Altitude, pressão atmosférica, torra de café e o café na cozinha...

Valle Nevado, Andes, Chile

A Companheira de Viagem Anita Schultze, coffee geek do "Café na Cozinha", que tem participado como assistente dos cursos que ministro em São Paulo, me perguntou como eu calculo o ajuste de pressão nos torradores em razão de cada local.
Bem, antes de tudo, creio que é importante comentar porque é que temos de fazer esses ajustes quando vamos torrar café...

Um dos pontos de partida do Curso Ciência da Torra do Café, que é considerado Masterclass para formação de Mestres de Torra, é a base de Físico Química para estabelecermos uma estratégia consistente durante o processo.
Todos os dados que temos sobre as propriedades físico-químicas de qualquer substância foram medidos na chamada Condição Ambiental Normal, onde a pressão atmosférica de referência corresponde a 1 atmosfera. Por exemplo, sabe-se que a temperatura de ebulição da água pura é de 100ºC ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é igual a 1 atm. Por outro lado, a chamada Energia de Formação de uma determinada substância também é geralmente determinada a 1 atm*.

A atmosfera do nosso planeta em razão de diversos fatores, como a gravidade, diminui à medida que nos afastamos da superfície ao nível do mar, onde a composição média tem 79% de Nitrogênio e 21% de Oxigênio. Devido ao seu maior peso molecular, o teor de Oxigênio decresce à medida que as altitudes são maiores. Ar mais rarefeito infere em menor pressão atmosférica, pois a densidade do ar varia com a altitude.
Se a pressão atmosférica muda, é razoável pensar que existe a necessidade de se ajustar parâmetros de funcionamento de um torrador, uma vez que sabemos que as temperaturas de formação das substâncias foram determinadas para a condição de 1 atmosfera.
E assim me perguntou Anita: "E como faço para calcular o tamanho do ajuste?"

Há uma equação que determina a pressão atmosférica em diferentes altitudes, tendo como referência a pressão ao nível do mar, que é de 1 atm.
Para tanto, considera-se a atmosfera como um gás ideal em equilíbrio, ou seja, que tenha a mesma temperatura em todos os pontos. Também, admite-se que as altitudes em que podemos vir a trabalhar com um equipamento de torra seja muito menor do que o raio de Terra, que é de aproximadamente 6.300 km. Um dos pontos mais altos do nosso planeta é o monte Everest, que tem 8,84 km de altitude, porém quase desprezível ante o raio do nosso planeta.
Esta é a equação:

onde P(h) = pressão a ser calculada;
         Pa  = pressão ao nível do mar ou 1 atm;
         kgo = 0,115 km(-1), admitindo-se como constante;
         h  = altitude, em km. 

Por exemplo, a pressão atmosférica em São Paulo, SP, cuja altitude média é de 1,00 km, ficaria como P(SP) = 0,89 atm, enquanto que em Casablanca, nos Andes Peruanos, que fica a 4,00 km de altitude, teria sua pressão correspondente a P(CB) = 0,63 atm!

É por isso que costumo orientar aos Mestres de Torra que, em São Paulo, por exemplo, a pressão interna do torrador seja ajustada para compensar a diferença da pressão atmosférica decorrente da altitude local. Afinal, somente conhecemos as propriedades das substâncias a 1 atm.

*Recomendo um app chamado de WolframAlpha que contém dados de Física, Química, Matemática e outras ciências para se conhecer as propriedades das substâncias. 

 Aproveito para recomendar as atividades do Café na Cozinha (@cafenacozinha no Instagram), que são voltadas aos Coffee Lovers...