Descubra a Ciência Surpreendente por Trás de um Café Coado!
Diariamente, mais de um bilhão de xícaras de café são consumidas em todo o mundo, refletindo a popularidade dessa bebida, que pode ser preparada de diversas formas, como prensa francesa, espresso e cold brew. Entre os aficionados pelo café está Arnold Mathijssen, um físico da Universidade da Pensilvânia, que prefere o método do café coado. Esse jeito de preparar envolve a aplicação manual de água quente sobre grãos de café moídos, filtrando a bebida para uma caneca ou recipiente.
Mathijssen, ao lado de dois alunos, decidiu investigar como otimizar esse processo, aplicando princípios da dinâmica dos fluidos para melhorar o sabor do café. A pesquisa resultou em uma recomendação científica: despejar a água de uma altura elevada, de forma lenta e com um fluxo constante. Esse método garante uma extração mais eficiente do sabor, usando menos grãos, tornando a experiência do café ainda mais prazerosa.
Os resultados desse estudo, publicados recentemente, evidenciam como as práticas culinárias podem inspirar novas direções científicas e vice-versa. Mathijssen observa que a “ciência da cozinha” possui um acesso relativamente fácil, mas pode levar a descobertas surpreendentes e profundas.
O foco de pesquisa de Mathijssen abrange a física dos fluxos biológicos, como o movimento de bactérias nos vasos sanguíneos. Durante o isolamento causado pela pandemia, ele começou a realizar experimentos com diferentes ingredientes e técnicas culinárias, levando-o a desenvolver uma análise sobre a física por trás do preparo de refeições.
A paixão pela física na cozinha não desapareceu mesmo após o retorno ao laboratório. A ideia do estudo de café surgiu também de um membro da equipe que mantinha registros detalhados de vários cafés preparados diariamente, levando em conta a origem dos grãos, o tempo de extração e o perfil de sabor.
Um dos estudantes de pós-graduação envolvido no projeto, Ernest Park, criou um experimento formal. Usando esferas de gel de sílica em um cone de vidro, simularam a ação da água sobre os grãos de café a várias alturas, usando uma câmera de alta velocidade para registrar a dinâmica do processo.
Nos testes práticos, despejar a água de uma altura maior permitiu que mais partículas de café fossem extraídas. A água, ao cair, criava um fluxo eficaz, evitando que escorresse pelas laterais e garantisse um melhor contato com os grãos. Essa interação levou ao que os pesquisadores chamaram de “efeito de avalanche”, onde a água erodia o centro da pilha de grãos, promovendo uma extração mais intensa enquanto o fluxo permanecesse contínuo.
Os pesquisadores notaram que o jato de água ideal deveria ser liso. Se começasse a quebrar ou se formassem gotas, era um sinal para ajustar a altura do despejo. Embora testes de sabor tenham sido realizados, os resultados não foram incluídos na publicação final, uma vez que a percepção de sabor é subjetiva e varia de pessoa para pessoa.
Embora o estudo tenha focado na água despejada no centro dos grãos, os pesquisadores consideram explorar outras técnicas em experimentos futuros, como a formação de redemoinhos durante o despejo.
O que se observa na cozinha frequentemente encontra ecos em outras áreas da ciência. A dinâmica da água interagindo com os grãos de café, por exemplo, é comparável à erosão de solo em cachoeiras e barragens. Além disso, agitações em uma panela de sopa podem refletir as formas dos espelhos líquidos de telescópios. Descobertas feitas no passado, como as bolhas de sabão observadas por uma dona de casa do século 19, contribuíram significativamente para o desenvolvimento da ciência de superfície e nanotecnologia.
Recentemente, Mathijssen organizou uma coleção de estudos sobre os processos que ocorrem na cozinha, reunindo pesquisas de cientistas de diversas partes do mundo. Ele está atualmente colaborando com outros pesquisadores para uma segunda coleção que já abrange mais de 30 estudos sobre fenômenos como o comportamento de gemas de ovo e técnicas de cozimento de macarrão.
Mathijssen também planeja continuar seu trabalho focado na busca pelo café perfeito, explorando aspectos como a física por trás da formação de camadas de leite e espresso em um latte, além de considerar investigações sobre a preparação de cold brews. Essa dedicação reafirma a conexão fascinante entre ciência e culinária.
