martes, 17 de julio de 2018

COCINANDO CON ENERGÍA INVISIBLE, EL HORNO DE MICROONDAS

 

COCINANDO CON ENERGÍA INVISIBLE, EL HORNO DE MICROONDAS

     Como usualmente sucede con la gran mayoría los descubrimientos trascendentales; estos, surgen como un producto de la casualidad.   

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               Es así que, en 1945, Percy Spencer, quién trabajando para Raytheon en el desarrollo de magnetrones para ser aplicados en sistemas de radar, se dio cuenta que la barra de chocolate que portaba dentro del bolsillo de la camisa,HORNO_14

se había derretido mientras se encontraba frente a un magnetrón en funcionamiento.

              Fiel a su esencia de ingeniero,  acto seguido, expuso un puño de maíz palomero al frente del magnetrón y el resultando fue, una rápida “popeada” de palomitas desperdigadas por todo el recinto.

En 1947, Raytheon desarrolló el primer horno de microondas el Radarange ( un monstruo de 1.8 metros de altura, consumiendo 3000 Watts y un a precio de $ 3,000 dólares ), pero no fue muy exitoso. En 1965, finalmente se desarrolló la versión comercial la que podía ser colocada sobre una mesa en la cocina y con un precio de $ 495 dólares.

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Diagrama original de la patente otorgada a Percy Spencer

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¿CÓMO SE LOGRA COCINAR LA COMIDA DENTRO DE UN HORNO DE MICROONDAS?

El Horno de Microondas logra calentar selectivamente el agua líquida, contenida en diversas proporciones, en la gran mayoría de los alimentos; incluso los catalogados como “secos”.

                  La molécula de agua ( HO ) es inherentemente una molécula polar, donde los 2 átomos de hidrógeno son más positivos que el átomo de oxigeno.

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En el agua líquida, las moléculas se encuentran constantemente en movimiento y normalmente orientadas de forma aleatoria.

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¿Qué sucede cuando las moléculas de agua son expuestas a un campo eléctrico oscilante?

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                    Las moléculas polares de agua siguen la oscilación del campo eléctrico.  Colisionan más frecuentemente con las moléculas ( de agua y otras ) a su alrededor.  Las moléculas continúan moviéndose cada vez más rápidamente; la temperatura se incrementa produciéndose, en consecuencia el  ¡calentamiento!.

ES ASÍ COMO EL HORNO DE MICROONDAS LOGRA COCINAR LOS ALIMENTOS

La frecuencia típica utilizada en los Hornos de Microondas es de 2.45 GHz

                  Quiere decir:  Las moléculas de agua cambian de dirección 4.9 miles de millones de veces cada segundo. A esta frecuencia las microondas son capaces de penetrar los alimentos eficazmente (hasta aproximadamente 5.0 cm de espesor) y excitar así, las moléculas de agua en su interior.

EN CONTRASTE CON LOS HORNOS TRADICIONALES QUE CALIENTAN LOS ALIMENTOS DESDE EL EXTERIOR (DE FUERA HACIA DENTRO) Y, QUE DEPENDEN ENTERAMENTE DE LA CONDUCCIÓN/CONVECCIÓN TÉRMICA PARA TRANSMITIR EL CALOR AL INTERIOR.

EL MODO OPERATIVO DENOMINADO “DESCONGELAR” (defrost )

                    La acción de “descongelar” es una operación un tanto difícil de realizar para un Horno de Microondas; debido a que las moléculas de agua en estado sólido ( hielo) se encuentran conformando arreglos cerrados que las inmovilizan y así no son libres de rotar.

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                          En el modo operativo “descongelar”, el Horno ejecuta una secuencia cíclica “especial” de encendiendo y apagado de la microonda; esto ocasiona que algunas de las moléculas que se encuentran libres se calienten rápidamente, induciendo la generación de nódulos de agua líquida a mayor temperatura; los nódulos van transfiriendo el  calor a su entorno, por conducción y convección produciendo, en consecuencia, nuevos nódulos en un efecto dómino, el que continúa hasta lograr que el hielo se derrita y que subsecuentemente el agua líquida resultante, sea calentada.

COLOQUIALMENTE SE DICE QUE: EL ALIMENTO CONGELADO “SUDA” 

SEGURIDAD EN EL HORNO DE MICROONDAS

ELEMENTOS QUE NUNCA DEBEN SER UTILIZADOS DENTRO LA CAVIDAD DEL HORNO

Bolsas de papel de estraza (las de color café)

Papel periódico

Servilletas o toallas de papel decoradas

Contenedores de plástico (“topers”)

Bandejas (charolas) de comida congelada previamente utilizadas

Papel aluminio

Charolas o vasos de “Styrofoam”

Contenedores utilizados para manejar o transportar alimentos temporalmente

Tarros de alimentos para bebes y biberones

Contenedores de alimentos de vidrio (en el caso de que no se marque que son seguros para ser utilizados en hornos de microondas)

Contenedores, platos, tazas con adornos o bordeados metálicos.

Ningún tipo de cubierto u utensilio metálico

Utensilios de barro

ELEMENTOS FABRICADOS ESPECÍFICAMENTE PARA SER UTILIZADOS EN HORNOS DE MICROONDAS

Vajillas así marcadas

Contenedores de alimentos

Utensilios de cocina de vidrio

Utensilios cerámicos

Papel encerado

Papel para hornear

Toallas de papel blanco marcadas como seguras para hornos de microondas

Platos y charolas de papel marcadas como seguras para hornos de microondas

Película de plástico transparente para envolver alimentos

SUPERCALENTAMIENTO

                    En física supercalentar  ( a veces llamado retardación de la ebullición o defervescencia ) es el fenómeno por el que un líquido se calienta a una temperatura superior a su punto de ebullición normal sin que se produzca ebullición.

                   Esto se puede conseguir calentando una sustancia homogénea sin perturbarla (para evitar introducir burbujas de agua en los puntos de nucleación).

                 Como un fluido supercalentado es resultado de circunstancias artificiales, está en un estado metaestable  y puede decaer en cuanto desaparezcan las circunstancias, dando lugar a que el líquido hierve súbita y violentamente; una situación muy peligrosa.

                 A veces el supercalentamiento es una preocupación relacionada con los Hornos de Microondasque pueden calentar rápidamente el agua sin perturbaciones físicas. Una persona que agite un recipiente lleno de agua supercalentada al sacarla del microondas podría quemarse fácilmente.

SUPERCALENTAMIENTO EN UN HORNO DE MICROONDAS

              El supercalentamiento se produce con frecuencia cuando una persona pone a calentar un vaso de agua en un horno de microondas.

            Al final, el agua parece no haber llegado a la ebullición. Cuando se perturba el agua, hierve violentamente. Esto puede suceder simplemente por el contacto con el vaso, o al verter sustancias como café instantáneo azúcar, que pueden provocar que el agua hirviendo salga proyectada hacia arriba .

         La probabilidad de que produzca el supercalentamiento aumenta si el recipiente es muy liso, como un vaso de vidrio nuevo que no tenga arañazos ( los arañazos pueden alojar pequeñas bolsas de aire que sirven de punto de nucleación, esto no equivale a decir que un recipiente antiguo es automáticamente seguro ).

           Para evitar esto, se puede meter un palo de paleta de madera antes de calentar; algunos de los platos giratorios ( de los microondas modernos) también pueden proporcionar suficiente perturbación y evitar el supercalentamiento.

¡PERO, NO SE ARRIESGUE!

MÉTODO SIMPLIFICADO PARA EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA.

            Para medir y cuantificar la cantidad de energía eléctrica que el horno de microondas utilizó para calentar un volumen específico de agua. En términos generales, la prueba consiste en elevar por 30 °C la temperatura de 80 mL de agua; obviamente que es imprescindible contar con la instrumentación adecuada y seguir ciertas restricciones impuestas a los materiales para los materiales involucrados (ver NMX-I-283-01-NYCE-2012)

La energía eléctrica utilizada es calculada mediante la fórmula:

P = E / t

Donde:

P: es la potencia de placa de horno de microondas (en Watts.)

Ees la energía eléctrica utilizada por el horno de microondas en el tiempo (joules)

t: es el tiempo durante el cual el horno de microondas trabajó (segundos)

CONSEJOS PARA COCINAR

     Acomode sobre el plato las piezas de los alimentos uniformemente y preferentemente de forma circular alrededor de la orilla, cubra el plato con una tapa(adecuada) con perforaciones para ventilación o con película plástica transparente; en este último caso perfore la película (perforaciones pequeñas y múltiples) para así permitir que el vapor generado escape fácilmente.

         Los cortes de carne que son gruesos ( de mas de 2.5 centímetros) deben ser cocinados a media potencia ( potencia al 50%) y con tiempo de cocción más prolongado, nunca utilice la potencia máxima ( potencia al 100%) para que el calor llegue perfectamente al centro y así no cocine excesivamente el exterior de la carne.

     Para el caso de alimentos que han sido “descongelados” o cocinados parcialmente en el microondas, muévalos (inmediatamente) al horno (tradicional) o en su caso a la parrilla para completar el proceso de cocción, debido a que es posible que en ciertas secciones (áreas) del alimento (que se descongeló) se empiece a cocinar durante el período inicial de calentamiento (del horno, parilla o comal).

       Aproximadamente a la mitad del tiempo seleccionado para cocinar, pause (detenga) la operación y agite o revuelva el alimento para asegurar un cocimiento homogéneo

    Cocine los alimentos “precocidos) o las “sobras” hasta que se note el desprendimiento de vapor (humeante no quemado).

       En el caso de trozos de carne gruesos o de aves, inserte un termómetro de cocina para asegurar que la temperatura correcta de cocción han sido alcanzada; (obviamente lo más alejado del hueso)

      Siempre espere un tiempo razonable (a ojo de cocinero) antes de insertar el termómetro para que así la temperatura de la pieza se estabilice.

        Las temperaturas aconsejables son: 70°C para carne roja y guisos que contengan huevo y 82°C para aves domesticas (pollo, pavo, etc).

    Evite contaminar los alimentos a ser cocinados no utilizando los mismos utensilios de corte o platos para carnes aún no cocinadas los cuales que previamente han sido usados para preparar frutas o vegetales frescos.

AHORA A DISFRUTAR CON SEGURIDAD DE LA MARAVILLA QUE ES COCINAR CON LA ENERGÍA INVISIBLE

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martes, 26 de junio de 2018

MONITORES DE ACTIVIDAD FÍSICA DE PULSERA, BASADOS EN SENSORES ÓPTICOS DE LEDs

 

MONITORES DE ACTIVIDAD FÍSICA DE PULSERA, BASADOS EN SENSORES ÓPTICOS DE LEDs

             El uso de las pulseras que integran monitores electrónicos de actividad física y que también son enlazables a teléfonos móviles “inteligentes” , han ido ganando adeptos a pasos agigantados entre una diversa gama y diversidad de grupos de consumidores; beneficiando, particularmente, a personas involucradas en actividades que desarrollan esfuerzos físicos extenuantes o extremos, y también para aquellas que padecen de afecciones pulmonares o cardíacas.

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         Partiendo de una sólida plataforma de técnicas de medición óptica validadas ampliamente en el sector médico/hospitalario para el registro de la frecuencia cardiaca (pulsaciones) y el nivel de saturación de oxígeno en la sangre; ahora se ha potenciado la factibilidad para ofrecerla al público consumidor en general, gracias a la incorporación, en este tipo de productos de la tecnología actual en los LEDs (diodos emisores de luz)

         Es así que básicamente, el mismo tipo de componentes electrónicos de estado sólido que son utilizados en eminentemente en la elaboración de esas lámparas ultra-eficaces y que han venido a remplazar a los tradicionales “focos” en la iluminación de nuestros hogares; además del irrefutable protagonismo en más de una entrada en este blog “consumiendo a la defensiva”, ahora se han posicionado para incidir decidida y directamente en beneficio de nuestro estado y condición física.

El Método Óptico de Medición.

          El principio en el cual se fundamenta la medición por medios ópticos se llama “Fotopletismografía” (photoplethysmography PPG por sus siglas en inglés) ; y consiste en la medición, registro y valuación de los cambios de volumen y presión que se presentan en el flujo arterial y venoso en los plexos (capas) dérmico y subdérmico. En pocas palabras, el método se refiere a la medición de las variaciones del volumen de la sangre presente en los vasos capilares el que varía, acorde al ciclo de bombeo del corazón. La luz emitida penetra la piel, el tejido, los vasos sanguíneos y es absorbida, reflejada y transmitida. La cantidad de luz registrada por el detector cambia acorde a la cantidad de sangre que fluye por las arterias y las venas.

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PRINCIPIO DE OPERACIÓN, EMISIÓN, REFLEXIÓN, RECEPCIÓN

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CORTE TRANSVERSAL DEL PLEXO DÉRMICO Y SUBDÉRMICO

Ritmo(Frecuencia) Cardíaco.

         La medición del volumen de sangre, se apoya en la habilidad de la hemoglobina (que es la proteína de la sangre, que aporta el color rojo característico y la encargada de transportar el oxigeno desde los pulmones al resto del cuerpo) de absorber luz; el sensor está conformado por uno o varios emisores de luz (LEDs), dependiendo del diseño del producto  verde (530mn), rojo (660nm), infrarrojo (940nm) y un fotosensor que responde a las longitudes de onda seleccionadas, los elementos son arreglados de forma que se ubiquen lo más cercanamente entre ellos, evitando interferencias.

SENSOR REFLECTIVO VERDE

MÉTODO REFLECTIVO, NORMALMENTE UTILIZADO EN PULSERAS

          El corazón, rítmicamente empuja sangre (sístole) y la retira (diástole) en un ciclo constante; esto significa, que durante la fase sistólica fluye un volumen mayor de sangre comparado al volumen presente durante la fase diastólica; entonces, midiendo el cambio de volumen de la sangre en una ubicación determinada en el cuerpo y dada la periodicidad de la señal medida, es así que también es posible derivar el valor del ritmo cardíaco.

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CICLO DEL RITMO CARDÍACO

Nivel de Saturación de Oxigeno en la Sangre.

         La Oximetría es la técnica que es utilizada para medir la saturación de oxigeno en la sangre y usualmente se expresa en porcentaje (una lectura normal resulta en aproximadamente 97%). El nivel de saturación se mide examinando los dos tipos de hemoglobina que se encuentran en la sangre; a la primera se le llama hemoglobina oxidada (oxy-) denominada HbO(también llamada “ oxigeno-saturada”); la segunda se conoce como hemoglobina oxigeno-reducida (deoxy-) y es denominada como Hb (también llamada “oxigeno-empobrecida”).

         El nivel de saturación de oxigeno en la sangre (SpO2), es la relación entre la oxy-hemoglobina y la deoxy-hemoglobina; relación que se puede expresar como: SpO2=HbO2/(Hb+HbO2).

        Resulta que el tipo Hb absorbe más (y refleja menos) la luz Roja visible y el tipo HbO2 absorbe más (refleja menos) la luz Infrarroja; dado que el nivel de saturación del oxigeno puede ser determinado es midiendo y comparando los valores de Hb y HbO2un método que permite realizar la medición es por medio de iluminar la superficie de la piel de un dedo o la muñeca simultáneamente con dos tipos de LEDs: un Rojo(660nm) y otro Infrarrojo( 940nm)Para realizar la operación (de iluminación/detección) existen dos métodos Transmisivo (oximetría transmisiva) o Reflectivo (oximetría reflectiva).

ubicación del sensor                              OXIMETRÍA TRANSMISIVA         OXIMETRÍA REFLECTIVA

En resumen.

                   A medida que la tendencia del consumidor típico crece hacia el autocontrol y conocimiento constante de su estado físico, los sensores ópticos diseñados para la profesión médica irán penetrando cada día más el mercado del público general, particularmente en lo referente a los dispositivos tipo pulsera. Este segmento de mercado se ha logrado desarrollar gracias a los avances alcanzados en el diseño, procesos de manufactura y aseguramiento de la calidad de LEDs altamente eficientes.