Espresso, percolação e tempo de contacto: o modelo matemático para acertar o café

Depois de ler isto, você vai ficar sem desculpa para continuar servindo um café aguado e sem graça para as visitas.

Se o café é o seu parceiro das manhãs e você não é barista profissional, é natural que existam dias bons e dias ruins. Em alguns, o espresso acerta em cheio e agrada o paladar; em outros, ele parece horrível - amargo demais, fraco demais, “lavado” demais. Isso não é só impressão: por muito tempo, a ciência ainda não tinha colocado em um único quadro todos os elementos que separam um espresso que dá vontade de recomeçar a vida de um líquido morno que já avisa que o dia vai ser puxado.

Esse vazio começou a ser preenchido por uma equipa internacional de matemáticos, que propôs um modelo capaz de descrever melhor e prever o escoamento da água através do café moído. O estudo, publicado em 1º de abril na revista Royal Society Open Science, usa um princípio físico que você provavelmente não considera quando está diante da máquina: a percolação.

Percolação e o modelo matemático do espresso

A percolação explica como um fluido avança dentro de um material poroso. Em vez de imaginar a água distribuída de forma igual, ela descreve a formação de caminhos contínuos (por onde o líquido passa) e de trajetos que “morrem” no meio do caminho, fechando-se sobre si mesmos.

Aplicado ao espresso, isso ajuda a entender por que a água, ao atravessar a massa de café, quase nunca se comporta de modo uniforme: ela tende a escolher os espaços mais abertos, evita regiões compactadas demais e, por vezes, fica presa em certos pontos antes de alcançar a saída.

O espresso por dentro

Em qualquer máquina de espresso, o café moído é prensado dentro de um pequeno compartimento cilíndrico: o cesto do filtro. Ao iniciar a extração, a água quente é empurrada sob uma pressão que pode chegar a 9 a 10 bar, abrindo caminho pelos grãos para retirar óleos, açúcares, ácidos e cafeína.

Essa é a etapa de extração - e a qualidade dela depende de vários fatores: tamanho das partículas, nível de compactação, área e formato do “bolo” de café, como os espaços vazios se organizam, velocidade do fluxo, tempo de contacto, entre outros. Embora cada variável já fosse conhecida separadamente, elas nunca tinham sido reunidas numa única equação com poder de previsão.

Para construir esse modelo, os pesquisadores trabalharam com dois cafés torrados - Tumba, originário de Ruanda, e Guayacán, vindo da Colômbia - moídos em 11 níveis diferentes de finura. Depois, cada amostra foi colocada em tubos e analisada com uma técnica de imagem chamada microtomografia por raios X, que produz mapas tridimensionais da estrutura interna dos grãos com precisão micrométrica.

A partir dessas imagens 3D, foi possível simular o percurso exato da água entre as partículas usando o princípio da percolação. Com isso, os autores chegaram a uma equação que liga a granulometria do café, o grau de compactação e a geometria dos espaços entre as partículas ao tempo de contacto entre a água e o café - a variável que, no fim, define o que vai chegar à sua chávena.

Como fazer seu melhor espresso?

Tudo isso é interessante, mas você não está aqui para fazer simulação numérica: você só quer tirar um bom espresso. Então, vamos traduzir as conclusões dos pesquisadores para a prática. O ponto central é o tempo de contacto entre a água e os grãos. Quando ele é curto demais, a água vai embora antes de extrair açúcares e aromas: o resultado tende a ser ácido e sem graça. Quando é longo demais, acontece a sobre-extração de taninos e compostos amargos que, em condições ideais, deveriam ficar mais “para trás”: aparecem amargor agressivo, adstringência e um sabor de queimado.

Quatro ajustes que controlam o tempo de contacto no espresso

Você consegue mexer nesse tempo controlando quatro parâmetros.

A começar pela moagem: quanto mais fina, mais estreitos ficam os canais entre as partículas, mais a água desacelera e mais o tempo de contacto aumenta. Já uma moagem grossa cria passagens largas, faz a água correr depressa e sair antes de extrair o que precisa. Espresso pede uma moagem bem fina, quase como pó. Se o café cair em menos de 20 segundos, ajuste para mais fino; se demorar mais de 30 segundos para passar, torne a moagem mais grossa.

O segundo ponto é a compactação (tamping): ao prensar o café no cesto, você aproxima mecanicamente as partículas, reduz os espaços entre elas e obtém um efeito parecido com o de uma moagem mais fina. Uma pressão firme e uniforme (cerca de 15 a 20 kg) costuma bastar; exagerar na força pode desequilibrar a extração.

Depois vem a dose: quanto mais café você coloca no cesto do filtro, mais espesso fica o bolo e maior é o caminho que a água precisa percorrer - logo, maior o tempo de contacto. Um espresso duplo padrão fica em torno de 18 a 20 g; abaixo disso, o bolo tende a ficar fino demais e a extração corre rápido.

Por fim, a área de superfície das partículas: isso deriva diretamente da finura da moagem. Partículas menores são mais numerosas e, juntas, oferecem uma área total muito maior para a água - o que intensifica a extração a cada instante do contacto, mesmo sem alterar o fluxo.

Se você tiver um torrefador por perto, vale passar lá para pedir orientação sobre a melhor moagem para espresso. Pode soar contraintuitivo, mas os preços nem sempre são necessariamente mais altos do que os cafés de supermercado. Outra alternativa é comprar o café em grãos e moer em casa com um moedor de verdade, que ofereça vários níveis de moagem. Com orçamento apertado, um moedor manual resolve (e ainda fortalece o braço), mas, se puder, fuja dos moedores de lâmina, que picam o café e o aquecem, prejudicando o sabor. Prefira um moedor de mós, que preserva os aromas. Qualquer entusiasta de café repete a mesma regra: é melhor investir num bom moedor do que gastar uma fortuna numa máquina. Ele define a qualidade da bebida antes de todo o resto. Pronto, agora você sabe (quase) tudo - então a sua próxima chávena com gosto de detergente vai ser uma escolha totalmente consciente e assumida.