dise(o, entra en resonancia y empie+a la magia. En /01, cuando John
Randall y Harry Bootprobaron su magnetrón, consiguieron arrancarle una onda de 2.3 4h+, superando con mucho a la onda '() #ue uaban lo mejore radare de la "poca . Estos dos físicos ingleses eran el orgullo de la 5niversidad de )ambridge, y cuando empe+ó la segunda guerra mundial les di#eron6 7ecesitamos que tomen el proyecto del radar centimétrico7 %capa+ de detectar ob#etos de pocos centímetros&. 8andall y 9oot pasaron dos meses d'ndole vueltas a la idea y llegaron al dise(o que est' arriba. $ese a que ya existían los magnetrones %un tubo de vacío de transferencia radial y con magnetos& el gran aporte de los dos #óvenes fue incorporar las : cavidades resonantes, logrando una se(al 11 veces m's potente que cualquier invento de la época. 5na onda de 24h+ tiene una longitud de onda unos 1 cm, por lo que de pronto los ingleses se vieron armados de un radar capa+ de detectar ob#etos de pocos centímetros. -dicionalmente, el magnetrón podía funcionar a volta#es enormes %del orden de ; a 31.111 volt& y corrientes de : a 1 -mpere, obteniendo m's de 11 <= de potencia y ofreciendo mayor rango de detección que cualquier otro radar. >urante esos meses -lemania invadió exitosamente ?rancia, el aliado m's poderoso de @nglaterra, por lo que de pronto los brit'nicos se encontraron #ugando a la defensiva y protegiéndose contra los ataques de la *uftAaffe que bombardearon la mitad del país. Boy se sabe que, de no ser por el radar de microondas, inglaterra hubiese caído mucho antes de que Estados 5nidos decidiera intervenir. -l igual que muchos inventos, fue en gran parte la guerra lo que motivó el descubrimiento del radar y financió las investigaciones relacionadas... pero el magnetrón estaba le#os de encontrar su lugar definitivo.
Bot )hocolate Bot )hocolate es el grupo que toca 7Cou Sexy Dhing7, una de las me#ores canciones de la historia. $ero en este caso la historia del chocolate caliente corre por otra vertiente. Era /0. *a guerra había terminado y los contratistas que habían ganado los contratos de suministros de material bélico estaban forrados, por lo que tenían m's plata que las universidades e incluso los gobiernos en algunos casos.
En las instalaciones de 8aytheon )orporation en "assachusetts, estaban traba#ando en perfeccionar el magnetrón que 8andall y 9oot habían introducido en inglaterra en /01. El ingeniero
Percy
Spencerpasó toda la ma(ana probando un magnetrón propio y, cuando llegó la hora de almuer+o, sacó la barra de chocolate que tenía en su bolsillo. -l abrirla, notó que estaba completamente derretida... porque en ese tiempo el chocolate era de chocolate y no simple manteca con sabori+ante como hoy en día. o se sabe cu'nto demoró Spencer en asociar el magnetrón con el calentamiento del chocolate, pero sí que en los días que siguieron experimentó con otras comidas menos susceptibles a derretirse a temperatura ambiente. $or e#emplo logró hacer palomitas a partir de maí+ seco, y logró hacer explotar un huevo de#ando un peque(o desastre en el laboratorio. >icen que el experimento del huevo lo llevó a una segunda iteracción, mediante la cual encerró el magnetrón en un ca#ón met'lico para evitar salpicaduras. $arece que ese a(o Spencer andaba de suerte, porque el ca#ón met'lico le permitió apreciar que en esa configuración el alimento se calentaba m's r'pido, lo cual se explica porque las ondas no logran traspasar la pared del contenedor y permanecen rebotando dentro de él, gracias a lo cual el alimento recibe el efecto de numerosas microondas superpuestas. El fenómeno que explica el funcionamiento se llama Calenta!ento D!el"ctr!co y ocurre porque ciertos compuestos tienen una estructura dipolar6 el agua, la grasa y otros tienen un polo positivo y otro negativo, y cuando son expuestos a un campo electromagnético intentan alinearse con él. )uando el campo es constante no hay problema, las moléculas de agua figuran ordenaditas.
En el caso del horno microondas, el campo es variable. )ambia de dirección y sentido en cada momento y las moléculas del alimento se dan muchas vueltas intentando alinearse con algo que nunca se queda quieto. En estas vueltas se genera roce a nivel molecular, y ese roce produce calor. Si un alimento no tuviera ningFn componente dipolo entonces sería absolutamente inmune a las microondas y, por otro lado, mientras m's libres sean las moléculas mayor ser' su rotación y por tanto el calor generado. En este sentido el c'lculo involucrado es distinto a otros sistemas termodin'micos.
$or e#emplo, para elevar la temperatura de un gramo de agua de ;G) a ;G) se requiere gastar 1 )alorías. $ara elevar la temperatura de gramo de hielo a H;G) y convertirlo en agua a ;G) se requieren las mismas 1 )alorías m's otras :1 )alorías para hacerlo cambiar de fase. *a relación de calor es entonces / veces m's ante una fuente de calor normal. Si se repite el e#ercicio en el microondas el lector podr' apreciar que esta proporció aumenta, y para cua#ar la totalidad del hielo nos puede tomar 31 veces m's tiempo que para calentar el agua. ¿$or qué! Esto es porque el hielo tiene una estructura cristalina m's rígida que el agua, y las moléculas tienen menos libertad para rotar. Basta que ocurre el cambio de fase el hielo es mucho menos sensible a las microondas que el agua.
8adarange6 El "icroondas )omercial
-l final de ese a(o, 8aytheon presentó una patente para 7cocinar alimentos empleando microondas7. *o malo es que 7el producto7 que apareció al a(o siguiente, bauti+ado comoRadaran#e , era un armatoste met'lico de proporciones. Se trataba de un cuerpo oblongo de .:1 de altura, con aspecto de refrigerador industrial. $esaba m's de 201Ig e incorporaba un circuito de refrigeración líquida, un verdadero sistema de Aatercooling adosado. Era como el gabinete ?ull DoAer de los microondas y se vendía por varios miles de dólares %en una época en donde ;111 dólares eran como el sueldo de un a(o& . o faltaron los agoreros que pronosticaron el fracaso del invento. Sin embargo el tiempo pasó, el dise(o se perfeccionó. Se crearon magnetrones que no requerían refrigeración por agua sino que se mantenían con un disipador y un ventilador, se redu#o el tama(o, se hi+o m's liviano y, lo m's importante, m's barato. *o suficientemente barato como para que algunos restaurantes empe+aran a comprarlos. *a venta#a ofrecida por el proveedor era calentar los alimentos en una fracción del tiempo que tomaba hacerlo en una cocina comFn, por lo que era especialmente conveniente en locales de comida preparada.