Londra...caffè e matematica

Per coloro che non conoscono la tradizione dell'insegnamento della matematica nei caffè di Londra, il titolo di questo articolo potrebbe sorprendere. 

Certamente chi oggi frequenta i caffè di Londra si renderà conto che la tradizione non è sopravvissuta, tuttavia, prima di fare esplicito accenno alla matematica nei caffè, esaminerei brevemente la tradizione del consumo di caffè a Londra.

Consumo di caffè davvero sorprendente soprattutto essendo gli Inglesi, da sempre, considerati consumatori di tè, ma giustificato anche dal fatto che era una bevanda che incuriosiva.

Appena arrivata in Europa dalla Turchia, anche se il gusto del caffè del XVII secolo pare fosse piuttosto disgustoso, prese piede fino quasi alla fine del XVIII secolo quando le Coffee Houses scomparvero quasi completamente.

Divertente immagine legata alla "matematica del caffè"

Come ci si potrebbe aspettare, c'è poco accordo su quando sia iniziato il consumo di caffè in Inghilterra e lo storico Anthony Wood scrive, in Athenae Oxonienses (studiosi di Oxford 1691), che la prima caffetteria aprì a Oxford: 

Jacob, un ebreo, aprì un caffè all'Angelo, nella parrocchia di San Pietro a est, Oxon, e fu lì che alcuni, che si dilettarono della novità, bevvero.

Trattasi di una caffetteria fondata da un uomo armeno di nome Jacob Harutiun Vartian, nota come Pasqua o Pascal Rosée, presso l'Angelo della parrocchia di San Pietro. Un edificio sullo stesso sito o vicino ad esso ora ospita un bar-caffetteria chiamato The Grand Café e anche la Queen's Lane Coffee House di Oxford, fondata nel 1654, esiste ancora oggi. 

Sicuramente, poco dopo questi caffè, ne vennero aperti molti altri e nel 1663 è stato registrato che ci fossero ben 82 caffetterie a Londra, anche se non sempre e da tutti ben accette, tanto che ci furono decise opposizioni. 

Ad esempio, nel 1674 fu istituita la "Petizione delle donne contro il caffè" e si affermava che il caffè:

...ha reso gli uomini infruttuosi come i deserti da cui si dice che venga portata l'infelice bacca.

E l'anno successivo il re Carlo II cercò addirittura di liberare Londra dai suoi caffè con un editto:

Considerando che è più evidente che la moltitudine di caffetterie degli ultimi anni istituiti e mantenuti all'interno di questo regno, il dominio del Galles e la città di Berwick-upon-Tweed, e il grande ricorso di persone oziose e disamorate per loro, hanno prodotto effetti molto malvagi e pericolosi, così come il fatto che molti commercianti e altri vi trascorrono male la maggior parte del loro tempo, che potrebbe e probabilmente sarebbe altrimenti impiegato nelle loro mansioni e affari legali, ma anche per quello in tali case e occasionalmente dell'incontro di tali persone al suo interno, molti rapporti falsi, maliziosi e scandalosi vengono elaborati e diffusi all'estero, per la deformazione del governo di Sua Maestà e per il disturbo della pace e della quiete del regno, Sua Maestà ha ritenuto opportuno e necessario che le suddette caffetterie siano per il futuro abbattute e soppresse.

L'editto mirava a vietare la vendita di caffè, cioccolata, sorbetto e tè nei caffè, considerati luoghi di "depravazione", ma la protesta fu tale che re Carlo II decise di fare marcia indietro e non fu fatta ulteriore menzione del suo editto.

Molte caffetterie fungevano da punto d'incontro per diversi gruppi di persone tanto che molte davano il nome di un particolare caffè come indirizzo dove poter essere contattate. 

Ad esempio la Child's Coffee House vicino al Gresham College, era frequentata dal clero, la Lloyd's Coffee House, fondata da Edward Lloyd in Tower Street nel 1680, aveva come clienti armatori e commercianti e fungeva da hub attraverso il quale passavano le notizie sulle navi (si trasferì a Lombard Street nel 1692 e alla fine si trasformò in assicurazioni e divenne i famosi Lloyd's di Londra), o la Grecian Coffee House, come potrebbe suggerire il nome, attirò coloro che erano interessati alla filosofia e ad altre discipline accademiche. 

Lo storico George Macaulay scrive: 

Coloro che desideravano trovare un gentiluomo di solito chiedevano non se vivesse in Fleet Street o Chancery Lance, ma se frequentasse il Grecian o il Rainbow.

Una delle due caffetterie menzionate in questa citazione è il Rainbow, la seconda caffetteria più antica di Londra, aperta da James Farr in Fleet Street nel 1657.

Una cronologia del caffè

1650: la prima caffetteria registrata in Inghilterra viene aperta a Oxford

1652: la prima caffetteria di Londra, Pasqua Rosee apre a St. Michael's Alley  

1657: la seconda caffetteria di Londra The Rainbow apre in Fleet Street

1674: viene pubblicata la "Women's Petition Against Coffee", che affermava che il caffè fa gli uomini "Pamphlet"

1675: un  editto di re Carlo II condanna le caffetterie come luoghi dagli "effetti malvagi e pericolosi" 

1683: sono aperti circa 2.000 coffee house a Londra

1754: si apre la Beford Coffee House 

Un'altra citazione di uno che frequentava la Grecian Coffee House è la seguente: 

Mentre altre parti della città sono esclusivi luoghi di divertimento, generalmente trascorriamo la serata a questo tavolo indagando sull'antichità e riflettendo su qualsiasi idea che ci dia nuove conoscenze.

In Inns and Taverns of Old London di Henry C Shelley si legge : 

Uomini di scienza così come studiosi hanno dato il patrocinio liberale al greco. Era cosa comune che le riunioni della Royal Society continuassero in modo sociale in questo caffè, dove il presidente, Sir Isaac Newton , era spesso tra le parti. Anche qui venne il professor Halley, il grande astronomo, per incontrare i suoi amici durante la sua visita settimanale a Londra da Oxford ...

Quindi uno dei gentiluomini che si potevano trovare al Grecian Coffee House era Isaac Newton, dove a volte incontrava de Moivre .

La Jonathan's Coffee House, in Exchange Alley

La Jonathan's Coffee House, in Exchange Alley, aveva commercianti come clienti ed era considerata alla stregua della Borsa di Londra e  Hooke e Wren partecipavano spesso a discussioni scientifiche con Jonathan.

Parlare di Newton, de Moivre, Hooke e Wren ci riporta al nostro argomento di matematica nei caffè di Londra. 

Per prima cosa, cito un passo da un'opera di Thomas Sydserf intitolata Tarugo's Wiles, o The Coffee House, una commedia in cui nell'Atto III c'è questa conversazione tra due clienti della caffetteria: 

Cliente 1 : Mi è stato detto, signore, che il caffè ispira un uomo in matematica.

Cliente 2 : Fintanto che impedisce di dormire, che sai è il modo pronto per distrarre, di conseguenza il miglioramento della matematica.

Non solo i caffè erano luoghi di incontro, ma in essi venivano tenute conferenze, e queste non erano solo lezioni improvvisate tenute nel corso della discussione, ma piuttosto erano adeguatamente pubblicizzate e di solito non lezioni una tantum, ma piuttosto serie di conferenze estese. 

A causa di questa funzione educativa, i caffè venivano spesso chiamati Penny Universities, e il nome derivava dal fatto che facevano pagare un biglietto d'ingresso di un penny.

Testa di leone della Button's Coffee House

Daniel Button era il proprietario della Button's Coffee House, situata in Russell Street, Covent Garden. Questo caffè aveva molti clienti letterari e in particolare Richard Steele che lo usò come ufficio per il Guardian che iniziò a pubblicare nel 1713. 

Lo stesso Steele pubblicò un annuncio per un corso di conferenze proprio alla Button's Coffee House: 

A decorrere dall'11 gennaio 1713 al 14 , un corso di lezioni filosofiche sulla meccanica, idrostatica, pneumatica, ottica, .... Questo corso di esperimenti sarà tenuto dal signor William Whiston e Francis Hauksbee ...

Whiston, tuttavia, non era universalmente popolare come docente perché si allontanava dal suo argomento matematico per fare commenti religiosi, tanto che Henry Newman scrisse una lettera a Richard Steele il 10 agosto 1713: 

Ti ringrazio per la tua gentilezza nei confronti del signor Whiston in quanto è un ente di beneficenza non solo per lui ma per il pubblico nel metterlo su un divertimento che potrebbe distoglierlo da quegli studi che lo hanno reso così odioso al rimprovero di brave persone. Gli ho fatto notare immediatamente il tuo favore e suppongo che aspetterà i tuoi comandi. Chiedo solo il permesso di suggerirti una cosa quando lo fa, perché verrà con più autorità da te che forse qualsiasi uomo nel regno accanto, e cioè che sarai lieto di evocare il silenzio su tutti gli argomenti estranei al matematica nelle sue conversazioni o lezioni al tuo bar. Ha una voglia matta di sfogare le sue nozioni sul battesimo e sulla dottrina ariana, ma la tua autorità può trattenerlo almeno mentre è sotto la tua tutela.

Forse vale una nota per ricordare cosa sia "la dottrina ariana". 

È un'eresia cristiana proposta per la prima volta all'inizio del IV secolo dall'Alessandrino Ario che, sulla base di uno studio della Bibbia, affermò la convinzione che Gesù fosse più uomo e meno Dio. 

In altre parole, gli ariani non credono nell'identificazione di Dio, Gesù Cristo e lo Spirito Santo, quindi non credono nella dottrina della Trinità. 

Whiston era un ariano incline a far conoscere le sue opinioni nei caffè. 

Anche Newton era un ariano, ma per paura che sarebbe stato licenziato (o peggio) non rese mai pubbliche le sue opinioni ariane.

Un altro cliente abituale di Button's Coffee House era John Arbuthnot che scrisse molti opuscoli popolari. A volte terminava le lettere con: 

Da uno sfavillante scrittore di pamphlet di Button's Coffee House.

La Slaughter's Coffee House a St Martin's Lane, fondata nel 1692, era famosa come centro per i giocatori di scacchi, ma era anche un luogo popolare per coloro che cercavano consigli matematici e Abraham de Moivre era considerato il matematico residente al Slaughter's, dando consigli sul rischio, o sulla possibilità di perdita, come la chiamava. 

Era questo per lui un modo per guadagnare un po' di soldi, così come giocare a scacchi dove de Moivre giocava proprio per soldi. 

In Inns and Taverns of Old London di Henry C. Shelley scrive: 

Tra le prime caffetterie ad essere stabilite nel West-end di Londra fu quella aperta da Thomas Slaughter a St Martin's Lane nel 1692 e conosciuta come Slaughter's. Rimase sotto la supervisione di Mr Slaughter fino alla sua morte nel 1740 e continuò a godere di una prospera carriera per quasi un secolo in più, quando la casa fu demolita. La maggior parte dei suoi clienti erano artisti e gli uomini famosi annoverati tra loro includevano Wilkie, Wilson e Roubiliac. Ma la figura più patetica associata alla sua storia è quella di Abraham De Moivre , quel matematico francese che divenne amico di Newton e Leibniz. Nonostante le sue meravigliose capacità fu spinto a mantenersi dalle misere miserie guadagnate insegnando e risolvendo i problemi degli scacchi da Slaughter's. Nei suoi ultimi giorni la vista e l'udito fallirono entrambi, e alla fine morì di sonnolenza, venti ore di sonno divennero abituali con lui. Al momento della morte di De Moivre, o poco dopo, il carattere dei frequentatori di Slaughter ha subito un cambiamento ...

Infine diamo un'occhiata a un altro corso di matematica tenuto in un caffè londinese, ma questa volta da qualcuno un po 'meno conosciuto. 

John Harris che nacque intorno al 1666 e si laureò all'Università di Oxford vent'anni dopo, scrisse:

Qui venivano lette lezioni di filosofia e chimica sperimentali e si insegnava un corso di matematica molto "tollerabile" (semplice e basilare), poi mi fu dato il permesso di insegnare matematica.

Harris tenne infatti un corso di matematica e astronomia al Marine Coffee House di Birchin Lane. Questo non era un evento una tantum, ma si svolgeva ogni anno tra il 1698 e il 1704 e produsse persino un libro, in qualche modo il libro di testo per integrare il suo corso, che pubblicò nel 1703 intitolato Description and Uses of the Celestial and Terrestrial Globes and of Collins 'Pocket Quadrant.

Una Coffee House Inglese del XVII secolo

Si conclude qui questo excursus nei caffè londinesi che dimostrano come, soprattutto tra il XVII  e il XVIII secolo, questi luoghi fossero quasi sostitutivi di Università. "Penny Universities" appunto dove sia gli studiosi che gli studenti erano clienti abituali e chiunque avesse un soldo poteva partecipare a una conferenza o avere accesso a libri o notizie stampate. Le caffetterie hanno rafforzato la popolarità della cultura, delle notizie di stampa e hanno aiutato la crescita di vari mercati finanziari tra cui assicurazioni, azioni e aste, con una grandissima importanza per la diffusione della cultura e, come abbiamo visto, proprio della matematica. 

Secondo lo scrittore e romanziere francese di quel periodo, Antoine François Prévost, i caffè, "dove hai il diritto di leggere tutti i giornali pro e contro il governo", erano le "sedi della libertà inglese".

Sir John Theodore Houghton, uno scienziato e fisico gallese del secolo scorso, che ha pubblicato anche le sue scoperte sui contributi apportati dai caffè al progresso dell'apprendimento, a proposito delle "Penny Universities" ha concluso: 

Questi caffè rendono socievoli tutti i tipi di persone, i ricchi e i poveri si incontrano, così come anche i dotti e gli ignoranti. Migliorano le arti, la finanza e tutte le altre conoscenze; perché qui un uomo curioso, che mira a una buona cultura, può ottenere di più in una sera di quanto ne guadagnerà con i libri in un mese.

Alla fine del XVIII secolo, con un aumento della domanda di tè, assistiamo al declino del caffè e di conseguenza delle Coffee Houses. 
La British East India Company, all'epoca, aveva un interesse maggiore per il commercio del tè rispetto al commercio del caffè, poiché la concorrenza per il caffè si era intensificata a livello internazionale con l'espansione dei caffè in tutto il resto d'Europa. 
La politica del governo promosse il commercio con l' India e la Cina e il governo offrì incoraggiamenti a tutto ciò che avrebbe stimolato la domanda di tè.  
Il tè era diventato di moda a corte e le case da tè, che attiravano la clientela di entrambi i sessi, iniziarono a crescere in popolarità.
Aytoun Ellis, autore del libro "The penny universities: A history of the coffee houses" spiega: 

Erano serviti al loro scopo e non erano più necessari come luoghi di incontro per la critica e il dibattito politico, scientifico o letterario

La crescente popolarità del tè è spiegata anche dalla facilità con cui viene preparato: 

Per preparare il tè, tutto ciò che serve è aggiungere acqua bollente; il caffè, al contrario, richiede tostatura, macinatura e infusione

Fonti

Spunti e libera traduzione da un articolo di JJ O'Connor e EF Robertson su Scuola di matematica e statistica dell'Università di St Andrews, in Scozia

Riferimenti

A.I Dale, Most honourable remembrance: The life and work of Thomas Bayes ( New York- Berlin- Heidelberg, 2003).

B. Lillywhite, London Coffee Houses: un libro di riferimento delle caffetterie del XVII e XIX secolo ( Londra, 1963).

E.F Robinson, La prima storia dei caffè in Inghilterra ( Londra, 1893).

H.C Shelley, Locande e taverne della vecchia Londra ( Pitman, Londra, 1909).

Un Browning (ed.), Documenti storici inglesi 1660 - 1714, in D.C Douglas (Ed.), Documenti storici Inglesi VIII (Eyre e Spottiswoode, London, 1953).

https://en.wikipedia.org/wiki/English_coffeehouses_in_the_17th_and_18th_centuries

https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/HistTopics/Coffee_houses/

Il caffè perfetto...matematico?

Una interessante e affascinante visita guidata al museo MUMAC (Museo della Macchina del Caffè - Cimbali - Binasco MI), a cui è  seguito un concerto per piano e solisti dell' Accademia Teatro alla Scala e un delizioso rinfresco, è stata l'occasione che ha attirato la mia curiosità per il "mondo del caffè" fin'ora a me ignoto.

Il progetto architettonico del MUMAC è stato curato 

dall’architetto Paolo Balzanelli e dall’ingegnere Valerio Cometti

Ho scoperto così un mondo davvero affascinante e un'industria in Italia che è il fiore all'occhiello della produzione mondiale, con brands come appunto Cimbali, azienda nata nel 1912 e che dal 2005 è diventata Gruppo Cimbali, comprendendo anche il marchio Faema, ma anche Nuova Simonelli, azienda marchigiana attiva dal 1936 e che oggi comprende anche il marchio Victoria Arduino, La Marzocco, azienda toscana fondata nel 1927 da Giuseppe e Bruno Bambi, o più recenti come la Sanremo, azienda veneta nata nel 1997 e la Dalla Corte di Baranzate (Milano) fondata nel 2001, o Rancilio, azienda di Villastanza di Parabiago (Milano)........e tante altre.
Colossi tutti tricolori, queste grandi aziende produttrici, che hanno come fattore comune, un'elevata percentuale di vendite all'estero, soprattutto in paesi come la Corea del Sud¹, che è il paese che più di tutti si sta interessando al mondo dell'"espresso" e dove dal 9 al 12 novembre si terrà il World Barista Championship 2017², ma anche Shangai e Hong Kong, Thailandia e Australia sono fra i maggiori acquirenti, senza dimenticare il mercato statunitense.

La Pavoni - 1905  Nel 1901, Luigi Bezzera, artefice di alcuni perfezionamenti tecnici, ottiene il brevetto della sua

 macchina per caffè espresso, presentata al pubblico in occasione dell'Expo di Milano del 1906. Inizia così la

 produzione e commercializzazione sistematica di questi apparecchi, avviando una produzione seriale.

Insomma un'esportazione d'eccellenza grazie anche alle continue ricerche e innovazioni per raggiungere la "perfezione" nella tazzina.
Perfezione che dipende ovviamente dal funzionamento della macchina per l'espresso!!! 
Funzionamento di cui è difficile fornire una spiegazione valida per tutte, perché ogni azienda dispone di diversi modelli con funzionalità e sistemi differenti.
Senza contare che ogni estrazione varia a seconda della materia prima, della qualità e freschezza del chicco, anche se, tradizionalmente, la bevanda viene erogata a 9 bar di pressione. 
Sono tante però le varianti disponibili sul mercato per il controllo della temperatura e aumentano le tecnologie per consentire al barista di verificare tutte le fasi di estrazione e modificare la temperatura a seconda del caffè utilizzato. 
Perché la temperatura dell'acqua è uno dei parametri fondamentali per un buon espresso, solitamente compresa tra 91 e 95°C secondo la composizione e il grado di tostatura del caffè, miscela o singola origine. 

Cimbali M100i, una macchina tradizionale dotata di un innovativo sistema integrato 

macchina – macinadosatore  

Dal tour guidato al MUMAC sono così venuta a conoscenza del lavoro di ricerca attento e scrupoloso da parte del Gruppo Cimbali, che ha recentemente lanciato sul mercato la M100i, una macchina tradizionale dotata di un innovativo sistema integrato macchina – macinadosatore in grado di guidare il barista nella preparazione del caffè passo dopo passo. 
Il macchinario ha inoltre un nuovo sistema automatico per la preparazione e l’erogazione del latte montato caldo e freddo. Una tecnologia innovativa, questa introdotta da Cimbali, che si propone di facilitare il lavoro del barista. 
C'è poi la Faema E71, con cui è possibile lavorare con temperature differenti su ciascun gruppo: grazie all’inedito circuito idraulico con sistema di controllo dell’infusione GTi, si garantisce la massima stabilità termica durante l’estrazione.  Faema E71 offre inoltre al barista la possibilità di lavorare sia con leva manuale sia con le selezioni su schermo touchscreen, un doppio sistema di interazione barista - macchina che rappresenta una novità assoluta nel mondo delle macchine tradizionali.

Macchina a Leva La Pavoni modello "Diamante" 1956
Designed by Bruno Munari and Enzo Mari

Fino a qualche decennio fa, le macchine per espresso erano ben diverse da quelle di oggi. 
La maggior parte dei macchinari era a leva, tipologia ancora diffusa in tanti bar napoletani tradizionali e che lavora a temperature più elevate. In queste macchine l'infusione avviene nel momento in cui si abbassa la leva e l'acqua bagna il caffè a una temperatura ben sopra i 95/96°C (livello massimo a cui può essere estratto l'espresso) ed è pressoché impossibile garantire un prodotto costante: la leva infatti verrà abbassata da ogni barista in maniera diversa ogni volta e la pre-infusione  e la seguente estrazione, proprio perché frutto di un lavoro manuale, sarà sempre differente. 
I due parametri fondamentali (temperatura e pressione) non possono così essere sotto il controllo attento dei baristi.

Modello per il centenario Cimbali 1912 - 2012

Preparare un buon caffè insomma non è per niente semplice e infinite sono le diverse ricette esistenti, che esprimono sia i gusti personali che le differenti tradizioni nei vari Paesi.
Il caffè è una delle bevande più consumate al mondo, e in ciascuna delle varie zone del pianeta è diffuso un metodo proprio di preparazione: dalla classica “tazzina” mediterranea (con, al top, l’espresso italiano), alla bevanda molto più allungata tipica del mondo anglosassone. 
Di sicuro c’è però il fatto che i differenti metodi di preparazione del caffè hanno tutti in comune la tecnica di estrazione. 
In ogni caso, infatti, si tratta di far passare acqua bollente attraverso una porzione di polvere di caffè ottenuta dai semi (i “chicchi” della pianta) tostati e macinati.
A questo punto mi è sorta spontanea una domanda: 

"Ma con tanta varietà si potrà mai raggiungere davvero una perfezione? Sarà possibile introdurre un algoritmo matematico in grado di verificare tutte le variabili e trovare la soluzione migliore? Dato che esistono più di 1.800 molecole diverse che conferiscono struttura, profumo e sapore al caffè, sarà possibile costruire una formula che consenta di avere una tazza di caffè perfetta?"

Immagine da Asymptotic Analysis of the Dominant Mechanisms in the Coffee Extraction Process .pdf 

(Credit: Kevin M. Moroney)

Una risposta è arrivata da un gruppo di ricercatori irlandesi (il team di ricerca formato da Kevin Moroney, William Lee, Johan Marra, S.B.G. O'Brien, F.Suijver dell’Università di Limerick e Portsmouth), che ha cercato di migliorare la comprensione dei numerosi parametri che influenzano il prodotto finale tenendo gli occhi puntati sul sistema di filtraggio del caffè, che come accennato sopra sembrerebbe essere il punto chiave della preparazione (con i due parametri fondamentali, temperatura e pressione).
Già da tempo ricercatori studiano la matematica che si nasconde dietro la preparazione di un buon caffè, ma ora, in questo studio apparso su SIAM Journal on Applied Mathematics , viene descritto un nuovo modello (vedi Asymptotic Analysis of the Dominant Mechanisms in the Coffee Extraction Process .pdf ) che sembra svelare un metodo ideale di preparazione.
Questo modello, che prende in considerazione precise correlazioni tra i parametri fisici della preparazione, delle materie prime e la qualità del prodotto finale (che contiene ben 1800 diversi composti chimici), tiene conto principalmente del passaggio dell’acqua calda su un letto di chicchi di caffè contenuto in un filtro, della forza di gravità che spinge l’acqua attraverso di questo e del caffè solubile che viene estratto dai grani durante il passaggio dell’acqua. 

Immagine da Asymptotic Analysis of the Dominant Mechanisms in the Coffee Extraction Process .pdf 

(Credit: Kevin M. Moroney)

Come si diceva non è la prima volta che degli studiosi di matematica si applicano al problema dell’estrazione del caffè, ma finora tutti avevano dedicato poca attenzione al sistema di filtraggio.
“I modelli di estrazione del caffè che si trovano nella letteratura scientifica - spiega Kevin M. Moroney, primo firmatario dell’ articolo - non sono basati su specifici meccanismi, validati sperimentalmente. Il nostro modello invece, descrive il flusso dell’acqua e il processo di estrazione in una dose di caffè macinato in funzione delle proprietà dei chicchi, ed è controllato sperimentalmente”.
“Di sorprendente abbiamo notato che in questo passaggio in realtà esistono due processi con cui il caffè viene estratto dai chicchi”, prosegue William Lee, uno degli autori dello studio. “Nel primo, che avviene piuttosto velocemente, il caffè viene estratto dalla superficie del chicco, mentre nel secondo, progressivamente più lento, il caffè fuoriesce dall’interno del chicco stesso”.
Inoltre, come spesso si nota, i chicchi di caffè finemente macinati possono conferire un sapore troppo amaro mentre quelli poco macinati possono produrre un caffè troppo acquoso. Un’eccessiva macinazione, infatti, da una parte aumenta la superficie del chicco che viene a contatto con l’acqua, e dall’altra riduce gli spazi tra un chicco e l’altro, rendendo più complicato il passaggio del liquido. Questo passerà quindi più tempo a contatto con il caffè, aumentandone l’estrazione nel prodotto finale che di conseguenza risulterà più amaro.

Immagine da Asymptotic Analysis of the Dominant Mechanisms in the Coffee Extraction Process .pdf 

(Credit: Kevin M. Moroney)

Già in un precedente articolo (pubblicato nel 2015 su “Chemical Engineering Science”) il team di ricercatori irlandesi aveva presentato il modello nelle sue linee generali. 
Là venivano considerati parametri quali la portata del flusso d’acqua, la dimensione dei grani e la pressione, ipotizzando che la temperatura rimanesse costante in tutto il processo (in un intervallo tra i 91 e i 94 gradi Celsius) e che l’acqua saturasse tutti i pori presenti sulla superficie dei chicchi di caffè.
Ma ora, Moroney e i suoi colleghi si sono spinti oltre. 
“Il lavoro che abbiamo presentato l’anno scorso - ha aggiunto William T. Lee, coautore dell’articolo - era matematicamente completo, ma era uno di quei modelli che possono piacere solo a un computer: un complicato sistema di equazioni differenziali che possono essere risolte solo per via numerica. Ora abbiamo prodotto un sistema ridotto di equazioni per cui è possibile trovare soluzioni approssimate”. 
Il nuovo modello di Lee e colleghi ha cercato quindi come prima cosa di semplificare i complicati processi fisici alla base della preparazione del caffè, costruendo un sistema di equazioni in grado di catturarne le caratteristiche principali. In seguito si sono occupati di relazionare le performance del sistema di preparazione con le proprietà del caffè, dell’acqua e della macchina usata, con lo scopo finale di riuscire a predire la qualità del caffè ottenuto.
Questo modello, infatti, considera anche le diverse fasi del filtraggio dell’acqua: lo stadio iniziale, in cui il chicco di caffè è ancora integro; il passaggio dell’acqua bollente, che determina una rapida estrazione delle sostanze dalla superficie del chicco, tra cui la caffeina; la fase successiva, in cui gli strati esterni del chicco sono ormai esauriti e il processo di estrazione è dominato dalla lenta diffusione delle sostanze presenti nella parte 
più interna, che era inizialmente trascurabile. 
Insomma, un’analisi complessa e articolata.
“Il valore delle soluzioni trovate - conclude Moroney - è nella possibilità di correlare le prestazioni del sistema di percolamento con le proprietà del caffè, dell’acqua e dell’apparecchiatura usata. Queste soluzioni dovrebbero permettere di prevedere la qualità del caffè in base alle specifiche configurazioni usate”.

Immagine da Asymptotic Analysis of the Dominant Mechanisms in the Coffee Extraction Process .pdf 

(Credit: Kevin M. Moroney)

In sostanza, quello di cui si è occupato il team di ricerca dell’Università di Limerick e Portsmouth, è stata la comprensione dei numerosi parametri che influenzano il prodotto finale tenendo gli occhi puntati sul sistema di filtraggio del caffè, che sembra essere appunto il punto chiave della preparazione.
Circa 10 degli oltre 18 milioni di macchine da caffè vendute ogni anno in Europa, infatti, funzionano facendo passare dell’acqua calda su un letto di chicchi di caffè contenuto in un filtro.
La gravità spinge l’acqua attraverso di questo e del caffè solubile viene estratto dai grani durante il passaggio dell’acqua.
“Di sorprendente abbiamo notato che in questo passaggio in realtà esistono due processi con cui il caffè viene estratto dai chicchi”- racconta William Lee -“Nel primo, che avviene piuttosto velocemente, il caffè viene estratto dalla superficie del chicco, mentre nel secondo, progressivamente più lento, il caffè fuoriesce dall’interno del chicco stesso”.
Come detto un’eccessiva macinazione da una parte aumenta la superficie del chicco che viene a contatto con l’acqua, e dall’altra riduce gli spazi tra un chicco e l’altro, rendendo più complicato il passaggio del liquido. 
“Quello che abbiamo fatto nel nostro lavoro" prosegue Lee "è raccogliere tutte queste osservazioni e renderle delle informazioni di tipo quantitativo, in modo da sviluppare un modello matematico completo che sarà utile a costruire le macchine da caffè del futuro, così come la fluidodinamica è utile a costruire le macchine da corsa”.

Immagine da Asymptotic Analysis of the Dominant Mechanisms in the Coffee Extraction Process .pdf 

(Credit: Kevin M. Moroney)

Un altro fattore sembra influire sul sapore finale, vale a dire il cambiamento di posizione dei grani di caffè durante il passaggio dell’acqua e quindi la domanda che si pone Lee e ricercatori è questa:
“Sarà meglio usare un unico getto di acqua indirizzato verso il centro del filtro, o una pioggia diffusa che raggiunga tutta la superficie?” si interroga Lee, rendendo quella del caffè perfetto un’idea scientificamente ineccepibile ma forse ancora un po' lontana.
Per il momento credo che per preparare un buon caffè sia ancora il caso di fidarci delle sane tradizioni di casa nostra .

Note

¹ In Corea la cultura del caffè nasce intorno al 1910 e si deve all’Imperatore Sunjong, il secondo e ultimo imperatore della Corea (1907-1910). Storia del caffè in Corea

² Francesco Masciullo porterà i colori dell’Italia alla competizione più attesa al mondo, il World Barista Championship di Seoul.

Il WBC, una vera e propria “Olimpiade del Barista” si terrà a Seoul dal 9 al 12 novembre 2017. On line l’incredibile performance del miglior barista italiano 2017, vincitore del Campionato Italiano Baristi 2017

Fonti

From website

Asymptotic Analysis of the Dominant Mechanisms in the Coffee Extraction Process .pdf 

https://sinews.siam.org/Details-Page/the-mathematics-of-coffee-extraction-searching-for-the-ideal-brew 
https://phys.org/news/2016-11-mathematics-coffee-ideal-brew.html
https://phys.org/news/2016-06-chill-coffee-beans-flavorsome-brew.html