Como a pressão do espresso desafia os 9 bar, segundo físicos na Polónia

Uma máquina de espresso pode ter vários controlos, mas há um mostrador que parece comandar tudo: a pressão. Ao aumentá-la, a expectativa é simples - mais café deve chegar à chávena.

Essa ideia guia praticamente todas as máquinas desde a década de 1940. Com o tempo, um número virou padrão do sector: 9 bar, cerca de nove vezes a pressão do ar à nossa volta.

Ao testar essa lógica numa faixa completa de pressões - das mais suaves às mais extremas - físicos na Polónia descobriram que, perto do topo, a máquina deixou de se comportar como o esperado.

Uma pergunta vinda dos baristas

A investigação nasceu de uma queixa concreta. Na Conferência do Café de Varsóvia, baristas disseram a um estudante de física visitante que o maior pesadelo do dia a dia era a canalização.

Canalização é quando a água quente abre “túneis” directos através do pó, fazendo com que parte da extracção fique amarga e o resto, fraco e aguado.

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

Ele e os colegas decidiram esclarecer, com medidas, como a pressão determina o que chega à chávena, tratando o ritual diário do café como um problema científico.

A mudança de perspectiva foi natural. “Como físicos, transformamos café em investigação todos os dias. Agora fizemos dele o assunto, e não o combustível”, disse Lisicki.

Doses de café em diferentes pressões

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

Para medir o que a pressão realmente faz, a equipa adaptou uma máquina comum de cafeteria com uma balança e um manómetro, registando ambos os valores 10 vezes por segundo. Em seguida, prepararam dose após dose, em pressões que iam de cerca de 1 bar a 12 bar.

Em pressões baixas, o “bolo” de café (o disco compacto de pó) comportou-se como um material poroso bem organizado, semelhante a areia ou a solo compactado.

Ao aplicar o dobro da pressão, passava aproximadamente o dobro de água. Em física, essa relação linear é conhecida como Lei de Darcy.

Mais pressão, menos fluxo de café

A regularidade não durou. Quando a pressão ultrapassou aproximadamente 5 bar, a linha recta começou a curvar.

A partir daí, aumentar a pressão já não significava obter mais vazão - e, ao insistir, o fio de café na chávena acabava por diminuir.

Sinais dessa possibilidade circulavam entre cafeterias há anos. Baristas suspeitavam havia muito tempo que pressão demais poderia “estrangular” a dose, mas faltava uma medição sistemática ao longo de uma faixa limpa de pressões.

O leito de café a colapsar

A explicação está no acto de comprimir. Sob pressão elevada, o leito húmido de café deixa de agir como um filtro rígido. As micro-aberturas entre as partículas fecham, e o disco compactado torna-se mais difícil de atravessar pela água.

Materiais que retêm líquido nos poros e, ainda assim, deformam quando submetidos a carga são chamados de poroelásticos - um comportamento observado em solo encharcado e em tecido vivo.

Após 30 a 40 segundos, o café solúvel já se dissolveu; o que resta parece passar a agir dessa forma, a julgar pelo modo como as medições de fluxo coincidiram com o modelo.

Imagens de raios X dos discos antes e depois da extracção mostraram a estrutura mais apertada, consistente com a compactação do leito sob carga. A estabilização do fluxo e o “aperto” contavam a mesma história.

Os primeiros 40 segundos

Ao acompanhar uma dose desde o início, surgem três actos. Nos primeiros 5 a 10 segundos, a água penetra no leito seco, expulsa o ar preso e faz o pó inchar - uma etapa que outros estudos já filmaram em detalhe.

Em seguida, vem um trecho central rápido: o fluxo cresce e a água arranca sabor do pó já encharcado.

Depois do tempo típico de uma dose, o fluxo aproxima-se de um valor estável, e foram exactamente esses números tardios e estáveis que expuseram o efeito de compressão.

O ritmo também depende da dissolução, tanto quanto da pressão. Ao acompanhar quanto café se dissolvia, segundo a segundo, a equipa montou um modelo simples que liga aqueles instantes iniciais ao fluxo estabilizado no fim.

Mistérios na chávena

Pela primeira vez, a compressão do leito de café sob a pressão de extracção foi medida em toda a faixa de pressões e incorporada num modelo funcional.

O trabalho, porém, continua. O próximo passo é substituir o pó de café por esferas transparentes de vidro.

Isso deve permitir observar o processo oculto de preparação “a olho nu” e seguir a desvendar a física do espresso.

“Física é sobre responder mistérios que ainda não foram resolvidos, e acabou por acontecer que o café tem esses mistérios tanto quanto as galáxias”, disse Lisicki.