Tu filtrado es un experimento de física encubierto

Cada mañana, miles de personas participan en un ritual silencioso: hervir agua, moler café y verter lentamente sobre un filtro. Es simple. Es deliberado. Para muchos, es un momento de calma, casi meditativo. Pero tras este acto cotidiano hay mucha física. El agua se convierte en un fluido dinámico, el café en un medio granular, y la preparación en un experimento regido por las mismas ecuaciones que describen océanos y cohetes.

Mientras las guías de preparación suelen centrarse en proporciones, tamaño de molienda o notas de sabor, pocas explican cómo el agua atraviesa el lecho de café y la importancia de este movimiento. Hasta hace poco, la dinámica del vertido se guiaba por intuición y experiencia, no por comprensión científica.

Esto está cambiando. En un estudio reciente, físicos modelaron con dinámica de fluidos una de las partes más comunes pero menos comprendidas de la preparación: el vertido. Sus hallazgos nos ayudan a visualizar lo que ocurre dentro del filtro y abren la puerta a un mejor café mediante una comprensión profunda del flujo, mezcla y comportamiento granular.

¿Por qué necesitamos ciencia para hacer un filtrado?

El método filtrado suele enseñarse como un proceso intuitivo y meditativo: humectas, viertes, y con paciencia obtienes buen café. Pero pese a su popularidad y la obsesiva optimización de los coffee nerds, la mecánica del proceso; cómo el agua se mezcla con los granos, extrae sabores e interactúa con las partículas, ha sido mayormente especulativa.

Por eso el estudioPour-over coffee: Mixing by a water jet hitting a bed of small rocks with avalanche dynamics (Park et al., 2025) generó revuelo no solo en laboratorios y universidades, sino también entre amantes del café. Lleva la física de fluidos y materiales granulares a la cocina (o donde prepares tu café).

Que encontraron? Comprender cómo  viertes el agua cambia radicalmente lo que llega a tu taza.

El fluido, los gránulos y la capa límite: ¿Qué ocurre en tu filtrado?

El núcleo de esta investigación es la interacción entre un fluido (agua) y un lecho granular (café molido). Esto se ha estudiado en otros contextos (como lluvia impactando arena), pero nunca con el rigor que exige el café. Los autores crearon simulaciones con gránulos de sílice transparentes (simulando café), visualizando interacciones ocultas en el café real por ser opaco y no poder ver que sucede.

Los investigadores usaron un sistema con láser y cámara de alta velocidad. El círculo de línea sólida es el embudo de vidrio usado como cono. En línea punteada: cámara de alta velocidad con lente macro. En línea discontinua: láser apuntando ortogonalmente hacia el embudo y cámara.

Acá están los hallazgos claves:

1. Zonas de mezcla del vertido:  

• Al impactar el lecho, el agua crea una zona de intenso movimiento cerca del punto de impacto, crucial para la extracción. 
  
  
• Mayor altura de vertido (hasta 50 cm) aumenta la turbulencia y profundiza la mezcla, pero después el vertido se rompe en gotas (malo para la consistencia).  

2. Altura vs. extracción:

• Vertido moderado (20-30 cm) maximiza mezcla y flujo laminar bajo la superficie, permitiendo que agua fresca acceda a más partículas renovando constantemente la capa límite. 
  
  
• Curiosamente, un vertido más grueso y rápido extrae más que uno fino a igual altura, gracias a mayor penetración y turbulencia local.  

3. Humectación  (bloom) y desgasificación:  

• El café tiene CO₂ (dióxido de carbono) producto del proceso de tostión  (acidifica ligeramente y dificulta la extracción). 
  
  
• La desgasificación permite mejor difusión intra-partícula (agua accediendo a compuestos dentro de la partícula). No hacer pre-infusión reduce la extracción y desequilibra la acidez percibida.  

4. Dinámica de avalanchas: 

• Al impactar el agua, las partículas colapsan en "micro avalanchas" que exponen nuevas superficies y renuevan la capa límite. 
  
  
• Un lecho estático sub extrae capas profundas. La agitación es buena (hasta cierto punto).  

5. La turbulencia no es omnipresente:  

• Pese a la turbulencia inicial, el flujo *dentro* del lecho es mayormente laminar. 
  
  
• La extracción depende de la difusión de agua fresca hacia las partículas, no solo de turbulencia o fuerza bruta.  

Lechos granulares: Más que solo café  

Estos fenómenos no son exclusivos del café; reflejan comportamientos físicos en materiales granulares (entre fluidos y sólidos). Según Eggers & Villermaux (2008), los lechos granulares pueden transitar rápidamente entre estructuras rígidas y sistemas fluidos al ser perturbados. Así se comportan los granos de café bajo el vertido: sólidos hasta que el agua desencadena un colapso, luego mezcla y flujo.  

Hidrodinámica y uniformidad en extracción 

Wang & Lim (2023) exploran cómo el flujo, compactación y porosidad del lecho, afectados por mala técnica de vertido, causan canalización (zonas subextraídas). La permeabilidad del lecho es dinámica: cambia al hincharse, colapsar y saturarse el café. Esto apoya los hallazgos de Park et al. sobre agitación, distribución y grosor del vertido: un mal vertido crea "crateres y desiertos" en tu cama de café.

Esta es una tabla que resume como aplicar los hallazgos de Park et al, en el día a día.

¿Qué significa esto para el mundo del café?

Este estudio inicia un nuevo capítulo: la física (no solo confirmación sensorial) guía la preparación. Empodera a los preparadores de café para ajustar la variable menos comprendida: el vertido. Demuestra que no debemos estar adivinando.

El café puede ser arte, pero también es física en movimiento. Cada vez que viertes agua en tu café, creas una interacción en tiempo real de fluidos, movimiento granular y difusión: un mini experimento en el desayuno, almuerzo o cena (o todo el día si eres como nosotros en el laboratorio CR 😅).

Así que en tu próxima preparación, piensa en la altura, consistencia y agitación que genera tu vertido. Solo necesitas una tetera y curiosidad.

¿Eres más visual? Explora las figuras del estudio en ResearchGate, muestran impactos del flujo, avalanchas granulares y erosión, traduciendo física compleja en imágenes intuitivas e interesantes. Ver cómo el agua se mueve, mezcla y extrae en cada capa hace que la ciencia haga más sentido. Super recomendado!

Referencias

• Eggers, J., & Villermaux, E. (2008). Physics of liquid jets. Reports on Progress in Physics, 71(3), 036601. https://doi.org/10.1088/0034-4885/71/3/036601
  
• Park, E., Young, M., & Mathijssen, A. J. T. M. (2025). Pour-over coffee: Mixing by a water jet impinging on a granular bed with avalanche dynamics. Physics of Fluids, 37(4). https://doi.org/10.1063/5.0257924
  
• Wang, X., & Lim, L.-T. (2023). Effects of grind size, temperature, and brewing ratio on immersion cold brewed and French press hot brewed coffees. Applied Food Research, 3(2), 100334. https://doi.org/10.1016/j.afres.2023.100334