di Marco Natale Ostili
membro Consiglio Direttivo AC Scuola Montessori APS
docente di Matematica e Fisica presso LSS G. Galilei, Terni
“Cucinare” significa usare il calore per scaldare i cibi e renderli così più digeribili e appetibili. È una tecnica antichissima, praticamente contemporanea alla scoperta del fuoco da parte dell’uomo primitivo: il fuoco illuminava e riscaldava gli ambienti, teneva a bada gli animali feroci, ma cuoceva anche carni e altri cibi per facilitarne la masticabilità o per renderli commestibili, riusciva a mantenere l’integrità proteica degli alimenti per tempi più o meno lunghi, diminuiva il rischio di insorgenza di malattie dovute alle contaminazioni di batteri. Inizialmente per cuocere il cibo esso veniva semplicemente posto molto vicino alla sorgente di calore (come attualmente ancora facciamo con il barbecue o lo spiedo), e solo successivamente si cominciò a usare recipienti adatti, realizzati con materiali resistenti alle alte temperature, che avevano la doppia funzione di distribuire il calore in modo più uniforme e di poter raccogliere e cucinare ingredienti diversi, solidi e liquidi. Questa tecnica è rimasta sostanzialmente immutata nel corso dei millenni: infatti per cucinare vengono utilizzati ancor oggi gli stessi combustibili vegetali e fossili (legna, carbone) e solo “ultimamente” il gas e l’elettricità.
Nelle società economicamente più sviluppate, attualmente il calore necessario alla preparazione dei cibi può essere prodotto chimicamente, elettricamente, ed elettro-magneticamente. Il primo metodo consiste nella combustione delle sostanze già citate come appunto il legno, il gas naturale, il carbone. Il secondo sfrutta invece la corrente elettrica per generare il calore tramite l’”effetto Joule”: è noto infatti che, quando un conduttore metallico è attraversato da una corrente elettrica, esso si riscalda tanto più quanto è alta la sua resistenza al passaggio della corrente ed elevata la corrente che vi scorre; la resistenza elettrica a sua volta dipende dal tipo di materiale e dalle dimensioni del conduttore (lunghezza, sezione). Il cibo viene comunque la maggior parte delle volte posto all’interno di un recipiente (pentola, padella, ecc…) che funge da “mediatore” dello scambio di calore: il combustibile oppure la resistenza elettrica della piastra si scaldano, cedendo parte del loro calore al recipiente che a sua volta scambia parte del proprio calore assorbito al cibo che contiene.
E’ evidente quanto siano inefficienti dal punto di vista energetico tali passaggi, a causa proprio della dispersione del calore nell’ambiente circostante nelle diverse fasi: si può calcolare infatti che il rendimento energetico, inteso come rapporto tra il calore assorbito dal cibo e l’energia utilizzata dalla sorgente di calore, non supera normalmente il 50-60%. Il terzo metodo, quello elettromagnetico si applica alla cucina ad infrarossi o al forno a microonde. Nel primo caso la cottura avviene per irraggiamento elettromagnetico generato da una forte sorgente di calore, senza dispersione per convezione del calore nell'aria; inoltre, la velocità i tempi di riscaldamento sono ridottissimi in quanto il processo avviene alla velocità della luce. I raggi infrarossi sono generati da una resistenza elettrica, da una lampada alogena o dal gas, che per contro causano un consumo elevato di energia alla fonte per il loro funzionamento. Il forno a microonde è chiamato così perché genera onde elettromagnetiche nello spettro delle microonde alla frequenza di 2,45 GHz attraverso un dispositivo chiamato magnetron: le molecole d’acqua contenute nei cibi riescono ad assorbire con facilità le microonde, producendo una cottura finale più uniforme anche nelle parti più interne.
I Esiste tuttavia una quarta modalità “ibrida” di generazione del calore, che sfrutta sia la corrente elettrica e che il campo magnetico da essa generato: la cucina a induzione. Al di sotto di una zona ristretta (circolare o rettangolare) del piano di cottura in vetroceramica viene posto un induttore ferromagnetico avvolto da una bobina. Il passaggio di corrente elettrica alternata nella bobina genera un campo magnetico variabile nel tempo che si propaga nelle immediate vicinanze. La base del recipiente metallico appoggiato nella zona riservata “intercetta” le linee di flusso del campo magnetico. A questo punto sul fondo della pentola, e solo su di esso, si generano delle “correnti parassite”, fenomeno fisico noto anche con il nome di correnti di Foucault, o correnti vortice (il nome di corrente vortice, “eddy” in inglese, deriva dall’analogia dei vortici creati dal remo di una barca sulla superficie dell’acqua). Questo effetto di solito assume un’accezione negativa quando si manifesta nei motori elettrici o nei trasformatori, poiché le correnti parassite si contrappongono al campo magnetico indotto e trasformano parte dell’energia elettrica in calore.
Nel caso della cucina a induzione invece questo fenomeno è invece utilizzato positivamente affinché il fondo della pentola (quindi solo la parte a contatto con il piano a induzione) si scaldi e possa trasferire in modo diretto il calore al cibo. E’ facile intuire la differenza tra questa e tutte le altre modalità di cottura: nella cucina a induzione il calore è generato direttamente “dal” fondo del recipiente, e non “sul” fondo; quest’ultimo quindi non ha la funzione di mediatore del calore, bensì di vera e propria sorgente termica. Diminuendo il tempo di cottura dei cibi o dell’ebollizione dell’acqua, le tecniche della cucina a induzione possono a volte risultare notevolmente differenti da quella tradizionale.
Le considerazioni che derivano dall’uso della cucina a induzione non si restringono esclusivamente alla questione di un eventuale risparmio energetico, ma anche a quello della sicurezza domestica:
i tempi necessari al raggiungimento delle temperature più elevate risultano molto ridotti rispetto a tutti gli altri metodi; inoltre, per diminuire o aumentare la temperatura si agisce sull’intensità del campo con estrema semplicità, ottenendo un effetto praticamente immediato, con conseguente risparmio energetico;
la pentola non si scalda per induzione nella sua interezza, perché lo scambio termico avviene solo tra il fondo e i cibi contenuti, con rendimenti prossimi al 90%;
toccare il piano di lavoro al di fuori della zona interessata non comporta rischi di alcun tipo, non ci si scotta e non si “prende la corrente”, perché l’effetto magneto-termico si attiva solo sul fondo della pentola (di acciaio con uno spessore anche di qualche centimetro). Quest’ultima proprietà risulta molto importante per la sicurezza in cucina, soprattutto se pensiamo alla prevenzione degli incendi e alla sicurezza personale: infatti, togliendo la pentola dal piano di lavoro, il passaggio di corrente istantaneamente si interrompe, così come avviene se ad es. fuoriescono acqua o liquidi dalla pentola, mentre se si appoggiano inavvertitamente oggetti di piccole dimensioni benchè metallici, avendo essi una superficie di appoggio sul piano trascurabile si producono all’interno correnti parassite altrettanto trascurabili;
il campo elettromagnetico è a media frequenza ed agisce esclusivamente sul fondo della pentola e non sul suo contenuto, diminuendo comunque con il quadrato della distanza dalla sorgente: il livello di riferimento a 1 cm di distanza diventa quattro volte inferiore a 2 cm, nove volte inferiore a 3 cm, sedici volte inferiore a 4 cm, e così via.
In Italia la cucina a induzione non ha avuto ancora una grande diffusione, certamente a causa di una scarsa (o inesistente) informazione da parte delle aziende costruttrici e della grande distribuzione sul rapporto costi/benefici della cucina a induzione rispetto agli elettrodomestici usuali, soprattutto quelli alimentati a gas metano o GPL. Certamente la produzione dell’energia elettrica generata dai sistemi “tradizionali” (combustibili fossili, nucleare) non favoriscono certamente una sostenibilità tecnologica di questo tipo, anche se nelle abitazioni in cui sono presenti impianti fotovoltaici con sistemi di accumulo dell’energia è abbastanza ragionevole progettare l’uso di cucine a induzione. Si aggiunge a tali considerazioni anche una certa inerzia psicologica a coinvolgere nelle attività gastronomiche, che nel nostro Paese rivestono un rilevante ruolo socio-culturale, questa particolare innovazione, perché ciò va a modificare, in modo più o meno marcato, tecniche, tradizioni e abitudini consolidate ormai da lunghissimo tempo.
(Le fotografie e le illustrazioni sono prese dal sito http:\\theinductionsite.com)
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