Grazie alla mostruosa minaccia del misterioso Melter preparare la cena diventa un gioco da ragazzi

Non tutti i supereroi hanno poteri e capacità di gran lunga superiori a quelli dei comuni mortali. Alcuni, come per esempio Batman, per sconfiggere i cattivi non hanno altro che un bel gancio destro ed il coraggio di comparire in pubblico con la biancheria intima sopra ai vestiti. Batman naturalmente cerca di compensare tale mancanza con l’uso di un cervello analitico, un corpo perfettamente addestrato e producendo una favolosa gamma di armi contro la criminalità che conserva nella Bat-cintura.

Passando alla Marvel Comics, l’ingegnere in qualità di supereroe raggiunge il suo massimo splendore con l’invincibile Ironman.

Quando Tony Stark, genio dell’ingegneria elettronica e produttore di armi, indossa la sua armatura flessibile rosso-oro, acquista una forza pari a quella di cento uomini, è in grado di volare grazie a jet incorporati nelle suole degli stivali e di fare fuoco con “raggi propulsori” emessi dai guanti.

Oggi prendiamo, tuttavia, in considerazione uno tra i membri fondatori della “galleria di criminali” con superpoteri che tormentano Ironman in continuazione. Il cattivo in questione è uno dei primi a far tremare il cuore già danneggiato di Tony!

Per chi indossa un costume di ferro e gode di un solo superpotere grazie ad esso, il peggior incubo è incontrare un cattivo con un “raggio fondente” capace di sciogliere il ferro come il burro sul fuoco. Purtroppo per Ironman, Bruno Hogan possiede un’arma fondente di quel tipo e, nei panni del criminale Melter, non si fa scrupoli ad usarla. Quando Melter esordì nel 1963, si riteneva che il concetto di “raggio fondente” potesse essere realtà esclusiva dei fumetti.

Come vedremo di seguito, la scienza e l’ingegneria sono nel frattempo avanzate al punto da rendere di uso comune questi dispositivi.

Anche voi a casa, molto probabilmente ne avete uno ( che senz’altro chiamerete “forno a microonde”).

Per spiegare perchè i solidi si sciolgono quando raggiungono una temperatura molto elevata, bisogna prima capire un concetto basilare:

perchè gli atomi si aggregano e diventano solidi?

La risposta è racchiusa nei concetti di energia ed entropia. In determinate circostanze due atomi possono subire una diminuzione della loro energia totale quando sono tanto vicini da far “sovrapporre” le orbite dei propri elettroni. Quando ciò accade, tra i due atomi si forma un legame chimico. Quanto è vero per due atomi vale anche per duecento, e due trilioni di trilioni. Diminuendo la temperatura di un gas,cala il valore dell’energia cinetica media di ogni atomo e aumenta la probabilità che gli atomi, entrando in collisione, si condensino in una nuova fase della materia: un liquido. Aggiungendo al liquido energia termica, ovvero calore, il processo verrà invertito, perchè il fluido bollirà e tornerà alla fase di vapore. Analogamente, abbassandone la temperatura, si raggiungerà un punto in cui gli atomi non saranno in grado di scorrere liberamente perchè imprigionati in una rete rigida e solida.

Dunque, per avviare il processo di fusione, è necessario aggiungere energia al solido. Per farlo si può ricorrere al più lento metodo convenzionale, ovvero  mettendo il solido in un forno, o quello più rapido, come fa Bruno Hagan con il suo raggio fondente. In un forno tradizionale gli elementi di riscaldamento provocano l’aumento della temperatura media all’interno dell’elettrodomestico. Un solido, per esempio un bell’arrosto, raggiunge la temperatura del forno quando le molecole d’aria entrano in collisione con le pareti del forno stesso, raccolgono energia cinetica extra e tornano verso la carne: colpendo la superficie del solido, le molecole vi trasferiscono la propria energia. Nel caso di un forno a conduzione è necessario aspettare che le molecole d’aria si dirigano in ordine casuale dalle pareti del  forno verso l’arrosto, più freddo , mentre in un forno a convezione una ventola genera delle “cellule di circolazione” da caldo a freddo e viceversa. In tutti i casi, si riscalda prima la superficie dell’arrosto e si deve aspettare, a volte alcune ore, prima che il cuore della carne raggiunga una temperatura più alta. Aumentando la temperatura interna della carne, gli atomi vibrano con una forza sempre maggiore rispetto alla propria posizione di equilibrio. Raggiunta una determinata temperatura, la vibrazione delle fibre di connessione e dei depositi di grasso è tanto forte da provocare una transizione di fase e scioglierle. Poichè erano proprio queste fibre i tessuti rigidi e filamentosi che tenevano legate le cellule muscolari dell’arrosto,la loro fusione rende la carne più tenera e facile da mangiare.

Se avete fretta, potete ricorrere ad un’altra tecnica, in base alla quale ogni atomo presente nel solido deve essere catturato contemporaneamente e fatto vibrare molto velocemente, sfruttando l’attrito interno per cucinare simultaneamente tutte le parti dell’arrosto.E’ grazie a questo principio che funzionano i forni a microonde e la pistola mortale di Melter.

I forni a microonde

La possibilità di cuocere i cibi con le microonde fu scoperta per caso negli Stati Uniti d’America da Percy Spencer, dipendente della Raytheon, mentre realizzava magnetron per apparati radar. Un giorno, mentre lavorava su un radar acceso, si accorse che una tavoletta di cioccolato che aveva in tasca si era sciolta.

Detentore di 120 brevetti, Spencer intuì immediatamente cosa fosse accaduto. Il primo cibo che provò intenzionalmente a cuocere fu il pop corn; in seguito provò con un uovo, che però esplose finendo in faccia a uno degli sperimentatori.

Nel 1946 la Raytheon brevettò il processo di cottura a microonde e nel 1947 realizzò il primo apparato destinato alla commercializzazione, chiamato Radarange. Era alto 1,8 m, pesava 340 kg, aveva un sistema di raffreddamento ad acqua e produceva una potenza in radioonde di 3 kW, che è da 2 a 4 volte la potenza dei forni domestici attuali. Il successo fu notevole e per espandere il mercato la Raytheon acquistò la Amana, produttrice di elettrodomestici dell’Iowa.

Negli anni sessanta la holding Litton Industries acquistò da Studebaker gli stabilimenti Franklin Manufacturing per la produzione di magnetron e forni a microonde simili al Radarange.

La Litton sviluppò quindi la configurazione ancora comune nei moderni forni domestici, anche se il nome fu noto soprattutto nell’ambito della ristorazione professionale. L’alimentazione del magnetron fu modificata in modo che questo potesse resistere indefinitamente a un funzionamento senza carico. Il nuovo prodotto fu esposto in una fiera commerciale a Chicago, evento che aprì la strada alla sua grande diffusione in tutte le cucine domestiche (soprattutto negli Stati Uniti).

In seguito, diverse altre aziende entrarono sul mercato: per diverso tempo si trattava di appaltatori del Dipartimento della Difesa, che avevano sviluppato esperienza con i magnetron.

Negli anni settanta la tecnologia si era evoluta a sufficienza e i prezzi iniziarono a scendere rapidamente. Le microonde, che prima erano relegate ad applicazioni industriali, si diffusero nelle cucine, favorite anche dal crollo dei prezzi dei microprocessori che, incorporati in tutti i forni a microonde, ne semplificavano l’utilizzo.

Si stima che circa il 95% delle famiglie statunitensi abbia un forno a microonde.

In Italia il forno a microonde inizia a diffondersi piuttosto tardi, anche per via di vari pregiudizi contro questa tecnologia. I forni a microonde in Italia iniziano a essere pubblicizzati negli anni ottanta. Tuttavia, è agli inizi degli anni duemila che il forno a microonde ha conosciuto in Italia una diffusione di massa e ha iniziato a essere considerato un apparecchio che non serve solamente a scaldare o scongelare i cibi, ma può essere usato anche per la cottura.

Tale larga diffusione è stata molto agevolata dall’abbattimento dei costi per i modelli più semplici, dalle varie migliorie e funzioni aggiunte nel tempo ai modelli più evoluti, e dal diminuire dei pregiudizi su questa tecnologia (anche grazie a pubblicazioni e trasmissioni televisive).

Funzionamento

Un comune forno a microonde consiste delle parti seguenti:

• un magnetron,
• un circuito elettronico di controllo e alimentazione del magnetron,
• una guida d’onda,
• una camera (o tecnicamente cavità) di cottura.
• una rete metallica (sullo sportello)

Il magnetron, alimentato in corrente continua ad alta tensione (2 000 V), genera un campo elettrico alternato nella frequenza delle microonde, normalmente 2,45 GHz (lunghezza d’onda di 12 cm) con una potenza solitamente compresa tra 100 W ed 1 kW, che la guida d’onda invia alla camera di cottura.

L’acqua, i grassi, e i carboidrati che costituiscono il cibo assorbono l’energia delle microonde in un processo chiamato riscaldamento dielettrico: le molecole sono in generale dipoli elettrici, ovvero hanno una estremità con carica elettrica positiva e un’altra con carica negativa; sono per questo sensibili al campo elettrico (alternato), che, cambiando continuamente il suo verso, induce le molecole a modificare ripetutamente la loro orientazione in base alla frequenza del campo. Il trasferimento di energia è possibile quando la radiazione ha un’energia pari a quella dei moti di rotazione delle molecole. Le molecole eccitate trasferiscono il moto al resto della sostanza attraverso urti, ottenendone così il riscaldamento. Le microonde sono assorbite con più efficienza dalle molecole di acqua allo stato liquido, ma in misura minore anche da grassi, zuccheri e ghiaccio.

La camera di cottura è sostanzialmente una gabbia di Faraday che impedisce la fuoriuscita di microonde. Il portello del forno è di vetro per permettere la visione della pietanza all’interno, ma è provvisto di uno strato di rete metallica fine come schermo elettromagnetico. Poiché la larghezza delle maglie, dell’ordine dei millimetri, è di molto inferiore alla lunghezza d’onda delle microonde (quest’ultima di circa 12 cm per le frequenze di solito utilizzate), la radiazione non può attraversare la rete a differenza della luce, la cui lunghezza d’onda è molto più piccola delle maglie. Il meccanismo di chiusura del portello prevede appositi interruttori che spengono istantaneamente il magnetron in caso di apertura a forno acceso, evitando la fuoriuscita di microonde.

Forno a microonde aperto: si vede il trasformatore in basso e il magnetron (coperto da una calotta metallica di schermo) immediatamente sopra.
Il magnetron deve essere alimentato con un tensione in corrente continua di diverse migliaia di volt. Questa tensione viene prodotta a partire dalla tensione della rete elettrica per mezzo di un trasformatore seguito da un raddrizzatore e da un condensatore. Un relè o un triac accendono e spengono il sistema su comando del microprocessore che gestisce i tempi di funzionamento in base ai parametri impostati con i comandi presenti sul pannello anteriore.

Sebbene i forni prevedano la regolazione della potenza di cottura, il magnetron viene fatto funzionare sempre a pieno regime per mantenere al massimo l’efficienza. La modulazione della potenza viene ottenuta in modo diverso, regolando il rapporto tra il periodo di accensione e il periodo di spegnimento, secondo una tecnica chiamata modulazione di larghezza di impulso. Per ottenere, ad esempio, una potenza pari alla metà di quella massima si accende il magnetron per pochi secondi spegnendolo poi per un tempo identico e così via fino al termine del tempo prefissato di cottura.

Considerando costante l’energia irradiata dal magnetron, vi è un rapporto di proporzionalità diretta fra la massa da riscaldare e il tempo necessario; questo vuol dire che, a parità di energia usata, se si raddoppia la quantità di cibo inserita nel forno si impiegherà il doppio del tempo per ottenere il riscaldamento voluto, oppure che, a parità di energia e di tempo, il doppio del cibo si scalderà la metà.

Vantaggi in cucina

l principale vantaggio del forno a microonde rispetto ai sistemi di cottura tradizionali risiede nella grande rapidità, dovuta all’efficiente trasferimento di energia. L’energia, infatti, viene inviata direttamente nell’interno del cibo, trasportata dalle microonde, e non è necessario riscaldare l’aria che normalmente scalda anche il contenitore del cibo e le pareti del forno, come avviene in un forno elettrico semplice o in uno a gas. È possibile scongelare cibi surgelati in breve tempo e cuocerli immediatamente, mentre il piatto di portata non si riscalda almeno fino a quando il cibo divenuto caldo lo scalda inevitabilmente per contatto.

Un altro vantaggio è quello di potervi usare contenitori di plastica usa e getta, purché realizzati con un materiale plastico idoneo, del tutto trasparente alle microonde (oltre che, naturalmente, adatto all’uso alimentare).

Uno svantaggio è invece quello di un riscaldamento non omogeneo ma concentrato in particolari zone che assorbono l’energia delle microonde. Tale problema viene in parte risolto facendo ruotare il piatto su cui si trova il cibo durante la cottura tramite una guida con motorino elettrico. Un buon accorgimento è quello di posizionare la pietanza non al centro del piatto rotante ma da un lato. Per risolvere questa problematica, alcune aziende hanno dotato alcuni modelli di un sistema a più aperture per far fuoriuscire le microonde, garantendone una distribuzione omogenea in tutto il vano cottura.

Un limite per i forni di prima generazione, che portava molti cuochi professionisti a considerare il forno a microonde di scarsa utilità, era quello di cuocere a temperatura relativamente bassa, non idonea per i tipici prodotti da forno come torte, arrosti ben dorati e altri cibi che richiedano la reazione di Maillard. Questo limite fu superato abbinando alle microonde un sistema a raggi infrarossi (grill) in grado di dorare la superficie dei cibi e conferire maggiore sapore. Forni di questo tipo sono detti combinati. Dalla penultima generazione in avanti, molti forni dispongono di un’ulteriore funzione, conosciuta come crisp (dal nome commerciale attribuito alla funzione da un noto produttore, ma con altri nomi la funzione è comunque presente in tutte le marche), la quale, in unione al grill e alle microonde, migliora nettamente la cottura di particolari piatti; parte dell’energia emessa viene assorbita infatti da una speciale teglia estraibile in alluminio antiaderente che contiene la pietanza, distribuendo così il calore in modo uniforme e, grazie proprio a questo contatto diretto con la speciale teglia, la pietanza viene dorata anche sul fondo. La combinazione di questi tre modi di riscaldamento garantisce una cottura paragonabile a quella del forno tradizionale.

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