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

Se já alguma vez serviu um espresso a alguém e ouviu um “está… interessante”, isto é para si. Há uma linha muito fina entre um café que sabe a café e aquele “sumo de meia” que ninguém quer admitir que está a beber.

E se o café é o seu aliado das manhãs - mas não é barista - sabe bem como isto funciona: há dias bons e dias maus. Num dia, o espresso acerta em cheio; noutro, fica intragável, demasiado amargo ou aguado. Não é falta de jeito: até há pouco tempo, a ciência ainda não tinha reunido num único modelo todos os fatores que fazem a diferença entre um espresso que o salva e um líquido morno que já anuncia uma jornada longa.

Esse “vazio” foi agora esclarecido por uma equipa internacional de matemáticos, que propôs um modelo capaz de descrever melhor e antecipar o caminho da água através do café moído. O trabalho, publicado a 1^o de abril na revista Royal Society Open Science, assenta num princípio físico em que provavelmente não pensa quando está ao balcão ou em frente à máquina: a percolação.

L’espresso, vu de l’intérieur

Em qualquer máquina de espresso, o café moído é compactado dentro de um pequeno compartimento cilíndrico: o cesto/filtro. Ao iniciar a extração, a água quente é empurrada sob uma pressão que pode chegar aos nove a dez bares e abre caminho através do pó, extraindo óleos, açúcares, ácidos e cafeína.

É a fase de extração, e a sua qualidade depende de muitos detalhes: tamanho das partículas, compactação, superfície da cama de café, organização dos espaços vazios e preenchidos, caudal, tempo de contacto, etc. Embora estes fatores já fossem conhecidos separadamente, nunca tinham sido reunidos numa só equação com poder preditivo.

Para o conseguir, os investigadores usaram duas variedades de grãos torrados - o Tumba, originário do Ruanda, e o Guayacán, vindo da Colômbia - moídos em onze níveis diferentes de finura. Depois, cada amostra foi colocada em tubos e analisada com uma técnica de imagem chamada micro-tomografia por raios X, que cria mapas tridimensionais da estrutura interna dos grãos com precisão micrométrica.

A partir destas imagens 3D, a equipa conseguiu simular o percurso exato da água através do café aplicando o princípio físico da percolação. Este princípio descreve como um fluido avança num material poroso, distinguindo passagens que formam canais contínuos daquelas que acabam por se fechar sobre si próprias.

Quando a água atravessa a cama de café, ela nunca se distribui de forma uniforme - bem pelo contrário. Vai preferir os canais mais “abertos”, contornar zonas demasiado densas e, por vezes, ficar presa localmente antes de chegar à saída. Ao modelar este comportamento, típico da mecânica de fluidos em meios porosos, os investigadores chegaram à sua equação: a que liga a dimensão das partículas, a compactação e a geometria dos espaços entre grãos ao tempo de contacto entre a água e o café. A variável que, no fim de contas, condiciona a qualidade do café que chega à sua chávena.

Comment faire votre meilleur espresso ?

Tudo isto é muito interessante. Mas não está aqui para fazer simulações numéricas - quer é tirar um bom café. Por isso, vamos explicar como aplicar, de forma simples, as conclusões dos investigadores. A chave é o tempo de contacto entre a água e os grãos: se for curto demais, a água sai antes de extrair açúcares e aromas - o café fica ácido e sem graça. Se for longo demais, há sobre-extração de taninos e compostos amargos que normalmente ficariam mais “guardados” - amargor agressivo, adstringência e sabor a queimado.

Pode mexer nesse tempo através de quatro parâmetros. Primeiro, a moagem: quanto mais fino o café, mais estreitos são os espaços entre partículas, mais a água abranda e mais o tempo de contacto aumenta. Pelo contrário, uma moagem grossa cria canais largos, a água passa depressa e vai-se embora antes de extrair o que deve. Um espresso pede uma moagem muito fina, quase em pó. Se o café sai em menos de vinte segundos, tem de afinar; se demora mais de trinta segundos a correr, convém engrossar a moagem.

O segundo parâmetro é a compactação: ao calcá-lo no cesto/filtro, está a apertar mecanicamente os espaços entre partículas e a reproduzir o efeito de uma moagem mais fina. Uma pressão firme e uniforme (cerca de quinze a vinte kg) é suficiente; calcá-lo em excesso pode descompensar a extração.

A dose, depois: quanto mais café coloca no cesto/filtro, mais espessa fica a pastilha, mais caminho a água tem de percorrer e mais longo será o contacto. Um duplo espresso padrão anda pelos dezoito a vinte gramas; abaixo disso, a pastilha fica demasiado fina e a extração acelera.

Por fim, a superfície dos grãos: é um efeito direto da finura da moagem. Partículas finas são mais numerosas e, em conjunto, expõem uma área total muito maior à água, o que intensifica a extração em cada instante do contacto, independentemente do caudal.

Passe no seu torrador, se tiver um por perto, e peça aconselhamento sobre a melhor moagem para espresso. E, por mais estranho que pareça, os preços nem sempre são necessariamente mais altos do que os cafés de supermercado. Outra opção: comprar café em grão e moer em casa com um moinho a sério, com vários graus de moagem. Se o orçamento for apertado, um moinho manual resolve (e ainda trabalha os braços), mas evite, se puder, os moinhos de lâminas que picam o café e o aquecem, porque isso altera o sabor. Prefira um moinho de mós, que preserva melhor os aromas. Qualquer apreciador de café lhe dirá: mais vale investir num bom moinho do que gastar uma fortuna numa máquina. É ele que vai decidir a qualidade da bebida antes de quase tudo o resto. Pronto, já sabe (quase) tudo: a sua próxima chávena com sabor a líquido da loiça será, então, um ato plenamente consciente e assumido.