O modelo matemático da percolação para um espresso com o tempo de contacto certo

Depois de ler isto, deixa de haver desculpas para continuar a servir “água de lavar meias” a quem lhe aparece em casa.

Se o café é o seu cúmplice das manhãs e não é barista profissional, sabe como isto funciona: há dias em que corre bem e dias em que corre mal. Num dia, o espresso sai equilibrado e saboroso; noutro, parece intragável - amargo demais, aguado, sem corpo. Não é só impressão sua: durante muito tempo, a ciência não tinha ainda fechado num único modelo a combinação de variáveis que separa um espresso que lhe melhora o humor de um café morno e triste que já anuncia uma jornada interminável.

Esse vazio foi recentemente preenchido por uma equipa internacional de matemáticos, que apresentou um modelo capaz de descrever melhor e prever o escoamento da água através do café moído. O trabalho, publicado a 1 de abril na Royal Society Open Science, apoia-se num conceito de física em que raramente pensa enquanto carrega no botão da máquina: a percolação.

Porque o espresso nem sempre sabe igual

O problema é que, dentro do porta-filtros, a água não se comporta como gostaríamos: não atravessa o café de forma homogénea. Pequenas diferenças na moagem, na forma como compacta, na dose e até na geometria dos espaços entre partículas podem alterar o percurso da água e, com isso, aquilo que ela consegue (ou não) extrair.

Foi precisamente esse conjunto - que já se conhecia peça a peça - que faltava juntar num só “mapa” com poder preditivo.

O espresso, visto por dentro

Numa máquina de espresso, o café moído é comprimido dentro de um pequeno compartimento cilíndrico: o cesto do filtro. Quando inicia a extração, a água quente é empurrada sob uma pressão que pode chegar aos nove a dez bares e abre caminho pelo café, dissolvendo e transportando óleos, açúcares, ácidos e cafeína.

Essa etapa chama-se extração, e a sua qualidade depende de vários factores: granulometria, grau de compactação, área exposta do “bolo” de café, organização dos espaços vazios e cheios, caudal, tempo de contacto, entre outros. Embora estes elementos fossem conhecidos em separado, nunca tinham sido reunidos numa única equação capaz de prever o resultado.

Para construir esse modelo, os investigadores trabalharam com duas variedades de café torrado - Tumba, do Ruanda, e Guayacán, da Colômbia - moídas em onze níveis diferentes de finura. Depois, cada amostra foi colocada em tubos e analisada com microtomografia por raios X, uma técnica de imagem que produz mapas tridimensionais da estrutura interna com precisão micrométrica.

Com essas imagens 3D, foi possível simular o trajecto concreto da água através do leito de café aplicando o princípio da percolação. Em termos simples, a percolação descreve como um fluido progride num material poroso, distinguindo os canais que formam caminhos contínuos daqueles que se interrompem ou se fecham sobre si próprios.

Quando a água atravessa o café, ela tende a escolher os espaços mais abertos, evita zonas demasiado compactas e, por vezes, fica “presa” em determinados pontos antes de chegar à saída. Ao modelar este comportamento - típico da mecânica dos fluidos em meios porosos -, os autores chegaram a uma equação que liga a dimensão das partículas, a compactação e a geometria dos interstícios ao tempo de contacto entre a água e o café. É essa variável que, no fim, dita a qualidade do café que chega à chávena.

Como fazer o seu melhor espresso?

Tudo isto é interessante, mas a sua prioridade não é fazer simulação numérica: é tirar um bom café. A boa notícia é que as conclusões podem ser aplicadas de forma prática. O ponto central é o tempo de contacto entre a água e o café. Se for curto demais, a água atravessa o café sem levar consigo açúcares e aromas suficientes: o resultado tende a ser ácido e sem graça. Se for longo demais, a água extrai em excesso taninos e compostos amargos que idealmente ficariam para trás: amargor agressivo, adstringência e um travo a queimado.

Os quatro ajustes que controlam o tempo de contacto

Pode mexer nesse tempo actuando sobre quatro parâmetros.

A começar pela moagem: quanto mais fina for, mais estreitos ficam os espaços entre partículas, mais a água abranda e mais o tempo de contacto aumenta. Em sentido inverso, uma moagem grossa cria canais largos, a água passa depressa e sai antes de extrair o que devia. Um espresso pede uma moagem muito fina, quase em pó. Se o café escorrer em menos de vinte segundos, deve afinar a moagem; se demorar mais de trinta segundos a passar, deve engrossá-la.

O segundo parâmetro é a compactação: ao prensar o café no cesto do filtro, reduz mecanicamente os interstícios entre grãos e provoca um efeito semelhante ao de uma moagem mais fina. Basta uma pressão firme e regular (cerca de quinze a vinte kg); compactar em excesso pode desequilibrar a extração.

A dose vem a seguir: quanto mais café colocar no cesto do filtro, mais espesso fica o bolo, maior é o percurso da água e mais longo é o contacto. Um duplo espresso “padrão” anda à volta de dezoito a vinte gramas; abaixo disso, o bolo fica demasiado fino e a extração acelera.

Por fim, a área de superfície dos grãos: é, na prática, uma consequência directa da finura da moagem. Partículas mais finas existem em maior número e, no conjunto, oferecem uma área total muito maior à água, intensificando a extração a cada instante do contacto, independentemente do caudal.

Se tiver um torrador perto de si, vale a pena passar por lá: além de aconselhar a melhor moagem para espresso, é frequente que os preços não sejam necessariamente mais altos do que os cafés de supermercado. Em alternativa, pode comprar café em grão e moê-lo em casa com um moinho a sério, com vários graus de moagem. Com orçamento apertado, um moinho manual também serve (e ainda trabalha os braços), mas evite - se puder - moinhos de lâminas que picam o café e o aquecem, porque isso altera o sabor. Prefira um moinho de mós, que preserva os aromas. Qualquer entusiasta de café lhe dirá o mesmo: mais vale investir num bom moinho do que gastar uma fortuna numa máquina. Antes de qualquer outro factor, é ele que mais condiciona o que vai beber. Pronto, já sabe (quase) tudo: assim, a sua próxima chávena com sabor a detergente da loiça será um acto plenamente consciente e assumido.