La fisica dietro un buon caffè: scopriamo il funzionamento della Moka

Fare il caffè è un’arte, ma è anche una scienza: parliamo della fisica che c’è dietro la caffettiera Moka. 

 

“Metto su il caffè?” Quante volte abbiamo posto questa domanda, senza realmente capire com’è il funzionamento della Moka? Andiamo a scoprire cosa succede all’interno della macchinetta del caffè non appena accendiamo i fornelli.

Analizziamo l’oggetto in questione

La Moka è stata inventata nel 1933 dal signor Bialetti, ma ci sono voluti più di settant’anni perché uscisse un primo articolo scientifico con una spiegazione fisicamente corretta di come funziona. Tutto comincia dalla struttura della caffetteria: Com’è fatta? A una prima occhiata è costituita da tre parti: un serbatoio inferiore nel quale si inserisce l’acqua, un imbuto dove si mette il caffè e un serbatoio superiore con un cilindro centrale. Guardando meglio notiamo che c’è una valvola nella parte superiore del serbatoio e un filtro con guarnizione sotto al serbatoio superiore.

Vediamo cosa succede dal punto di vista fisico: 1 fase

Prima di entrare nel dettaglio, spieghiamo come si usa una caffettiera: si mette l’acqua nel serbatoio inferiore, si mette la polvere di caffè nell’imbuto, si chiude la moka ed infine la si mette sul fornello. Successivamente entra in gioco la fisica, in particolar modo la termodinamica. Col passare del tempo la caffetteria si scalda, e con lei anche l’acqua e l’aria presenti all’interno del serbatoio inferiore. È importante sottolineare che quest’ultimo deve essere riempito massimo fino alla valvola, quindi lasciare uno strato d’aria tra questa e il cilindro contenente la polvere di caffè. Quando scaldiamo l’aria e l’acqua nel serbatoio, la pressione aumenta, l’aria si espande e l’acqua bolle. L’aumento di pressione è tale da vincere la forza di gravità e la resistenza della polvere del caffè e provoca la lenta risalita dell’acqua su per il filtro. Questo fenomeno (moto di un fluido attraverso un materiale poroso) è detto percolazione.

Seconda fase

Nella prima fase, l’acqua sale verso l’alto e fuoriesce dalla parte superiore della caffettiera. A questo punto il livello dell’acqua nel serbatoio scende. Non appena l’acqua scende sotto al livello dell’apertura dell’imbuto, la pressione cala di colpo, perché la miscela di aria e vapore ha improvvisamente una via d’uscita verso l’esterno della caffettiera. Abbassata la pressione, la poca acqua rimasta nel serbatoio bolle di colpo e il vapore prodotto si fa strada attraverso il caffè e irrompe nella parte superiore della caffettiera. Questa è la fase “vulcanica”, e coincide con la parte finale, cioè quando la Moka si fa rumorosa.

Curiosità

“Ah, che bell’ ‘o cafè, pure in carcere ‘o sanno fa”

Così recita De André in una sua famosa canzone: ma quali sono le piccole accortezze per far venire un buon caffè? O come direbbe il cantautore ligure, “Nu bell’ ‘o cafè”? Anzitutto il processo di percolazione citato prima, per avvenire al meglio, deve essere lento, ragion per cui conviene abbassare la fiamma. La polvere di caffè non va compressa per evitare il rallentamento della risalita dell’acqua. Per concludere, una volta salito, è una buona idea dare una mescolata prima di versarlo nella tazzina, questo perché si armonizza il sapore del caffè estratto all’inizio, a temperatura un po’ più bassa, con quello alla fine, più caldo. Ora non ci resta che adottare questi piccoli consigli e fare un buon caffè, con la consapevolezza di ciò che accade all’interno della nostra Moka.

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