Os segredos matemáticos debom filtro de café

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FILTER COFFEE. A avó não é a única que sabe fazer um bom café: a matemática também tem algo a dizer sobre isso. Máquinas de café com filtro, máquinas de café com êmbolo, ou máquinas de café expresso… não há falta de maneiras de inventar um pouco de preto. Mas como optimizar factores como o tamanho e a forma da cafeteira de filtro, a temperatura da água, ou mesmo o arejamento do café para dosear a concentração de café da bebida da forma mais subtil possível?

De facto, o desenho do café é semelhante a uma extracção sólido-líquido, um processo que sabemos modelar em termos matemáticos… E é aí que entra o irlandês Kevin Moroney e a sua equipa. A sua última publicação, publicada no SIAM Journal on Applied Mathematics, apresenta um modelo multiescalar (válido tanto em pequena como em grande escala) capaz de descrever com algum pormenor a extracção de café através do seu filtro… e isto tendo em conta todos os parâmetros úteis, incluindo o tamanho dos grãos de café e a sua porosidade, ou seja, o nível de exactidão.

A alta pressão num percolador de café expresso ou a pressão atmosférica num simples funil de filtragem de café, servir café baseia-se na mesma base química que a extracção sólido-líquido. © K. Moroney et al.

Modelos de café forte

“A maioria dos modelos matemáticos que descrevem a extracção de café são simplificados porque consideram que ocorre num sistema homogéneo”, diz o autor principal Kevin Moroney. Uma aproximação que pode ser válida para as cubas muito grandes em que o café é fabricado antes de ser transformado em café liofilizado, mas não para as máquinas individuais. “O nosso modelo, embora também faça algumas aproximações, concentra-se na velocidade de extracção, descrevendo-a com base nas características dos grãos de café, particularmente a sua porosidade. Isto permite-nos prever a eficiência de uma cafeteira com base nas características dos grãos de café, a temperatura da água e o tipo de equipamento utilizado”, continua.

A ideia de uma equipa de matemáticos colocar café em equações pode fazê-lo sorrir, especialmente durante o intervalo do café. Mas ao contrário do que parece, é um assunto sério para os fabricantes, com um dos autores a trabalhar para a Philips Research entre outros. “Os mecanismos relacionados com máquinas de café expresso e cafeteiras industriais têm sido bem estudados, mas a matemática aplicada ainda não se centrou nas cafeteiras de filtro, que representam 55% das máquinas de café vendidas na Europa”, explica Kevin Moroney. E se amanhã, as cafeteiras filtrantes individuais se tornassem inteligentes e capazes de preparar a chávena ideal, a mais adequada ao seu gosto? Nespresso teria de estar atento.

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