Como profesora de física, constantemente busco darle a mis alumnos distintos ejemplos no triviales en los que se aplican conceptos de física. Un ejemplo que ha tomado relevancia recientemente en algunos círculos es el de la extracción de café, sobre todo con la popularidad que han ganado los cafés de especialidad. Resulta que preparar un espresso es mucho más que simplemente forzar agua caliente a través de café molido. El molido del café, el tipo de tostado, la compactación en la canastilla, la forma de esta última, la presión aplicada y la temperatura del agua son algunos parámetros que se pueden variar para modificar la bebida resultante.
Si analizamos la preparación de una taza de espresso desde un enfoque físico-químico, podemos comenzar considerando al café molido como un medio poroso a través del cual el agua debe percolar. Un molido fino, característico del espresso, ofrece una mayor superficie de contacto, lo que facilita la extracción, pero también aumenta la resistencia al flujo. Si el molido es demasiado fino se puede obstruir el paso del agua, mientras que uno demasiado grueso resultará en una extracción pobre, en ambos extremos el perfil de sabor no será el ideal. La compactación del café en la canastilla es otro parámetro clave. Si se presiona demasiado fuerte, se crea un flujo no uniforme y el agua busca los caminos de menor resistencia, generando una extracción desigual. En los últimos años, ha ganado popularidad el control de la tasa de flujo de agua durante la extracción (el volumen de líquido que pasa a través del café molido por unidad de tiempo), lo que permite un control más preciso sobre el proceso y las características de la bebida final obtenida.
Durante el paso de agua caliente por el café molido ocurren tres procesos principales, comenzando por la compactación del medio poroso de café, debido a que el agua a alta temperatura penetra el café molido, provocando un hinchamiento irreversible de partículas, reduciendo la porosidad y aumentando la resistencia al flujo. El proceso anterior es seguido de la extracción y formación de crema, en la que se disuelven compuestos hidrofílicos (compuestos a los que “les gusta” el agua) y dióxido de carbono, creando sobresaturación y burbujas que forman la crema del espresso. Por último, se tiene la emulsificación de lípidos, en la que el agua a presión extrae aceites y surfactantes naturales, formando una emulsión compleja (mezcla de varias fases en la que al menos dos son líquidos) con burbujas y sólidos dispersos.
Como podemos ver, la obtención de una taza de café espresso puede ser un proceso bastante complejo, y si resulta que preferimos un café latte la cosa se complica aún más, ya que debemos de espumar leche. La espuma de la leche es una fase coloidal en la que burbujas de aire quedan atrapadas en una red de proteínas y grasas, lo que le da estabilidad y permite jugar con la mezcla de café y leche para realizar dibujos (latte art), pero esa ya es una historia para otra ocasión.
Claudia Elena Ferreiro Cordova es profesora asistente en el Departamento de Ciencias, Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec de Monterrey Campus Querétaro
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