Qué es el “espresso ultrasónico”: el innovador método científico para preparar café que no utiliza agua caliente

Investigadores de Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney desarrollaron un método para preparar espresso con ultrasonidos usando agua a temperatura ambiente en 2-3 minutos y con un consumo energético de 24,3% frente a una máquina tradicional (≈75% menos).

La técnica, probada en catas a ciegas, produjo una bebida que los participantes no distinguieron del espresso convencional cuando se sirvió a 22 °C.

El equipo liderado por el doctor Francisco Trujillo, de la Facultad de Ingeniería Química de la UNSW, describió el sistema como un proceso distinto que mantiene la intensidad, el cuerpo y la potencia de cafeína asociados al espresso sin recurrir al calentamiento del agua.

Los resultados se publicaron en Journal of Food Engineering.

Qué cambia del espresso tradicional: sin agua caliente ni alta presión

El espresso convencional se obtiene al hacer pasar agua caliente a presión a través del café molido, una combinación que exige energía tanto para calentar como para sostener el sistema de extracción. La propuesta de UNSW parte de una pregunta concreta: si es posible alcanzar una bebida con intensidad tipo espresso sin que el agua caliente sea un requisito.

La respuesta que plantea el estudio es técnica: al acoplar ultrasonido de alta intensidad directamente al filtro durante la percolación, la extracción se acelera incluso a baja temperatura. En condiciones idénticas pero sin ultrasonido, los autores señalaron que no pudieron lograr una extracción con intensidad de espresso a temperatura ambiente.

Cómo funciona el “espresso ultrasónico”: del filtro al reactor

La plataforma convierte un filtro tradicional en un reactor ultrasónico. El componente central del sistema es un transductor: un dispositivo metálico que genera ultrasonidos al presionar contra el lateral del filtro que contiene el café molido.

Esa acción hace vibrar el filtro a alta frecuencia y transmite las vibraciones al agua y al lecho de café. El trabajo también reportó un diseño de bocina resonante orientado a mejorar la transferencia de energía y la estabilidad del generador ultrasónico, con el objetivo de excitar los modos de resonancia dominantes del filtro y sostener el funcionamiento del conjunto.

La física detrás de la extracción: cavitación acústica y microfractura del molido

El mecanismo que explica la aceleración del proceso es la cavitación acústica: la formación y el colapso rápido de burbujas microscópicas en el líquido. Según la descripción del equipo, cuando esas burbujas colapsan cerca de las partículas de café, actúan como microchorros que erosionan y fracturan el molido.

Ese efecto incrementa el área de contacto y facilita que los compuestos aromáticos, los aceites y la cafeína se disuelvan en el agua mucho más rápido de lo esperable a temperaturas bajas. El resultado, de acuerdo con la UNSW, es un café concentrado y sabroso, comparable al espresso producido con máquinas tradicionales, pero sin el componente de calentamiento del agua.

Parámetros que definen el resultado: molienda, proporción, potencia y tiempo

El equipo señaló que el ajuste fino del proceso dependió de una serie de parámetros, con énfasis en la proporción de preparación: cuánta agua se usa por gramo de café. Ese punto, indicaron, permite sostener una bebida concentrada y evitar que quede diluida.

También identificaron el grado de molienda como un factor determinante: al moler más fino, la extracción se aceleró. A eso se sumó el control de la potencia del ultrasonido y del tiempo total de aplicación de las ondas sonoras.

En el reporte de la UNSW, el rango operativo que consideraron óptimo para una taza equilibrada se ubicó entre dos minutos y medio y tres minutos. En el estudio técnico, el método se describió como capaz de preparar café con intensidad de espresso en 2-3 minutos a baja temperatura.

Evidencia sensorial: “indistinguible” en espresso y preferencia en café filtrado

Para evaluar si el cambio de proceso alteraba la experiencia del consumidor, los investigadores realizaron catas a ciegas con alrededor de 100 bebedores habituales de café. No eran catadores entrenados: se trató de consumidores cotidianos que toman café al menos una vez por semana.

El diseño incluyó cuatro bebidas: espresso tradicional, espresso preparado con ultrasonidos, café de filtro tradicional y café de filtro preparado con ultrasonidos. Todos se prepararon al momento, se enfriaron a la misma temperatura, se sirvieron en tazas idénticas con el mismo sistema de códigos y se presentaron en orden aleatorio para reducir sesgos.

Cada participante calificó los cafés en una escala de nueve puntos para aroma, sabor, amargor y evaluación general. En el caso de los espressos, el estudio reportó que no se detectaron diferencias sensoriales significativas entre el espresso convencional y el espresso con ultrasonidos cuando ambos se sirvieron a 22 °C, y que la mayoría de los participantes no logró distinguirlos con certeza. En el caso del café de filtro, la versión con ultrasonidos fue preferida significativamente en la evaluación general, con un amargor considerado más agradable.

Qué dicen los marcadores medibles: TDS, rendimiento de extracción y compuestos

Más allá del test sensorial, el estudio detalló resultados fisicoquímicos y de extracción. La extracción asistida por ultrasonido alcanzó sólidos disueltos totales (TDS) y rendimientos de extracción (EY) dentro del rango asociado al espresso tradicional.

Los autores informaron que el método llegó a la región de EY ideal definida por la Speciality Coffee Association (SCA), de 18-22%, en la molienda más fina probada. Bajo las condiciones evaluadas, tampoco hallaron diferencias estadísticamente significativas en marcadores clave como color, pH, cafeína y concentraciones de ácido clorogénico (p > 0,05), y el perfil de compuestos volátiles del espacio de cabeza no mostró diferencias generales significativas en la composición aromática.

El impacto energético y por qué importa a escala industrial

El argumento de impacto se apoya en una medición directa: con la misma intensidad de bebida (TDS), el sistema de ultrasonidos consumió 24,3 % de la energía requerida por una máquina de espresso convencional, una reducción de ≈75 %.

Ese diferencial, planteó la UNSW, puede ser relevante para empresas que producen bebidas listas para consumir a base de café a escala industrial, tanto por el consumo energético como por el tiempo de preparación. Trujillo sostuvo que el sistema podría ampliarse para responder a necesidades comerciales, con beneficios en reducción de tiempos de procesamiento y gasto energético.

Como el proceso produce un café concentrado con intensidad tipo espresso, el equipo describió dos usos posibles: emplearlo directamente para productos listos para tomar o distribuirlo como concentrado para diluirlo después en distintas bebidas, incluidas preparaciones frías y bebidas con leche.

Qué viene después: de prototipo de laboratorio a cafetera doméstica

La UNSW indicó que el sistema podría convertirse con relativa facilidad en una cafetera automática para uso doméstico. La mayor oportunidad, según el equipo, se ubica en la producción comercial a gran escala, donde el ahorro energético de ≈75% y la rapidez de elaboración pueden tener un efecto directo sobre costos y capacidad de producción.