✦ Fábio Lopes · VIP de setembro sugeriu esta pauta na urna de 30/09.

A gota de café que seca mais escura na borda

A água evapora mais depressa na beirada, e a corrente que repõe a perda arrasta o pó do centro para o anel.

Gota de café seca com o anel na borda

Em 1997, o físico Robert Deegan e 5 colegas da Universidade de Chicago publicaram na revista Nature a causa da mancha de café em anel: a borda da gota evapora mais depressa que o centro, e o líquido que corre para repor a perda leva o pó junto. A mancha seca escura na beirada porque quase todo o café dissolvido viaja até lá antes de a água acabar.

A pergunta parecia pequena demais para uma revista científica. Qualquer pessoa que já deixou a xícara pingar na mesa conhece o desenho: um círculo de contorno marrom forte e o miolo quase limpo, como se alguém tivesse passado um pincel só na borda.

A explicação comum antes do artigo falava em gravidade, em diferença de temperatura ou em pó que afunda de um lado. A equipe de Deegan testou e descartou cada uma. O anel aparecia em gotas de água com partículas de plástico, de tinta e de café, em superfícies frias e mornas, sempre do mesmo jeito.

O segredo está na beirada presa. Quando a gota encosta na mesa, a borda gruda num ponto e não recua enquanto seca. A gota perde altura e fica mais achatada, mas o contorno continua no mesmo lugar.

Na borda fina, a água escapa para o ar mais depressa do que no centro alto. Para a beirada não secar antes do resto, o líquido do meio escorre para fora sem parar. Essa corrente carrega as partículas de café, e elas se amontoam no contorno até a última gota de água sair.

Os autores deram ao fenômeno o nome que ficou: efeito anel de café (em inglês, coffee ring effect). O artigo virou um dos mais citados da física de fluidos, e a regra vale para tinta de impressora, esmalte e gota de sangue.

O mesmo anel aparece dentro da xícara, na linha onde o café parou, e no topo do filtro de papel depois do preparo. O grão escolhido para esta manhã tem cor e corpo para deixar o desenho bem marcado.

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I  O Grão do Dia

Um Bourbon que tinge a porcelana

O grão do dia é um Bourbon Amarelo da Alta Mogiana, região de serra na divisa de São Paulo com Minas Gerais, cultivado a 1.000 metros de altitude. O Bourbon Amarelo é uma variedade antiga de fruto que amadurece amarelo, e não vermelho, e costuma dar xícaras doces.

A colheita foi seletiva, só com os frutos maduros. O processo é o cereja descascado (o fruto perde a casca logo depois da colheita e seca com parte da polpa grudada no grão). A polpa que fica ali empresta açúcar ao grão durante a secagem.

O resultado é um café de corpo redondo, com bastante sólido dissolvido na xícara. Sólido dissolvido, no vocabulário do barista, é tudo que sai do pó e fica na água: açúcar, ácido, óleo leve e as partículas que dão cor.

Quanto mais sólido dissolvido, mais escuro o anel quando uma gota seca. Um chá fraco quase não deixa marca; um café encorpado deixa o contorno marrom bem definido. A mancha na mesa vira, sem querer, um retrato da extração.

A ficha do lote, em números:

A torra média tem papel no desenho da mancha. Numa torra muito escura, o grão solta mais óleo, e o óleo forma uma película que espalha a gota e borra o contorno. No Bourbon de torra média, o anel sai fino e nítido.

Na xícara, corpo médio para alto, acidez baixa e doçura de caramelo. Notas de chocolate ao leite, caramelo e avelã, com final longo. A doçura aparece logo no primeiro gole, sem açúcar, e cresce quando o café esfria um pouco.

O perfil serve bem a quem gosta de café com leite também. O chocolate do grão segura o leite sem sumir, e o corpo alto não deixa a bebida aguada.

Guarde o pacote fechado, longe da luz e do calor do fogão, e use o grão nas 4 semanas seguintes à data de torra impressa. Depois desse prazo, o aroma de caramelo é o primeiro a enfraquecer.

II  Como Preparar

O coador que guarda o anel no papel

O preparo escolhido é o coador de papel comum, o filtro tamanho 102 que se acha em qualquer mercado: 18 gramas de café, 300 mililitros de água a 94 graus e moagem média.

O coador de papel conversa com o tema por um detalhe que pouca gente olha. Depois do preparo, o filtro seca com uma faixa marrom mais escura no topo, na linha onde a água parou de subir. É o mesmo efeito da gota na mesa: a água evapora pela borda do pó molhado e deixa ali o que carregava.

A ficha do preparo:

O passo 5 tem motivo. Água jogada direto na parede do papel desce por fora do pó sem extrair nada, e a bebida sai rala. Mantendo o jato no centro, toda a água atravessa o café.

O anel aparece de novo na hora de lavar a louça. A linha marrom que fica dentro da xícara, na altura em que o café parou, gruda mais quanto mais tempo a xícara passa suja. Enxaguar logo depois do último gole evita a crosta, porque o anel ainda não secou.

Se a bebida sair rala, aperte a moagem um ponto. Se sair amarga, deixe a moagem um pouco mais grossa ou baixe a água para 92 graus. Com o Bourbon de torra média, a receita acima já entrega a doçura sem ajuste.

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III  O Detalhe

A corrente escondida dentro da gota

Robert Deegan, Olgica Bakajin, Todd Dupont, Greg Huber, Sidney Nagel e Thomas Witten assinaram o artigo de 1997. O título, em inglês, era “Capillary flow as the cause of ring stains from dried liquid drops” (fluxo capilar como causa das manchas em anel de gotas secas). Fluxo capilar é a corrente que o próprio líquido faz dentro de um espaço pequeno, sem bomba nem empurrão de fora.

O experimento que convenceu os revisores foi visual. A equipe misturou microesferas (bolinhas de plástico menores que a espessura de um fio de cabelo) na água e filmou a gota secando pelo microscópio. As bolinhas corriam do centro para a borda, cada vez mais depressa à medida que a gota afinava.

A conta mostrou o motivo da pressa. No fim da secagem, a gota fica tão fina que a borda perde água muito rápido, e a corrente acelera para compensar. A maior parte do pó chega ao anel nos últimos instantes.

O trabalho abriu uma linha de pesquisa inteira. Em 2006, Hu Hua e Ronald Larson, da Universidade de Michigan, publicaram no Journal of Physical Chemistry B que o efeito Marangoni (a corrente que nasce quando a superfície do líquido tem temperaturas diferentes) consegue inverter o desenho e juntar o pó no centro. Na gota de água pura o Marangoni é fraco, e o anel vence.

Em 2011, Peter Yunker e colegas da Universidade da Pensilvânia publicaram na Nature outra saída: trocar as partículas redondas por partículas alongadas, em forma de grão de arroz. As alongadas se prendem umas às outras na superfície da gota, formam uma espécie de tapete e secam por igual, sem anel.

A descoberta tem uso fora da cozinha. Fabricantes de impressora a jato de tinta e de telas eletrônicas lutam contra o anel, porque ele deixa a borda de cada ponto mais escura que o meio. Pesquisadores de exames médicos fazem o contrário e usam o anel para concentrar partículas numa linha fina e fácil de ler.

Na nossa opinião: a mancha da xícara na mesa é a aula de física mais barata da casa. Ela mostra, sem instrumento nenhum, que o líquido parado por fora está em movimento por dentro.

Teste hoje: pingue 3 gotas de café coado num prato branco, deixe secar 1 hora longe de vento e de sol, e conte quantas manchas têm a borda mais escura que o centro. Espere as 3 com o anel marcado e o miolo claro.

Bom café. In cafea veritas.

NOTAS DO CAFÉ

Todo dia, um café melhor