Schiumato, macchiato, corto o lungo. Il caffè perfetto è una questione personale, e questo lo sa chiunque abbia mai discusso con un barista sulla lunghezza dell’espresso. Eppure, una nuova ricerca coordinata dall’Università Ludwig Maximilian di Monaco promette di portare un po’ di scienza esatta dietro al bancone. Un gruppo di matematici e fisici ha infatti scoperto una equazione capace di descrivere come l’aroma del caffè finisce nella tazzina, partendo da un elemento che molti sottovalutano: la permeabilità del puck, cioè quel disco compatto di caffè macinato attraverso cui l’acqua passa ad alta pressione nelle macchine espresso.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Royal Society Open Science, parte da un presupposto che chiunque frequenti un bar conosce bene, anche senza saperlo formulare: preparare un caffè davvero buono non è affatto semplice. Quel piccolo contenitore in cui il barista pressa il caffè macinato, il puck appunto, viene poi attraversato dall’acqua calda, che a livello molecolare assorbe aroma, colore e caffeina dai chicchi. Ma la qualità del risultato finale dipende da parecchi fattori. La compattazione del caffè macinato, il tempo di contatto dell’acqua, la granulometria dei chicchi: tutto gioca un ruolo, e non sempre in modo prevedibile.
Raggi X e simulazioni digitali per capire cosa succede dentro il caffè
Per andare a fondo nella questione, i ricercatori hanno macinato due varietà di caffè (Tumba dal Ruanda e Guayacán dalla Colombia) in 11 diverse granulometrie, da molto fine a grossolana. Poi hanno fatto qualcosa di decisamente insolito per chi parla di caffè: hanno usato la microtomografia computerizzata a raggi X per creare mappe tridimensionali delle strutture interne di ciascun campione. Mappe complete degli spazi porosi della polvere di caffè, quei microcanali impossibili da vedere a occhio nudo che però fanno tutta la differenza.
Con queste mappe in mano, il team ha simulato digitalmente il flusso d’acqua attraverso ogni campione, basandosi sulla teoria della percolazione. Si tratta di una branca della fisica che descrive il movimento dei fluidi tra reti di spazi interconnessi. Lo scopo era capire quanti di questi spazi formassero percorsi continui all’interno del puck, e quanti invece fossero vicoli ciechi dove l’acqua si ferma senza contribuire all’estrazione dell’aroma.
L’equazione che lega granulometria, compattazione e aroma
Confrontando i risultati ottenuti con le diverse granulometrie di caffè macinato, i ricercatori sono riusciti a elaborare una equazione che mette in relazione diverse variabili chiave. La permeabilità del caffè dipende principalmente dalla quantità di spazi porosi, dalla granulometria dei chicchi, dalla loro superficie totale e dalla modalità di compattazione. Tutte queste variabili, combinate insieme, determinano il tempo di contatto fisico dell’acqua con il caffè, e quindi quanta parte dell’aroma finisce effettivamente nella tazzina.
“Abbiamo riscontrato un’ottima concordanza con la teoria della percolazione, il che suggerisce un modo pratico per correlare la granulometria e la frazione di compattazione alla superficie specifica per prevedere la permeabilità del caffè“, hanno commentato gli autori nell’articolo.