Microondas

Demostración de Westinghouse sobre cómo cocinar sándwiches con un transmisor de radio de onda corta de 60 MHz en la Feria Mundial de Chicago de 1933.

La explotación de ondas de radio de alta frecuencia para calentar sustancias fue posible gracias al desarrollo de transmisores de radio de tubo de vacío alrededor de 1920. Para 1930, la aplicación de ondas cortas para calentar tejido humano se había convertido en la terapia médica de diatermia . En la Feria Mundial de Chicago de 1933 , Westinghouse demostró la cocción de alimentos entre dos placas metálicas conectadas a un transmisor de onda corta de 10 kW y 60 MHz . ^{[ 2 ]} El equipo de Westinghouse, liderado por IF Mouromtseff, descubrió que alimentos como filetes y patatas podían cocinarse en minutos. ^{[ 3 ]}  

La solicitud de patente de 1937 de Bell Laboratories en Estados Unidos establece: ^{[ 4 ]}

Esta invención se refiere a sistemas de calentamiento para materiales dieléctricos, cuyo objetivo es calentar dichos materiales de forma uniforme y prácticamente simultánea en toda su masa. ... Por lo tanto, se ha propuesto calentar estos materiales simultáneamente en toda su masa mediante la pérdida dieléctrica que se produce en ellos al someterlos a un campo de alta tensión y alta frecuencia.

Sin embargo, el calentamiento dieléctrico de baja frecuencia , como se describe en la patente mencionada, es (al igual que el calentamiento por inducción ) un efecto de calentamiento electromagnético , resultado de los llamados efectos de campo cercano que existen en una cavidad electromagnética pequeña en comparación con la longitud de onda del campo electromagnético. Esta patente proponía calentamiento por radiofrecuencia, de 10 a 20 megahercios (longitud de onda de 30 a 15 metros, respectivamente). ^{[ 5 ]} El calentamiento por microondas que tienen una longitud de onda pequeña en relación con la cavidad (como en un horno microondas moderno) se debe a efectos de "campo lejano" que se deben a la radiación electromagnética clásica que describe la luz y las microondas que se propagan libremente a una distancia adecuada de su fuente. No obstante, el efecto de calentamiento primario de todos los tipos de campos electromagnéticos, tanto en radiofrecuencias como en microondas, se produce a través del efecto de calentamiento dieléctrico, ya que las moléculas polarizadas se ven afectadas por un campo eléctrico que alterna rápidamente.

La invención del magnetrón de cavidad hizo posible la producción de ondas electromagnéticas de una longitud de onda suficientemente pequeña ( microondas ). El magnetrón de cavidad fue un componente crucial en el desarrollo del radar de longitud de onda corta durante la Segunda Guerra Mundial . ^{[ 6 ]} Entre 1937 y 1940, el físico británico Sir John Turton Randall, FRSE , y sus colaboradores construyeron un magnetrón multicavidad para las instalaciones de radar militares británicas y estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial. ^{[ 7 ]} Se necesitaba un generador de microondas de mayor potencia que funcionara a longitudes de onda más cortas , y en 1940, en la Universidad de Birmingham , Inglaterra, Randall y Harry Boot produjeron un prototipo funcional. ^{[ 8 ]} Inventaron una válvula que podía producir pulsos de energía de radio de microondas a una longitud de onda de 10  cm, un descubrimiento sin precedentes. ^{[ 7 ]}

Sir Henry Tizard viajó a los EE. UU. a finales de septiembre de 1940 para ofrecer los secretos técnicos más valiosos de Gran Bretaña, incluido el magnetrón de cavidad, a cambio de apoyo financiero e industrial estadounidense (véase Misión Tizard ). ^{[ 7 ]} Una versión temprana de 6  kW, construida en Inglaterra por los Laboratorios de Investigación de General Electric Company , Wembley , Londres, fue entregada al gobierno estadounidense en septiembre de 1940. El magnetrón de cavidad fue descrito posteriormente por el historiador estadounidense James Phinney Baxter III como «la carga más valiosa jamás traída a nuestras costas». ^{[ 9 ]} Se adjudicaron contratos a Raytheon y otras compañías para la producción en masa del magnetrón de cavidad.

En 1945, el efecto de calentamiento de un haz de microondas de alta potencia fue descubierto de forma independiente y accidental por Percy Spencer , un ingeniero autodidacta estadounidense de Howland, Maine . Mientras trabajaba en Raytheon , notó que las microondas de un radar activo en el que estaba trabajando comenzaron a derretir una barra de chocolate que llevaba en el bolsillo. El primer alimento que Spencer cocinó deliberadamente fue palomitas de maíz, y el segundo fue un huevo, que explotó en la cara de uno de los experimentadores. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

Para verificar su hallazgo, Spencer creó un campo electromagnético de alta densidad al introducir energía de microondas de un magnetrón en una caja metálica de la que no podía escapar. Al colocar los alimentos en la caja con la energía de microondas, la temperatura de los alimentos aumentó rápidamente. El 8 de octubre de 1945, Raytheon presentó una solicitud de patente en Estados Unidos para el proceso de cocción por microondas de Spencer, y poco después se instaló un horno que calentaba alimentos mediante energía de microondas de un magnetrón en un restaurante de Boston para su prueba. ^{[ 13 ]}

El 7 de octubre de 1946, Raytheon mostró dos unidades "Radarange" a la prensa en el Waldorf-Astoria de la ciudad de Nueva York. ^{[ 14 ]} Inicialmente destinadas al uso comercial, una unidad fue diseñada para "hornear de forma limitada en tiendas de sándwiches", la otra "para la preparación de alimentos congelados y diseñada para aviones" ^{[ 15 ]} —para permitir servir una "comida completa en un solo plato". ^{[ 16 ]} El costo minorista proyectado era entonces de $1250. ^{[ 17 ]} El 30 de diciembre de 1946, la Comisión Federal de Comunicaciones aprobó la frecuencia de 2450 megaciclos (megahercios) para el nuevo producto de Raytheon. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

En 1947, Raytheon construyó el "Radarange", el primer horno microondas disponible comercialmente. ^{[ 20 ]} Tenía casi 1,8 metros (5 pies 11 pulgadas) de altura y pesaba 340 kilogramos (750 libras) . Consumía 3 kilovatios, aproximadamente tres veces más que los hornos microondas actuales, y se enfriaba por agua. El nombre fue el ganador de un concurso entre empleados. ^{[ 21 ]} Debido a que Raytheon perfeccionaba continuamente los primeros modelos de su Radarange, estos se alquilaban inicialmente ^{[ 22 ]} —en lugar de venderse— a hoteles y restaurantes. El costo se anunciaba como $ 5/día ($ 150/mes). ^{[ 23 ]} Para marzo de 1948, unas 100 unidades estaban en uso comercial en los EE. UU., incluyendo algunas cafeterías de fábricas. ^{[ 24 ]}   

A principios de 1952, el Ferrocarril de Pensilvania anunciaba el uso del Radarange en varias de sus líneas del este de Estados Unidos. ^{[ 25 ]} El transatlántico SS United States también estaba equipado con Radarange. ^{[ 26 ]} El 23 de marzo de 1952, el Radarange fue demostrado en KTTV (Los Ángeles). ^{[ 27 ]} Un Radarange antiguo fue instalado (y permanece) en la cocina del buque de pasajeros/carga de propulsión nuclear NS Savannah .

En 1953-54, a medida que se acercaba la producción de la versión doméstica, se colocaron modelos de demostración en distribuidores selectos de electrodomésticos y radios Raytheon en varios estados. ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

A finales de 1954, un vicepresidente de Raytheon reveló el precio de 3500 dólares de sus unidades comerciales, al tiempo que prometió que los modelos para el consumidor, "que serían fabricados por varias empresas de estufas en cooperación con Raytheon", se comercializarían en unos pocos meses, con un precio de alrededor de 1000 dólares. ^{[ 33 ]}

La Tappan Stove Co. (Mansfield, OH) había recibido una licencia de Raytheon en 1952 para desarrollar y comercializar hornos microondas para el consumidor. Uno de ellos se exhibió en Nueva York el 27 de octubre de 1955; ^{[ 34 ]} Tappan ya había tenido prototipos —de pie y empotrados— en uso por amas de casa de Mansfield durante casi un año. ^{[ 35 ]}

Aunque Tappan había prometido un lanzamiento a principios de 1956, ^{[ 36 ]} los distribuidores de electrodomésticos de EE. UU. comenzaron a exhibir el “horno electrónico Tappan” recién en abril de 1956, ^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]} generalmente anunciado a $ 1250. Tappan finalmente produjo varias variaciones de su modelo empotrable bajo contrato con Whirlpool, Westinghouse y otros importantes fabricantes de electrodomésticos que buscaban agregar hornos microondas compatibles a su línea de hornos convencionales. Debido al costo y las necesidades de mantenimiento (algunas unidades eran refrigeradas por agua), las ventas fueron limitadas. ^{[ 40 ]}

La corporación japonesa Sharp comenzó a fabricar hornos microondas en 1961. Entre 1964 y 1966, Sharp presentó el primer horno microondas con plato giratorio, un medio alternativo para promover un calentamiento más uniforme de los alimentos. ^{[ 41 ]} En 1965, Raytheon, buscando expandir su tecnología Radarange al mercado doméstico, adquirió Amana para aumentar su capacidad de fabricación. En 1967, presentaron el primer modelo doméstico popular, el Radarange de encimera, a un precio de US$495 (US$ 5,000 en dólares de 2025 ). A diferencia de los modelos Sharp, un agitador motorizado en la parte superior de la cavidad del horno giraba permitiendo que los alimentos permanecieran inmóviles.

Aunque hoy en día son poco comunes, los principales fabricantes de electrodomésticos ofrecieron cocinas combinadas con microondas durante gran parte de la década de 1970 como una evolución natural de la tecnología. Tanto Tappan como General Electric ofrecían modelos que parecían cocinas convencionales con horno, pero que incluían la función de microondas en el horno convencional. Estas cocinas resultaban atractivas para los consumidores, ya que podían utilizarse simultáneamente la energía de microondas y las resistencias convencionales para acelerar la cocción, sin ocupar espacio en la encimera. La propuesta también era atractiva para los fabricantes, ya que el coste adicional de los componentes se podía absorber mejor en comparación con las cocinas de encimera, cuyo precio era cada vez más sensible a las fluctuaciones del mercado.

Para 1972, Litton (Litton Atherton Division, Minneapolis) presentó dos nuevos hornos microondas, con precios de $349 y $399, para aprovechar el mercado estimado en $750 millones para 1976, según Robert I Bruder, presidente de la división. ^{[ 42 ]} Si bien los precios se mantuvieron altos, se siguieron agregando nuevas características a los modelos domésticos. Amana introdujo el descongelamiento automático en 1974 en su modelo RR-4D, y fue la primera en ofrecer un panel de control digital controlado por microprocesador en 1975 con su modelo RR-6.

A finales de la década de 1970 se produjo una explosión de modelos de encimeras de bajo coste por parte de muchos de los principales fabricantes.

Además de cocinar alimentos, los hornos microondas se utilizan para calentar en muchos procesos industriales. ^{[ 43 ]} Anteriormente solo se encontraban en grandes aplicaciones industriales, los hornos microondas se convirtieron cada vez más en un elemento estándar de las cocinas residenciales en los países desarrollados . Para 1986, aproximadamente el 25% de los hogares en los EE. UU. poseían un horno microondas, frente a solo alrededor del 1% en 1971; ^{[ 44 ]} la Oficina de Estadísticas Laborales de los EE. UU. informó que más del 90% de los hogares estadounidenses poseían un horno microondas en 1997. ^{[ 44 ] [ 45 ]} En Australia, un estudio de investigación de mercado de 2008 encontró que el 95% de las cocinas contenían un horno microondas y que el 83% de ellos se usaban diariamente. ^{[ 46 ]} En Canadá, menos del 5% de los hogares tenían un horno microondas en 1979, pero más del 88% de los hogares poseían uno en 1998. ^{[ 47 ]} En Francia, el 40% de los hogares poseían un horno microondas en 1994, pero esa cifra había aumentado al 65% en 2004. ^{[ 48 ]}

Adoption has been slower in less-developed countries, as households with disposable income concentrate on more important household appliances like refrigerators and ovens. In India, for example, only about 5% of households owned a microwave oven in 2013, well behind refrigerators at 31% ownership.^[49] However, microwave ovens are gaining popularity. In Russia, for example, the number of households with a microwave oven grew from almost 24% in 2002 to almost 40% in 2008.^[50] Almost twice as many households in South Africa owned microwave ovens in 2008 (38.7%) as in 2002 (19.8%).^[50] Microwave oven ownership in Vietnam in 2008 was at 16% of households, versus 30% ownership of refrigerators; this rate was up significantly from 6.7% microwave oven ownership in 2002, with 14% ownership for refrigerators that year.^[50]

Consumer household microwave ovens usually come with a cooking power of between 600 and 1200 watts. Microwave cooking power, also referred to as output wattage, is lower than its input wattage, which is the manufacturer's listed power rating.

The size of household microwave ovens can vary, but usually have an internal volume of around 20 liters (1,200 cu in; 0.71 cu ft), and external dimensions of approximately 45–60 cm (1 ft 6 in – 2 ft 0 in) wide, 35–40 cm (1 ft 2 in – 1 ft 4 in) deep and 25–35 cm (9.8 in – 1 ft 1.8 in) tall.^[51] Countertop microwaves vary in weight 23 – 45 lbs.^[52]

La simple irradiación de microondas en una cámara produce intrínsecamente una distribución de energía muy desigual, sobrecalentando y subcalentando distintas partes de los alimentos. Solo las unidades más económicas carecen de mecanismos que mitiguen este problema, lo que obliga al usuario a interrumpir la cocción con mayor frecuencia para remover o mover los alimentos. Para un calentamiento razonablemente uniforme, un horno microondas debe contar con varios magnetrones, comunes en las unidades comerciales; un agitador de microondas, que es un mecanismo tipo ventilador en el que las aspas reflectantes de microondas giran para variar el patrón de radiación (generalmente en la parte superior de la cámara, oculto sobre una cubierta de plástico transparente a las microondas); o un plato giratorio, que reduce efectivamente la capacidad del horno al espacio sobre el plato giratorio, desperdiciando al menos casi una cuarta parte del volumen de una cámara cuadrada. Los alimentos siempre se colocan por encima del fondo de la cámara reflectante de microondas, lo que permite que la energía de microondas llegue a la parte inferior de los alimentos; en una unidad de base plana , el suelo de la cámara visible es de un material transparente a las microondas por encima del fondo reflectante de microondas, y en las unidades de mejor calidad, parte de la radiación de microondas entra a través del suelo transparente. En una unidad sin plataforma plana, hay una bandeja de vidrio con la forma adecuada para la cámara, que mantiene los alimentos a cierta distancia del fondo reflectante, o, en una unidad con plato giratorio, el propio plato giratorio es transparente a las microondas y se encuentra sobre el fondo reflectante. ^{[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]}

Según su posición y tipo, el Departamento de Energía de EE. UU. los clasifica como (1) de sobremesa o (2) sobre la estufa y empotrados (horno de pared para un modelo de gabinete o cajón ). ^{[ 53 ]}

Un horno microondas convencional tiene un único nivel de potencia de salida, con ajustes intermedios que se logran mediante modulación del ciclo de trabajo , encendiendo y apagando el magnetrón cada pocos segundos, con mayor tiempo de funcionamiento para potencias más altas. Sin embargo, una unidad de tipo inverter puede mantener una potencia de salida más baja de manera efectiva en lugar de encender y apagar la potencia máxima, calentando los alimentos de forma más uniforme. Además de ofrecer una capacidad de cocción superior, estos microondas suelen ser más eficientes energéticamente. ^{[ 56 ] [ 55 ] [ 57 ]}

A partir de 2020, la mayoría de los hornos microondas de encimera (independientemente de la marca) vendidos en los Estados Unidos fueron fabricados por el Grupo Midea . ^{[ 58 ]}

Los hornos microondas domésticos suelen estar marcados con el símbolo de seguridad para microondas, junto a la potencia de salida aproximada del dispositivo según la norma IEC 60705, en vatios (normalmente: 600 W, 700 W, 800 W, 900 W, 1000 W), y una categoría de calentamiento voluntaria (AE). ^{[ 59 ]}

Microwave heating is more efficient on liquid water than on frozen water, where the movement of molecules is more restricted. Defrosting is done at a low power setting, allowing time for conduction to carry heat to still frozen parts of food. Dielectric heating of liquid water is also temperature-dependent: At 0 °C, dielectric loss is greatest at a field frequency of about 10 GHz, and for higher water temperatures at higher field frequencies.^[66]

Sugars and triglycerides (fats and oils) absorb microwaves due to the dipole moments of their hydroxyl groups or ester groups. Due to their molecular dipole moment, however, they are heated less efficiently.^[a]

Although fats and sugar typically absorb energy less efficiently than water, paradoxically their temperatures rise faster and higher than water when cooking: Fats and oils require less energy delivered per gram of material to raise their temperature by 1 °C than does water (they have lower specific heat capacity) and they begin cooling off by "boiling" only after reaching a higher temperature than water (the temperature they require to vaporize is higher), so inside microwave ovens they normally reach higher temperatures – sometimes much higher.^[66] This can induce temperatures in oil or fatty foods like bacon far above the boiling point of water, and high enough to induce some browning reactions, much in the manner of conventional broiling (UK: grilling), braising, or deep fat frying.

The effect is most often noticed by consumers from unexpected damage to plastic containers when microwaving foods high in sugar, starch, or fat generates higher temperatures. Foods high in water content and with little oil rarely exceed the boiling temperature of water and do not damage plastic.

Cookware must be transparent to microwaves. Conductive cookware, such as metal pots, reflects microwaves, and prevents the microwaves from reaching the food. Cookware made of materials with high electrical permittivity will absorb microwaves, resulting in the cookware heating rather than the food. Cookware made of melamine resin is a common type of cookware that will heat in a microwave oven, reducing the effectiveness of the microwave oven and creating a hazard from burns or shattered cookware.

Microwave heating can cause localized thermal runaways in some materials with low thermal conductivity which also have dielectric constants that increase with temperature. An example is glass, which can exhibit thermal runaway in a microwave oven to the point of melting if preheated. Additionally, microwaves can melt certain types of rocks, producing small quantities of molten rock. Some ceramics can also be melted, and may even become clear upon cooling. Thermal runaway is more typical of electrically conductive liquids such as salty water.^[67]

Another misconception is that microwave ovens cook food "from the inside out", meaning from the center of the entire mass of food outwards. This idea arises from heating behavior seen if an absorbent layer of water lies beneath a less absorbent drier layer at the surface of a food; in this case, the deposition of heat energy inside a food can exceed that on its surface. This can also occur if the inner layer has a lower heat capacity than the outer layer causing it to reach a higher temperature, or even if the inner layer is more thermally conductive than the outer layer making it feel hotter despite having a lower temperature. In most cases, however, with uniformly structured or reasonably homogeneous food item, microwaves are absorbed in the outer layers of the item at a similar level to that of the inner layers.

Depending on water content, the depth of initial heat deposition may be several centimetres or more with microwave ovens, in contrast with broiling / grilling (infrared) or convection heating methods which thinly deposit heat at the food surface. Penetration depth of microwaves depends on food composition and the frequency, with lower microwave frequencies (longer wavelengths) penetrating deeper.^[65]

In use, microwave ovens can be as low as 50% efficient at converting electricity into microwaves,^[68] but energy-efficient models can exceed 64% efficiency.^[69] Stovetop cooking is 40–90% efficient, depending on the type of appliance used.^[70]

Because they are used fairly infrequently, the average residential microwave oven consumes only 72 kWh per year.^[71] Globally, microwave ovens used an estimated 77 TWh per year in 2018, or 0.3% of global electricity generation.^[72]

A 2000 study by Lawrence Berkeley National Laboratory found that the average microwave drew almost 3 watts of standby power when not being used,^[73] which would total approximately 26 kWh per year. New efficiency standards imposed in 2016 by the United States Department of Energy require less than 1 watt, or approximately 9 kWh per year, of standby power for most types of microwave ovens.^[74]

Los hornos microondas modernos utilizan un temporizador analógico de tipo dial o un panel de control digital para su funcionamiento. Los paneles de control cuentan con una pantalla LED , LCD o fluorescente de vacío, botones para introducir el tiempo de cocción y un selector de nivel de potencia. Generalmente, ofrecen la opción de descongelación, ya sea como un nivel de potencia o como una función independiente. Algunos modelos incluyen programas preestablecidos para diferentes tipos de alimentos, que suelen tomar como entrada el peso. En la década de 1990, marcas como Panasonic y GE comenzaron a ofrecer modelos con una pantalla de texto desplazable que mostraba las instrucciones de cocción.

Los ajustes de potencia generalmente no se implementan variando la potencia de salida, sino encendiendo y apagando la emisión de energía de microondas a intervalos. El ajuste más alto representa, por lo tanto, potencia continua. La función de descongelación podría representar potencia durante dos segundos, seguida de cinco segundos sin potencia. Para indicar que la cocción ha finalizado, suele haber una señal acústica, como un timbre o un pitido, y/o la palabra "Fin" suele aparecer en la pantalla de un microondas digital.

Los paneles de control de microondas suelen considerarse difíciles de usar y se emplean con frecuencia como ejemplos de diseño de interfaz de usuario. ^{[ 78 ]}

Any form of cooking diminishes overall nutrient content in food, particularly water-solublevitamins common in vegetables, but the key variables are how much water is used in the cooking, how long the food is cooked, and at what temperature.^[90][91] Nutrients are primarily lost by leaching into cooking water, which tends to make microwave cooking effective, given the shorter cooking times it requires and that the water heated is in the food.^[92] Like other heating methods, microwaving converts vitamin B₁₂ from an active to inactive form; the amount of conversion depends on the temperature reached, as well as the cooking time. Boiled food reaches a maximum of 100 °C (212 °F) (the boiling point of water), whereas microwaved food can get internally hotter than this, leading to faster breakdown of vitamin B₁₂. The higher rate of loss is partially offset by the shorter cooking times required.^[93]

Las espinacas conservan casi todo su folato cuando se cocinan en un horno microondas; cuando se hierven, pierden alrededor del 77%, lixiviando nutrientes en el agua de cocción. ^{[ 92 ]} El tocino cocinado en un horno microondas tiene niveles significativamente más bajos de nitrosaminas que el tocino cocinado convencionalmente. ^{[ 91 ]} Las verduras al vapor tienden a conservar más nutrientes cuando se cocinan en el microondas que cuando se cocinan en la estufa. ^{[ 91 ]} El escaldado en microondas es de 3 a 4  veces más efectivo que el escaldado en agua hirviendo para la retención de las vitaminas hidrosolubles, folato, tiamina y riboflavina , con la excepción de la vitamina C , de la cual se pierde el 29% (en comparación con una pérdida del 16% con el escaldado en agua hirviendo). ^{[ 94 ]}

Todos los hornos microondas utilizan un temporizador para apagarse automáticamente al finalizar el tiempo de cocción.

Los hornos microondas calientan los alimentos sin calentarse ellos mismos. Al retirar una olla de la estufa, a menos que sea una placa de inducción , queda una resistencia o salvamanteles potencialmente peligroso que permanece caliente durante un tiempo. Del mismo modo, al sacar una cazuela de un horno convencional, los brazos quedan expuestos a las paredes muy calientes del horno. Un horno microondas no presenta este problema.

Los alimentos y utensilios de cocina que se sacan de un horno microondas rara vez superan los 100 °C (212 °F) . Los utensilios utilizados en un horno microondas suelen estar mucho más fríos que los alimentos, ya que son transparentes a las microondas; estas calientan los alimentos directamente y los utensilios se calientan indirectamente por los alimentos. En cambio, los alimentos y utensilios que se sacan de un horno convencional tienen la misma temperatura que el resto del horno; una temperatura típica de cocción es de 180 °C (356 °F) . Esto significa que las estufas y hornos convencionales pueden causar quemaduras más graves.    

La temperatura más baja de cocción (el punto de ebullición del agua) es una ventaja de seguridad significativa en comparación con hornear en el horno o freír, porque elimina la formación de alquitranes y carbón , que son cancerígenos . ^{[ 95 ]} La radiación de microondas también penetra más profundamente que el calor directo, por lo que el alimento se calienta por su propio contenido interno de agua. Por el contrario, el calor directo puede quemar la superficie mientras el interior aún está frío. Precalentar el alimento en un horno de microondas antes de ponerlo en la parrilla o sartén reduce el tiempo necesario para calentar el alimento y reduce la formación de carbón cancerígeno. A diferencia de freír y hornear, el microondas no produce acrilamida en las patatas, ^{[ 96 ]} sin embargo, a diferencia de freír en aceite a altas temperaturas, su eficacia para reducir los niveles de glicoalcaloides (es decir, solanina ) es limitada. ^{[ 97 ]} Se ha encontrado acrilamida en otros productos cocinados en microondas, como las palomitas de maíz.

Se han realizado estudios sobre el uso del horno microondas para limpiar esponjas domésticas no metálicas que se han humedecido completamente. Un estudio de 2006 encontró que calentar esponjas húmedas en el microondas durante 2  minutos (a una potencia de 1000 vatios) eliminó el 99 % de coliformes , E. coli y fagos MS2 . Las esporas de Bacillus cereus murieron a los 4  minutos de calentamiento en el microondas. ^{[ 98 ]}

Un estudio de 2017 fue menos concluyente: alrededor del 60% de los gérmenes murieron, pero los restantes volvieron a colonizar rápidamente la esponja. ^{[ 99 ]}

Contrariamente a la creencia popular, los objetos metálicos pueden usarse de forma segura en un horno microondas, aunque con algunas restricciones. ^{[ 104 ] [ 105 ]} Cualquier objeto metálico o conductor colocado en el horno microondas actúa como antena en cierta medida, generando una corriente eléctrica . Esto hace que el objeto actúe como elemento calefactor . Este efecto varía según la forma y la composición del objeto, y a veces se utiliza para cocinar.

Cualquier objeto que contenga metal puntiagudo puede crear un arco eléctrico (chispas) al calentarse en el microondas. Esto incluye cubiertos , papel de aluminio arrugado (aunque algunas láminas utilizadas en hornos microondas son seguras, ver más abajo), alambres metálicos, las asas de alambre metálico en los cubos de ostras , o casi cualquier metal formado en una lámina poco conductora o alambre delgado, o en forma puntiaguda. ^{[ 106 ]} Los tenedores son un buen ejemplo: las puntas del tenedor responden al campo eléctrico produciendo altas concentraciones de carga eléctrica en los extremos. Esto tiene el efecto de superar la ruptura dieléctrica del aire, aproximadamente 3 megavoltios por metro. El aire forma un plasma conductor , que es visible como una chispa. El plasma y las puntas pueden entonces formar un bucle conductor, que puede ser una antena más eficaz, lo que resulta en una chispa de mayor duración. Cuando ocurre una ruptura dieléctrica en el aire, se forman algo de ozono y óxidos de nitrógeno , ambos nocivos para la salud en grandes cantidades.

Calentar en el microondas un objeto metálico liso y sin puntas, como una cuchara o una sartén metálica poco profunda, generalmente no produce chispas. Las rejillas metálicas gruesas pueden formar parte del diseño interior de los hornos microondas (véase la ilustración). De manera similar, las placas de la pared interior con orificios que permiten la entrada de luz y aire al horno, y que permiten ver el interior a través de la puerta, están fabricadas con metal conductor con una forma segura.

El efecto de calentar películas metálicas delgadas en el microondas se puede observar claramente en un CD o DVD (especialmente en los fabricados en serie). Las microondas inducen corrientes eléctricas en la película metálica, que se calienta, derritiendo el plástico del disco y dejando un patrón visible de marcas concéntricas y radiales. De manera similar, la porcelana con películas metálicas delgadas también puede destruirse o dañarse al calentarla en el microondas. El papel de aluminio es lo suficientemente grueso como para usarse en hornos microondas como protección contra el calentamiento de partes de los alimentos, siempre que no esté muy deformado. Cuando está arrugado, el papel de aluminio generalmente no es seguro en los microondas, ya que su manipulación provoca dobleces y huecos pronunciados que pueden generar chispas. El USDA recomienda que el papel de aluminio utilizado como protección parcial para alimentos al cocinar en el microondas no cubra más de una cuarta parte del alimento y que se alise cuidadosamente para eliminar el riesgo de chispas. ^{[ 107 ]}

Otro peligro reside en la resonancia del tubo magnetrón. Si el horno microondas funciona sin un objeto que absorba la radiación, se forma una onda estacionaria . La energía se refleja repetidamente entre el tubo y la cámara de cocción, lo que puede provocar una sobrecarga y la avería del tubo. Una alta potencia reflejada también puede causar arcos eléctricos en el magnetrón, lo que podría provocar la falla del fusible principal, aunque no es fácil establecer una relación causal directa. Por lo tanto, los alimentos deshidratados o envueltos en metal que no produce arcos eléctricos presentan problemas de sobrecarga, sin que ello implique necesariamente un riesgo de incendio.

Ciertos alimentos, como las uvas, si se colocan adecuadamente, pueden producir un arco eléctrico . ^{[ 108 ]} La formación prolongada de arcos eléctricos a partir de alimentos conlleva riesgos similares a los de otras fuentes, como se indicó anteriormente.

Otros objetos que pueden generar chispas son los termos de plástico o con impresión holográfica y otros recipientes que retienen el calor (como los vasos decorativos de Starbucks ), así como los vasos con revestimiento metálico. Si queda expuesta alguna parte del metal, la capa exterior puede desprenderse o derretirse.

The high electrical fields generated inside a microwave oven often can be illustrated by placing a radiometer or neon glow-bulb inside the cooking chamber, creating glowing plasma inside the low-pressure bulb of the device.

Direct microwave exposure is not generally possible, as microwaves emitted by the source in a microwave oven are confined in the oven by the material out of which the oven is constructed. Furthermore, ovens are equipped with redundant safety interlocks, which remove power from the magnetron if the door is opened. This safety mechanism is required by United States federal regulations.^[109] Tests have shown confinement of the microwaves in commercially available ovens to be so nearly universal as to make routine testing unnecessary.^[110] According to the United States Food and Drug Administration's Center for Devices and Radiological Health, a U.S. Federal Standard limits the amount of microwaves that can leak from an oven throughout its lifetime to 5 milliwatts of microwave radiation per square centimeter at approximately 5 cm (2 in) from the surface of the oven.^[111] This is far below the exposure level currently considered to be harmful to human health.^[112]

The radiation produced by a microwave oven is non-ionizing. It therefore does not have the cancer risks associated with ionizing radiation such as X-rays and high-energy particles. Long-term rodent studies to assess cancer risk have so far failed to identify any carcinogenicity from 2.45 GHz microwave radiation even with chronic exposure levels (i.e. large fraction of life span) far larger than humans are likely to encounter from any leaking ovens.^[113][114] However, with the oven door open, the radiation may cause damage by heating. Microwave ovens are sold with a protective interlock so that it cannot be run when the door is open or improperly latched.

Las microondas generadas en los hornos microondas se disipan completamente una vez que se apaga la corriente eléctrica. No permanecen en los alimentos al apagar la corriente, del mismo modo que la luz de una lámpara eléctrica no permanece en las paredes ni en los muebles de una habitación al apagarse. No hacen que los alimentos ni el horno sean radiactivos. A diferencia de la cocción convencional, el contenido nutricional de algunos alimentos puede verse alterado de forma diferente, pero generalmente de manera positiva, al conservar más micronutrientes ( véase más arriba ). No hay indicios de problemas de salud perjudiciales asociados con los alimentos cocinados en microondas. ^{[ 115 ]}

Sin embargo, existen algunos casos en los que las personas han estado expuestas a radiación directa de microondas, ya sea por mal funcionamiento del aparato o por acción deliberada. ^{[ 116 ] [ 117 ]} Esta exposición generalmente produce quemaduras físicas en el cuerpo, ya que el tejido humano, en particular las capas externas de grasa y músculo, tiene una composición similar a la de algunos alimentos que se cocinan habitualmente en hornos de microondas y, por lo tanto, experimenta efectos de calentamiento dieléctrico similares cuando se expone a la radiación electromagnética de microondas.

El uso de plásticos sin marcar para cocinar en el microondas plantea el problema de la filtración de plastificantes en los alimentos. ^{[ 118 ]}

Los plastificantes que recibieron mayor atención son el bisfenol A (BPA) y los ftalatos , ^{[ 118 ] [ 119 ]} aunque no está claro si otros componentes plásticos presentan un riesgo de toxicidad. Otros problemas incluyen la fusión y la inflamabilidad. Un supuesto problema de liberación de dioxinas en los alimentos ha sido descartado ^{[ 118 ]} como una distracción intencionada de los problemas reales de seguridad.

Algunos envases de plástico y envoltorios para alimentos actuales están diseñados específicamente para resistir la radiación de las microondas. Los productos pueden usar la etiqueta "apto para microondas", llevar un símbolo de microondas (tres líneas de ondas, una encima de la otra) o simplemente proporcionar instrucciones para su correcto uso en el horno microondas. Cualquiera de estas indicaciones significa que el producto es apto para microondas si se utiliza siguiendo las instrucciones proporcionadas. ^{[ 120 ]}

Los recipientes de plástico pueden liberar microplásticos en los alimentos cuando se calientan en hornos microondas. ^{[ 121 ]}

Los hornos microondas se utilizan con frecuencia para recalentar sobras de comida , y la contaminación bacteriana puede no ser controlada si se usan incorrectamente. Si no se alcanza la temperatura segura , esto puede provocar enfermedades transmitidas por los alimentos , al igual que con otros métodos de recalentamiento. Si bien los hornos microondas pueden destruir bacterias tan bien como los hornos convencionales, cocinan rápidamente y es posible que la cocción no sea tan uniforme, de forma similar a freír o asar a la parrilla, lo que conlleva el riesgo de que algunas zonas de los alimentos no alcancen las temperaturas recomendadas. Por lo tanto, se recomienda dejar reposar los alimentos después de la cocción para que las temperaturas se igualen, así como utilizar un termómetro para alimentos para verificar las temperaturas internas. ^{[ 122 ]}

Los hornos microondas, aunque blindados por motivos de seguridad, emiten bajos niveles de radiación de microondas. Esto no es perjudicial para los humanos, pero a veces puede causar interferencias con Wi-Fi , Bluetooth y otros dispositivos que se comunican en las bandas de frecuencia de 2,45  GHz , especialmente a corta distancia. ^{[ 123 ]} Los hornos convencionales con transformador no funcionan de forma continua durante el ciclo de la red eléctrica, pero pueden provocar ralentizaciones significativas en un radio de varios metros alrededor del horno, mientras que los hornos con inversor pueden interrumpir por completo la conexión de red cercana mientras están en funcionamiento. ^{[ 124 ]}