Ricostruita la fisica necessaria per avere un buon caffè

AGI - Perché a volte il caffè espresso viene male anche quando si usano le stesse dosi e la stessa macchina? Questa la domanda di fondo che ha guidato uno studio degli scienziati dell’Università di Varsavia, che hanno pubblicato un articolo sulla rivista Physics of Fluids per rendere noti i risultati del proprio lavoro. Il team, guidato da Maciej Lisicki, ha descritto per la prima volta in modo sistematico alcuni meccanismi fisici che rendono l’estrazione dell’espresso meno prevedibile di quanto sembri, e che potrebbero aiutare a ridurre uno dei problemi più odiati dai baristi: il channeling.

Il channeling

Questo fenomeno, spiegano gli esperti, si verifica durante l’estrazione dell’espresso, quando l’acqua calda attraversa il cosiddetto puck, il disco compatto di caffè macinato e pressato nel portafiltro. Idealmente l’acqua dovrebbe distribuirsi in modo uniforme; in realtà tende a seguire i percorsi con meno resistenza, creando piccoli canali preferenziali. Alcune zone del caffè vengono quindi sovraestratte (rilasciano composti amari), altre sottoestratte (risultano più acide e poco sviluppate), alterando il sapore finale.

Per capire meglio il fenomeno, i ricercatori hanno utilizzato una macchina professionale da espresso e un sensore di pressione, preparando centinaia di caffè variando sistematicamente la pressione dell’acqua. A basse pressioni il comportamento del caffè è risultato relativamente semplice: il disco di caffè si comporta come un normale materiale poroso, in cui più pressione significa più flusso d’acqua. Ma alle pressioni tipiche dell’espresso, circa tra sei e nove volte la pressione atmosferica, il sistema cambia comportamento.

Dopo circa 30–40 secondi di estrazione, gran parte delle sostanze solubili del caffè è già stata rimossa e il materiale residuo assume proprietà di un materiale poroelastico: una struttura che può deformarsi mentre lascia passare il liquido. In questa fase aumentare ulteriormente la pressione non porta automaticamente a un maggiore passaggio dell’acqua. Secondo gli autori, questa “compattazione poroelastica” era già stata intuita empiricamente dalla comunità del caffè, ma mancavano prove sperimentali e una descrizione teorica.

Modello matematico

Il gruppo ha quindi sviluppato un modello matematico che descrive come varia il flusso durante l’estrazione e perché il comportamento diventa meno lineare del previsto. “Come fisici – afferma Lisicki – abbiamo reso il caffè che beviamo quotidianamente oggetto della ricerca. Curiosamente, questa bevanda così comune può essere avvolta da misteri irrisolti, proprio come le galassie e il cosmo”. Nei prossimi approfondimenti, gli scienziati intendono utilizzare microsfere di vetro per studiare visivamente il movimento dell’acqua all’interno del filtro, superando i limiti fisici dei macchinari che nascondono il processo di infusione all’occhio umano.