Físicos na Polônia explicam por que mais pressão pode render menos espresso

Uma máquina de espresso tem um comando que parece mandar mais do que qualquer outro: a pressão. Ao aumentá-la, a expectativa é simples: mais café deve chegar à chávena.

Essa é a lógica que orienta praticamente todas as máquinas desde os anos 1940. Um valor acabou virando padrão no sector: 9 bar, cerca de nove vezes a pressão do ar ao redor.

Físicos na Polônia decidiram pôr essa ideia à prova ao longo de uma faixa completa de pressões, do suave ao extremo. E, perto do topo da escala, a máquina deixou de “obedecer”.

Uma pergunta vinda dos baristas

O trabalho nasceu de uma queixa. Na Conferência de Café de Varsóvia, baristas disseram a um estudante de física em visita que o pior pesadelo deles era a canalização.

É quando a água quente abre túneis directos pelo café moído, fazendo com que uma parte da extracção fique amarga e o restante, fraco e sem corpo.

Maciej Lisicki, físico da Universidade de Varsóvia, levou o relato a sério.

Ele e os colegas passaram então a procurar, de forma precisa, como a pressão determina o que vai parar na chávena - tratando o ritual diário do café como um objecto de investigação.

Para eles, essa mudança de perspectiva foi natural. “Como físicos, transformamos café em pesquisa todos os dias. Agora nós o tornámos o tema, e não o combustível”, disse Lisicki.

Doses de café sob diferentes pressões

O espresso é famoso por ser temperamental. Os mesmos grãos podem render uma dose doce num minuto e outra azeda no seguinte - uma frustração que experiências anteriores já quantificaram com bastante detalhe.

A equipa adaptou uma máquina comum de café, instalada num ambiente de cafetaria, com uma balança e um manómetro, registando os dois dados 10 vezes por segundo. Depois prepararam, chávena após chávena, em pressões que foram de cerca de 1 bar até 12 bar.

Em pressões mais baixas, a pastilha de café comportou-se como um material poroso bem organizado, semelhante a areia ou a solo compactado.

Ao dobrar a força, aproximadamente o dobro de água atravessava o leito. Em física, essa proporção de linha recta é conhecida como lei de Darcy.

Mais pressão, menos fio de café

A regularidade não se manteve. Quando a pressão passou de aproximadamente 5 bar, a relação linear começou a curvar.

A partir daí, elevar a pressão já não trazia mais caudal e, ao insistir em valores mais altos, o fluxo para a chávena acabou diminuindo.

Há anos existiam indícios em cafeterias. Baristas suspeitavam há muito tempo que pressão demais poderia “estrangular” a dose, mas ninguém tinha medido o efeito ao longo de uma faixa limpa e contínua de pressões.

O leito de café a colapsar

A explicação está no acto de comprimir. Sob pressão elevada, o leito molhado deixa de se comportar como um filtro rígido. Os poros microscópicos se fecham e o disco compactado torna-se mais difícil de atravessar pela água.

Materiais que retêm líquido nos poros, mas deformam quando submetidos a carga, são chamados de poroelásticos - um comportamento observado em solo encharcado e em tecidos vivos.

Depois de 30 a 40 segundos, a parte solúvel do café já se dissolveu e, pelo que indicou o encaixe entre medições de fluxo e o modelo, o que sobra aparenta passar a agir dessa forma.

Imagens de raios X das pastilhas antes e depois do preparo mostraram a estrutura mais apertada, em linha com a compactação do leito sob carga. O achatamento da curva de fluxo e a compressão contavam a mesma história.

Os primeiros 40 segundos

Ao acompanhar uma dose desde o início, dá para ver três actos. Nos primeiros 5 a 10 segundos, a água penetra no leito seco, expulsa o ar preso e faz os grãos incharem - uma etapa que outros estudos já filmaram em movimento.

Em seguida vem um trecho intermédio rápido, no qual o fluxo aumenta e a água extrai sabor dos grãos já embebidos.

Depois do tempo típico de uma dose, o fluxo caminha para um valor estável; e foram esses números tardios e estáveis que revelaram o efeito da compressão.

A dissolução define o ritmo tanto quanto a pressão. Ao acompanhar quanto café se dissolvia, segundo a segundo, a equipa construiu um modelo simples que liga aqueles momentos iniciais ao fluxo estabilizado no fim.

Mistérios na chávena

Pela primeira vez, a compressão do leito de café sob a pressão de preparo foi medida ao longo de uma faixa completa e incorporada num modelo funcional.

O grupo ainda não terminou. O próximo passo é substituir o café moído por esferas de vidro transparentes.

Assim, eles poderão observar o processo de extração, normalmente oculto, a olho nu - e continuar a destrinchar a física do espresso.

“A física é sobre responder mistérios que não foram resolvidos, e descobrimos que o café tem esses mistérios tanto quanto as galáxias”, disse Lisicki.