Cocina por inducción

Calentamiento directo por inducción de recipientes de cocción
Encimera rectangular lisa y sin rasgos distintivos, casi al ras de la encimera de la cocina
Vista superior de una placa de inducción

La cocción por inducción es un proceso de cocción que utiliza el calentamiento por inducción eléctrica directa de los recipientes de cocción , en lugar de depender de la radiación indirecta , la convección o la conducción térmica . La cocción por inducción permite lograr una alta potencia y aumentos muy rápidos de la temperatura: los cambios en los ajustes de calor son instantáneos. [1]

Los recipientes de cocción con bases adecuadas se colocan sobre una cocina eléctrica de inducción (también llamada "placa de inducción" o "placa de cocción por inducción") que generalmente tiene una superficie vitrocerámica resistente al calor sobre una bobina de alambre de cobre por la que pasa una corriente eléctrica alterna de baja frecuencia de radio . El campo magnético oscilante resultante induce una corriente eléctrica en el recipiente. Esta gran corriente parásita que fluye a través de la resistencia de una fina capa de metal en la base del recipiente produce un calentamiento resistivo .

En casi todos los modelos de cocinas de inducción, el recipiente para cocinar debe estar hecho de un metal ferroso, como hierro fundido o algunos aceros inoxidables , o contener dicho metal. El hierro de la olla concentra la corriente para producir calor en el metal. Si el metal es demasiado fino o no ofrece suficiente resistencia al flujo de corriente, el calentamiento no será efectivo. Las cocinas de inducción normalmente no calientan recipientes de cobre o aluminio porque el campo magnético no puede producir una corriente concentrada, pero las ollas de hierro fundido, acero al carbono y acero inoxidable suelen funcionar. Se puede utilizar cualquier recipiente si se coloca sobre un disco de metal adecuado que funcione como una placa calefactora convencional.

La cocina de inducción tiene un buen acoplamiento entre la olla y la resistencia y, por lo tanto, es bastante eficiente, lo que significa que genera menos calor residual y se puede encender y apagar rápidamente. La inducción tiene ventajas de seguridad en comparación con las cocinas de gas y no emite contaminación del aire a la cocina. Las placas de cocción también suelen ser fáciles de limpiar, porque la placa de cocción en sí tiene una superficie lisa y no se calienta mucho.

Historia

Las primeras patentes se concedieron a principios del siglo XX. [2] La división Frigidaire de General Motors mostró estufas de demostración a mediados de los años 50 [3] en una vitrina itinerante. La cocina de inducción se mostró calentando una olla de agua con un periódico colocado entre la estufa y la olla, para demostrar su comodidad y seguridad. Esta unidad nunca se puso en producción.

Las implementaciones modernas llegaron a principios de la década de 1970, con trabajos realizados en el Centro de Investigación y Desarrollo de Westinghouse Electric Corporation . [4] Ese trabajo se exhibió por primera vez en la convención de la Asociación Nacional de Constructores de Viviendas de 1971 en Houston, Texas, como parte de la exhibición de la División de Productos de Consumo de Westinghouse. [ cita requerida ] La cocina independiente de un solo quemador se denominó Cocina de Inducción Cool Top. Utilizaba transistores paralelos de Delco Electronics desarrollados para sistemas de encendido electrónico de automóviles para impulsar la corriente de 25 kHz.

Westinghouse decidió fabricar unos cientos de unidades de producción para desarrollar el mercado. Se denominaron cocinas de inducción Cool Top 2 (CT2). El trabajo de desarrollo estuvo a cargo de un equipo dirigido por Bill Moreland y Terry Malarkey. Las cocinas tenían un precio de 1.500 dólares (11.050 dólares de 2023) e incluían un juego de utensilios de cocina de alta calidad fabricados con Quadraply, un nuevo laminado de acero inoxidable, acero al carbono, aluminio y otra capa de acero inoxidable (de fuera a dentro). La producción comenzó en 1973 y se detuvo en 1975.

El CT2 tenía cuatro "quemadores" de unos 1.600 vatios cada uno. La superficie era una lámina de cerámica Pyroceram rodeada de un bisel de acero inoxidable, sobre el que cuatro deslizadores magnéticos ajustaban cuatro potenciómetros correspondientes debajo. Ese diseño, sin orificios pasantes, hacía que la cocina fuera impermeable a los derrames. La sección electrónica estaba formada por cuatro módulos idénticos refrigerados por un único ventilador silencioso, de baja velocidad y alto par.

En cada uno de los módulos electrónicos, la alimentación de la línea doméstica de 240 V, 60 Hz se convirtió en entre 20 V y 200 V de CC continuamente variable mediante un rectificador controlado por fase , que luego se convirtió en CA de 27 kHz y 30 A (pico) mediante dos conjuntos de seis transistores de encendido automotriz Motorola en paralelo en una configuración de medio puente que impulsaban un oscilador LC resonante en serie , cuyo componente inductor era la bobina de calentamiento por inducción y su carga, la sartén para cocinar. El diseño del circuito, en gran parte obra de Ray Mackenzie, [5] abordó con éxito los problemas de sobrecarga.

La electrónica de control incluía funciones como protección contra el sobrecalentamiento de las ollas y las sobrecargas. Se tomaron medidas para reducir los campos eléctricos y magnéticos radiados. [6] [7] Se proporcionó detección magnética de ollas. [8]

El CT2 fue incluido en la lista UL y recibió la aprobación de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC), ambas primeras. Se emitieron numerosas patentes. El CT2 ganó varios premios, incluido el premio al mejor producto IR-100 de 1972 de la revista Industrial Research [9] y una mención de la Asociación del Acero de los Estados Unidos. Raymond Baxter demostró el CT2 en la serie de televisión de la BBC Tomorrow's World . Demostró cómo el CT2 podía cocinar a través de una placa de hielo.

A mediados de los años 1980, Sears Kenmore vendió un horno/cocina independiente con cuatro superficies de cocción por inducción (número de modelo 103.9647910). La unidad también tenía un horno autolimpiable , un temporizador de cocina de estado sólido y botones de control táctiles capacitivos, algo avanzado para la época. Las unidades eran más caras que las superficies de cocción estándar.

En 2009, Panasonic desarrolló una cocina de inducción totalmente metálica que utilizaba frecuencias de hasta 120 kHz, [10] tres a cinco veces más altas que otras cocinas, para funcionar con utensilios de cocina de metales no ferrosos.

Teoría

Vista interior de una cocina de inducción: la gran bobina de cobre forma el campo magnético, debajo de ella se ve un ventilador de refrigeración y la fuente de alimentación y el filtro de línea rodean la bobina. En el centro de la bobina hay un sensor de temperatura, cubierto de grasa térmica blanca .
Ranuras de ventilación visibles. El mueble tiene una profundidad pequeña en comparación con el ancho de la estufa.
Vista lateral de una estufa de inducción.

Una cocina de inducción transfiere energía eléctrica de forma inalámbrica por inducción desde una bobina de alambre a un recipiente de metal. La bobina está montada debajo de la superficie de cocción y pasa una corriente alterna de baja frecuencia de radio (normalmente ~25-50 kHz [1] ) . La corriente en la bobina crea un campo electromagnético dinámico que es fuertemente magnético. Cuando una olla eléctricamente conductora adecuada se acerca a la superficie de cocción, el campo oscilante induce grandes corrientes parásitas en la olla. La bobina tiene muchas vueltas, mientras que la parte inferior de la olla forma efectivamente una sola vuelta en cortocircuito. Esto forma un transformador que reduce el voltaje y aumenta la corriente. Esta gran corriente que fluye a través de la base de la olla produce calor a través del calentamiento Joule ; la olla caliente a su vez calienta su contenido por conducción de calor .

Para lograr una alta eficiencia, debe haber la menor resistencia eléctrica posible en la bobina y la mayor cantidad posible en la sartén para que la mayor parte del calor se desarrolle en la sartén.

En las frecuencias que se utilizan normalmente en la cocina de inducción, las corrientes fluyen principalmente por el exterior de los conductores (el efecto pelicular ). Al reducir el efecto pelicular en la bobina, se reduce su resistencia y el calor que se pierde en ella. Por lo tanto, la bobina está hecha de alambre litz , que es un haz de muchos alambres aislados más pequeños tejidos en paralelo. El alambre litz reduce el efecto pelicular y la resistencia de la bobina, de modo que la bobina se mantiene fría. Por el contrario, un mayor efecto pelicular en los utensilios de cocina da como resultado un acoplamiento más eficiente, que es uno de los factores que hacen que los materiales ferrosos [11] sean preferibles.

Características

Una olla con agua hirviendo sobre papel de periódico sobre una superficie de cocción por inducción.
Una placa de inducción que hierve agua a través de varias capas de papel de periódico. El papel no se daña porque el calor se produce solo en el fondo de la olla.

La cocina por inducción proporciona un calentamiento rápido, una eficiencia térmica mejorada y un calentamiento más constante que la cocina por conducción térmica . [12] Generalmente, cuanto mayor sea la potencia nominal, más rápido será el tiempo de cocción. Las potencias nominales de las cocinas de inducción generalmente se cotizan para la potencia suministrada a la sartén, mientras que las potencias nominales de gas se especifican en términos de uso de gas, pero el gas es mucho menos eficiente. En la práctica, las zonas de cocción por inducción suelen tener un rendimiento de calentamiento más comparable al de un quemador de gas comercial que a los quemadores domésticos. A menudo hay un termostato presente para medir la temperatura de la sartén. Esto ayuda a evitar que la sartén se sobrecaliente gravemente si se calienta accidentalmente vacía o se hierve hasta secarse, pero algunos modelos pueden permitir que la cocina de inducción mantenga una temperatura objetivo.

Las superficies de cocción por inducción son generalmente de vitrocerámica de baja expansión térmica . La superficie de la cocina se calienta únicamente por la olla y, por lo tanto, no suele alcanzar una temperatura elevada. La conductividad térmica de la vitrocerámica es deficiente, por lo que el calor no se propaga demasiado. Las cocinas de inducción son fáciles de limpiar porque la superficie de cocción es plana y lisa y, por lo general, no se calienta lo suficiente como para que los alimentos derramados se quemen y se peguen. La superficie es frágil y puede dañarse con un impacto suficiente, aunque deben cumplir con los estándares de impacto especificados. [13]

El ruido es generado por un ventilador de refrigeración interno. Se pueden producir ruidos acústicos y vibraciones inducidos electromagnéticamente (un zumbido agudo), especialmente a alta potencia, si los utensilios de cocina tienen piezas sueltas o si las capas de la olla no están bien adheridas entre sí; los utensilios de cocina con capas de revestimiento soldadas y remaches sólidos tienen menos probabilidades de producir este tipo de ruido. Algunos usuarios son más capaces de oír (o más sensibles a) este sonido de alta frecuencia.

Algunas técnicas de cocción disponibles cuando se cocina sobre una llama no son aplicables. A las personas con marcapasos artificiales u otros implantes médicos electrónicos se les suele indicar que eviten las fuentes de campos magnéticos. [ cita requerida ] Los receptores de radio cerca de la unidad de cocción por inducción pueden captar algunas interferencias electromagnéticas . Debido a que la placa de cocción es poco profunda en comparación con una superficie de cocción a gas o con serpentín eléctrico, se puede mejorar el acceso en silla de ruedas; las piernas del usuario pueden caber por debajo de la altura de la encimera mientras que los brazos del usuario se extienden por encima. [ investigación original? ]

La energía que se pierde al cocinar a gas calienta la cocina, mientras que con la cocina de inducción, las pérdidas de energía son mucho menores. Esto da como resultado un menor calentamiento de la cocina y reduce la cantidad necesaria de ventilación. Las estufas de gas son una fuente importante de contaminación del aire en interiores . [14] [15] La eficiencia de la cocina a gas es menor una vez que se tiene en cuenta la generación de calor residual. Especialmente en restaurantes, la cocina a gas puede aumentar significativamente la temperatura del aire en áreas localizadas. Puede ser necesaria una refrigeración adicional y una ventilación por zonas para acondicionar adecuadamente las áreas calientes sin enfriar demasiado otras áreas. En un entorno comercial, las cocinas de inducción no requieren enclavamientos de seguridad entre la fuente de combustible y la ventilación, como puede ser necesario con los sistemas de gas.

Algunas unidades tienen controles sensibles al tacto. Algunas tienen una configuración de memoria, una por elemento, para controlar el tiempo que se aplica el calor. Al menos un fabricante fabrica una superficie de cocción por inducción "sin zonas" con múltiples bobinas de inducción. Esto permite utilizar hasta cinco ollas a la vez en cualquier lugar de la superficie de cocción, en lugar de en lugares predefinidos. [16]

Batería de cocina

Los utensilios de cocina pueden llevar un símbolo que los identifica como compatibles con una cocina de inducción.
Dibujo lineal de una tetera colocada sobre un núcleo de hierro en forma de E, con una bobina de alambre alrededor de la pata central de la E
Una patente de una cocina de inducción de 1909 ilustra el principio. La corriente en la bobina de alambre S induce un campo magnético en el núcleo magnético M. El campo magnético pasa a través del fondo de la olla A, induciendo corrientes de Foucault en su interior. A diferencia de este concepto, una superficie de cocción moderna utiliza una corriente de alta frecuencia generada electrónicamente.
Top 2 genial (CT2) de Westinghouse, 1972
Papel de aluminio en un recipiente cuadrado de Pyrex con agua, con un desgarro donde se ha derretido el papel.
El papel de aluminio para uso doméstico es mucho más fino que la capa superficial del aluminio en las frecuencias que se utilizan en las cocinas de inducción. En este caso, el papel se ha derretido en el lugar donde estuvo expuesto al aire después de que se formara vapor debajo de él. Los fabricantes de superficies de cocción prohíben el uso de papel de aluminio en contacto con una superficie de cocción por inducción.

Los utensilios de cocina deben ser compatibles con el calentamiento por inducción; por lo general, solo se pueden calentar metales ferrosos. Los utensilios de cocina deben tener un fondo plano, ya que la intensidad del campo magnético (poder de calentamiento) disminuye rápidamente con la distancia desde la superficie. ( Existen placas de cocina con forma de wok para usar con woks de fondo redondo ). Los discos de inducción son placas de metal que se calientan por inducción y calientan ollas no ferrosas por contacto térmico, pero son mucho menos eficientes que los recipientes de cocina ferrosos.

Los utensilios de cocina compatibles con inducción casi siempre se pueden usar en otras cocinas. Algunos utensilios de cocina o envases están marcados con símbolos que indican su compatibilidad con inducción, gas o calor eléctrico. Las superficies de cocción por inducción funcionan bien con cualquier sartén con un alto contenido de metal ferroso en la base. Las sartenes de hierro fundido y cualquier sartén de hierro o metal negro son compatibles. Las sartenes de acero inoxidable son compatibles si la base de la sartén es de un grado magnético de acero inoxidable. Si un imán se adhiere bien al fondo de la sartén, es compatible. Los utensilios de cocina no ferrosos son compatibles con cocinas "totalmente metálicas".

El aluminio y el cobre son deseables en los utensilios de cocina, ya que conducen mejor el calor. Por este motivo, las sartenes de "triple capa" suelen tener una capa de acero inoxidable compatible con la inducción que contiene una capa de aluminio conductor térmico.

Para freír, la base de una sartén debe ser un buen conductor de calor para distribuir el calor de manera rápida y uniforme. La base de la sartén será una placa de acero prensada en aluminio o una capa de acero inoxidable sobre el aluminio. La alta conductividad térmica del aluminio hace que la temperatura sea más uniforme en toda la sartén. Las sartenes de acero inoxidable con base de aluminio no tienen la misma temperatura en sus lados que una sartén con lados de aluminio. Las sartenes de hierro fundido funcionan bien con superficies de cocción por inducción, aunque el material no es tan buen conductor térmico como el aluminio.

Al hervir agua, el agua circula, repartiendo el calor y evitando puntos calientes. Para productos como salsas, es importante que al menos la base de la olla incorpore un buen material conductor del calor para repartir el calor de forma uniforme. Para productos delicados como salsas espesas, es mejor una olla con aluminio en todas sus partes, ya que el calor fluye por los lados a través del aluminio, calentando uniformemente la salsa.

Para la cocción por inducción, la base de un recipiente adecuado suele estar hecha de acero o hierro . Estos materiales ferromagnéticos tienen una alta permeabilidad magnética que reduce en gran medida la profundidad de la piel , concentrando la corriente en una capa muy fina en la superficie del fondo metálico de la olla. Esto hace que la resistencia eléctrica en la olla sea relativamente alta, calentándola de manera eficiente.

Imagen térmica de una cacerola de 4 cuartos calentando agua mediante inducción.

Sin embargo, en el caso de metales no ferrosos, como el aluminio, la profundidad de la capa superficial de las ollas de las cocinas de inducción típicas es demasiado grande, por lo que la eficiencia con una cocina de inducción estándar es baja: el calentamiento resistivo en la bobina y la olla es similar. Esto podría dañar la cocina, que lo detecta y rechaza la olla.

El calor que se puede producir en una olla es una función de la resistencia de la superficie. Una resistencia de la superficie más alta produce más calor para corrientes similares. Esta es una “figura de mérito” que se puede utilizar para clasificar la idoneidad de un material para el calentamiento por inducción. La resistencia de la superficie en un conductor metálico grueso es proporcional a la resistividad dividida por la profundidad de la piel. Cuando el espesor es menor que la profundidad de la piel, el espesor real se puede utilizar para calcular la resistencia de la superficie. [4]

Profundidad de la piel a 24 kHz [4]
MaterialResistividad
(10 −6 ohmios-pulgadas)

Permeabilidad relativa
Profundidad de la piel,
pulgadas (mm)
Resistencia superficial,
10 −3 ohmios/cuadrado
(material grueso)
Resistencia superficial,
relativa al cobre
Acero al carbono 101092000,004 (0,10)2.2556,25
Acero inoxidable 43224.52000,007 (0,18)3.587,5
Acero inoxidable 3042910,112 (2,8)0,266.5
Titanio1610,08 (2,0)0,25
Aluminio1.1210,022 (0,56)0,0511.28
Cobre0,6810,017 (0,43)0,041

En el caso de algunos materiales, el grosor de una olla puede ser menor que la profundidad de la piel, lo que aumenta la eficiencia. Por ejemplo, los utensilios de cocina de titanio para acampar típicos tienen un grosor (normalmente alrededor de 0,5 mm) aproximadamente 4 veces menor que la profundidad de su piel a 24 kHz, lo que aumenta su eficiencia en ese factor en comparación con el titanio grueso. En términos menos prácticos, un trozo de papel de aluminio suele ser aproximadamente 35 veces más fino que la profundidad de la piel del aluminio, por lo que se calentará de manera eficiente (y se derretirá rápidamente).

Para obtener la misma resistencia superficial con cobre que con acero al carbono, se requeriría que el metal fuera más delgado de lo que es práctico para un recipiente de cocina; a 24 kHz, el fondo de un recipiente de cobre necesitaría tener 1/56 de la profundidad de la piel del acero al carbono. Dado que la profundidad de la piel es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la frecuencia, esto sugiere que se requerirían frecuencias mucho más altas para obtener un calentamiento equivalente en una olla de cobre que en una olla de hierro a 24 kHz. Estas frecuencias altas no son factibles con semiconductores de potencia económicos. En 1973, los rectificadores controlados por silicio utilizados se limitaron a no más de 40 kHz. [4] Incluso una capa delgada de cobre en el fondo de un recipiente de cocina de acero protegerá al acero del campo magnético y lo hará inutilizable para una placa de inducción. [4] En los materiales ferrosos, se crea algo de calor adicional por pérdidas de histéresis , pero esto crea menos del diez por ciento del calor total generado. [17]

Los nuevos tipos de semiconductores de potencia y diseños de bobinas de baja pérdida han hecho posible una cocina totalmente metálica que se puede utilizar con cualquier olla o sartén de metal, incluso si no está diseñada para inducción. En 2009, Panasonic desarrolló una cocina de inducción para el consumidor que utiliza un campo magnético de mayor frecuencia de 60 kHz o más, y un diseño de circuito oscilador diferente, para permitir su uso también con metales no ferrosos, incluidas ollas y sartenes de aluminio, multicapa y cobre. [18] [19] En 2017, Panasonic lanzó una unidad de encimera de un solo quemador "totalmente metálica", utilizando su nombre comercial "Met-All", dirigida a cocinas comerciales. [20]

Eficiencia

El estudio de verano de 2014 de la ACEEE sobre eficiencia energética en edificios concluyó que "la cocción por inducción no siempre es el método de cocción más eficiente. Cuando se probó con un recipiente de cocción grande, se midió que la eficiencia de la tecnología eléctrica convencional era mayor (83%) que la de la cocción por inducción (77%). Sin embargo, se demostró que la eficiencia de los aparatos de cocina convencionales depende en gran medida del tamaño del recipiente de cocción". [1] Los métodos de cocción que utilizan llamas o elementos calefactores calientes tienen una pérdida significativamente mayor en el medio ambiente; el calentamiento por inducción calienta directamente la olla. Debido a que el efecto de inducción no calienta directamente el aire alrededor del recipiente, la cocción por inducción da como resultado una mayor eficiencia energética. El aire de enfriamiento se sopla a través de los componentes electrónicos debajo de la superficie, pero solo está ligeramente tibio.

El propósito de una placa de cocina es preparar alimentos; por ejemplo, puede ser necesario cocinarlos a fuego lento durante períodos prolongados. Las mediciones de eficiencia energética publicadas se concentran en la capacidad de una placa de cocina de transferir energía a un bloque de prueba de metal, que es más fácil de medir de manera repetible.

La eficiencia de transferencia de energía, según la define el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), es el porcentaje de la energía consumida por una cocina que, al final de un ciclo de cocción simulado, se ha transferido en forma de calor a un bloque de prueba de aluminio estandarizado.

El ciclo de prueba del DOE comienza con el bloque y la placa de cocción a 77 °F ± 9 °F (25 °C ± 5 °C). Luego, la placa de cocción se cambia a la potencia de calentamiento máxima. Cuando la temperatura del bloque de prueba alcanza 144 °F (80 °C) por encima de la temperatura ambiente inicial, la potencia de la placa de cocción se reduce inmediatamente al 25 % ± 5 % de su potencia máxima. Después de 15 minutos de funcionamiento a esta configuración de potencia más baja, la placa de cocción se apaga y se mide la energía térmica en el bloque de prueba. [21] La eficiencia se da por la relación entre la energía en el bloque y la energía (eléctrica) de entrada.

Este ensayo, en el que se utilizan dos niveles de potencia, pretende imitar el uso real. No se tienen en cuenta los términos de desperdicio de energía, como el calor residual no utilizado (retenido por las placas calefactoras sólidas, la cerámica o la bobina al final del ensayo) ni las pérdidas por convección y radiación de las superficies calientes (incluidas las del propio bloque).

En la cocina tradicional, la energía que proporciona la olla se utiliza solo en parte para calentar los alimentos; una vez que esto ha ocurrido, toda la energía que entra posteriormente se transmite al aire como pérdida a través del vapor o la convección y la radiación. Sin un aumento de la temperatura de los alimentos, el procedimiento de prueba del DOE determinaría que la eficiencia es cero. Los procedimientos de cocción como la reducción de una salsa, el estofado de carne, la cocción a fuego lento, etc., son usos importantes de una olla, pero el procedimiento no modela la eficiencia de estas prácticas.

En 2013 y 2014, el DOE desarrolló y propuso nuevos procedimientos de prueba para permitir la comparación directa de la eficiencia de transferencia de energía entre cocinas y estufas de inducción, resistencia eléctrica y gas. Los procedimientos utilizan un nuevo bloque de prueba híbrido hecho de aluminio y acero inoxidable. La norma propuesta enumera los resultados de pruebas de laboratorio reales realizadas con el bloque híbrido. Para elementos de cocina comparables (de gran tamaño), se midieron las siguientes eficiencias con una repetibilidad de ±0,5 %: 70,7 % - 73,6 % para inducción, 71,9 % para bobina eléctrica, 43,9 % para gas. El DOE afirmó que "las unidades de inducción tienen una eficiencia promedio de 72,2 %, no significativamente mayor que la eficiencia de 69,9 % de las unidades de resistencia eléctrica lisa o el 71,2 % de las unidades de bobina eléctrica". [22] El DOE señaló que la eficiencia de inducción del 84%, citada en Documentos de soporte técnico anteriores, no fue medida por laboratorios del DOE, sino que simplemente fue "referenciada a partir de un estudio de prueba externo" realizado en 1992. [22]

Las pruebas de fabricantes independientes [23] [1] y otros sujetos parecen demostrar que las eficiencias reales de cocción por inducción suelen estar entre el 74% y el 77% y, ocasionalmente, alcanzan el 81% (aunque estas pruebas pueden seguir procedimientos diferentes). Estas pruebas sugieren que el valor de referencia de eficiencia promedio de inducción del 84% debe tomarse con cautela.

A modo de comparación y de acuerdo con los hallazgos del DOE, cocinar con gas tiene una eficiencia energética promedio de alrededor del 40%. Se puede aumentar solo utilizando ollas especiales con aletas. [24] [25]

En comparación con el gas, el costo relativo de la energía eléctrica y del gas y la eficiencia de la generación de electricidad afectan la eficiencia ambiental general [26] y el costo para el usuario.

Seguridad

La olla está aislada por la superficie de cocción y los voltajes generados en la olla son demasiado bajos para representar un peligro de descarga eléctrica. La placa de cocción puede detectar si hay utensilios de cocina presentes al controlar la energía suministrada. Al igual que con otras superficies de cocción de cerámica eléctrica, el fabricante puede especificar un tamaño máximo de olla y también se indica un tamaño mínimo. El sistema de control apaga el elemento si no hay una olla o si no es lo suficientemente grande. Si una olla se seca al hervir, puede calentarse mucho: un termostato en la superficie apagará la energía si detecta un sobrecalentamiento para evitar fallas en la olla y posibles incendios.

Aplicaciones

Los equipos de inducción pueden ser una superficie empotrada, parte de una cocina o una unidad de superficie independiente. Las unidades empotradas y de sobremesa suelen tener varios elementos, el equivalente a varios quemadores en una cocina a gas. Los módulos de inducción independientes suelen tener uno o dos elementos. Todos estos elementos comparten un electroimán sellado debajo de una lámina de vitrocerámica resistente al calor . La olla se coloca sobre la superficie de vitrocerámica y calienta su contenido.

Los fabricantes asiáticos han tomado la delantera en la producción de superficies económicas de una sola zona de inducción. En Japón , algunos modelos de ollas arroceras funcionan con inducción. Las cocinas de inducción se utilizan con menos frecuencia en otras partes del mundo.

Las cocinas de inducción pueden ser aplicables en cocinas de restaurantes comerciales, con menores costos de instalación, ventilación y equipos de extinción de incendios. [27] Las desventajas para el uso comercial incluyen posibles roturas de la placa de vidrio, un mayor costo inicial y el requisito de utensilios de cocina magnéticos.

Fabricantes

En los Estados Unidos, a principios de 2013, más de cinco docenas de marcas ofrecían equipos de cocina por inducción, incluidos equipos residenciales empotrados y de encimera y equipos de grado comercial. Más de dos docenas de marcas ofrecen unidades residenciales empotradas; las unidades residenciales de encimera son ofrecidas por más de dos docenas de marcas. [ cita requerida ] La Asociación Nacional de Constructores de Viviendas estimó en 2012 que, en los Estados Unidos, las cocinas de inducción representaban solo el 4% de las ventas, en comparación con las cocinas a gas y otras cocinas eléctricas. [28] El mercado mundial de cocinas de inducción se estimó en 9.160 millones de dólares en valor durante 2015. [ cita requerida ] En abril de 2010, The New York Times informó que "en una encuesta independiente [en 2009] realizada por la empresa de investigación de mercado Mintel a 2.000 usuarios de Internet que poseen electrodomésticos, solo el 5 por ciento de los encuestados dijo que tenía una cocina o estufa de inducción. Aún así, el 22 por ciento de las personas encuestadas por Mintel en relación con su estudio [en 2009] dijo que su próxima cocina o estufa sería de inducción". [29]

Véase también

  • Lámpara sin electrodos  : Lámpara de descarga de gas que utiliza campos eléctricos y magnéticos para transferir energía al gas del interior.Páginas que muestran descripciones breves de los objetivos de redireccionamiento
  • Vitrocerámica  – Sólido policristalino translúcido
  • Horno microondas  – Aparato de cocina para cocinar

Referencias

  1. ^ abcd Sweeney, Micah; Dols, Jeff; Fortenbery, Brian; Sharp, Frank (2014). Diseño y evaluación de tecnología de cocción por inducción (PDF) (Informe). Estudio de verano de la ACEEE sobre eficiencia energética en edificios.
  2. ^ Por ejemplo, véase la solicitud de patente británica GB190612333, titulada "Mejoras en o relacionadas con aparatos para la producción eléctrica de calor para cocinar y otros fines", solicitada por Arthur F. Berry el 26 de mayo de 1906.
  3. ^ La cocina del futuro tiene un horno con cúpula de cristal y una batidora automática , Popular Mechanics, abril de 1956, página 88
  4. ^ abcde WC Moreland, La cocina de inducción: su rendimiento y sus problemas de desarrollo , IEEE Transactions on Industry Applications, vol. TA-9, n.º 1, enero/febrero de 1973, páginas 81-86
  5. ^ Aparato de cocción por calor por inducción
  6. ^ Desacoplamiento capacitivo del recipiente de cocción para aparatos de cocción por inducción
  7. ^ Conjunto de bobina de calentamiento por inducción para calentar recipientes de cocina
  8. ^ Detector de ollas para unidad de cocción por calentamiento por inducción
  9. ^ Archivo, consultado el 22 de agosto de 2012, rdmag.com [ enlace inactivo ]
  10. ^ Davis, Lee (27 de junio de 2016). "Panasonic lleva la inducción al siguiente nivel". SEFA.
  11. ^ Arar, Steve (19 de julio de 2023). "Líneas de transmisión con pérdidas: Introducción al efecto pelicular, sección ¿Qué tan pequeña es la profundidad pelicular?". Todo sobre circuitos.
  12. ^ Agbinya, Johnson I. (1 de diciembre de 2015). Transferencia de energía inalámbrica. River Publishers. ISBN 9788793237629Archivado del original el 21 de febrero de 2021. Consultado el 12 de diciembre de 2020 .
  13. ^ Hans Bach, Dieter Krause, Cerámicas de vidrio de baja expansión térmica , Springer, 2005 ISBN 3-540-24111-6 página 77, enumera normas IEC, UL, canadienses, australianas y otras con requisitos de resistencia al impacto 
  14. ^ "Acaba con tu estufa de gas". The Atlantic . 15 de octubre de 2020. Archivado desde el original el 2020-10-31 . Consultado el 2020-11-17 .
  15. ^ "Estufas a gas: impactos y soluciones en la salud y la calidad del aire". Archivado desde el original el 2020-11-16 . Consultado el 2020-11-17 .
  16. ^ Especificaciones de la estufa "Piano" de DeDietrich, consultadas el 9 de mayo de 2012 Archivado el 2 de mayo de 2014 en Wayback Machine , dedietrich.co.uk
  17. ^ Fairchild Semiconductors (julio de 2000). "An9012 Induction Heating System Topology Review" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2014-07-24 . Consultado el 2009-05-20 .
  18. ^ Fujita, Atsushi; Sadakata, Hideki; Hirota, Izuo; Omori, Hideki; Nakaoka, Mutsuo (17–20 de mayo de 2009). Últimos desarrollos de placas de cocción empotradas de tipo inversor resonante con carga en serie de alta frecuencia para electrodomésticos totalmente metálicos calentados por inducción . Conferencia sobre electrónica de potencia y control de movimiento, 2009. IPEMC '09. IEEE 6th International. págs. 2537–2544. doi :10.1109/IPEMC.2009.5157832. ISBN . 978-1-4244-3557-9.
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  20. ^ "Panasonic presenta una nueva e innovadora placa de inducción que ofrece un rendimiento de cocción comercial extraordinario con todo tipo de utensilios de cocina de metal". shop.panasonic.com . Archivado desde el original el 2018-09-19 . Consultado el 2018-09-19 .
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  • Medios relacionados con Cocinas de inducción en Wikimedia Commons
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