A convecção é suficiente para clarificar um caldo?
Os livros de receitas fazem muitas afirmações curiosas.
Um do falecido Bernard Loiseau afirma que adicionar cubos de gelo a um caldo turvo “atordoa” as partículas suspensas, fazendo com que caiam no chão da panela. Pode-se questionar essa maneira de expor o assunto, mas ela contém um elemento de verdade?
A Modelagem do Caldo
Vamos começar selecionando partículas próximas em tamanho àquelas que realmente turvam o caldo de carne. O café moído é um bom candidato porque consiste em partículas de vários tamanhos. Mas porque, não adulterado, ele tingiria excessivamente a cor do caldo, vamos diluí-lo correndo água pelo pó até que os agentes corantes sejam enxaguados. O resultado é um pó preto de granularidade mista.
Vamos agora dividir este pó em duas partes iguais e colocá-las em copos idênticos contendo a mesma quantidade de água. Após aquecermos o conteúdo dos dois copos em um forno de micro-ondas, as partículas suspensas em ambos os líquidos revelam a presença de correntes energéticas que cessam após alguns segundos. Agora, com muito cuidado, coloque cubos de gelo em um copo e no outro uma massa de água quente igual à dos cubos de gelo. Nada acontece neste último caso, mas no copo com
os cubos de gelo do pó suspenso mostram sinais de intensa agitação.
O movimento observado não é surpreendente: os cubos de gelo resfriam a água na parte superior do copo enquanto derretem e liberam o frio - isto é, água densa. Essa água densa cai, e a água quente no fundo sobe e esfria em contato com os cubos de gelo, que são aquecidos por sua vez, e assim por diante, até que os cubos de gelo derretam.
O que acontece com as partículas? Todos eles foram “pavimentados” por um golpe de nocaute da água fria? Na verdade. Uma estranha segregação aparece: embora as partículas grandes e pequenas em suspensão sejam carregadas para baixo pela corrente convectiva e pareçam se depositar no fundo do vidro, na realidade a corrente ascendente carrega as menores partículas de volta com ela. Por que as partículas grandes também não sobem de novo? Provavelmente porque as partículas que caem em um fluido têm velocidade máxima.
Se o líquido fosse imóvel, as partículas estariam sujeitas a duas forças: o peso das próprias partículas, puxando-as para o fundo, e o impulso para cima - ou flutuabilidade - descrito pelo princípio de Arquimedes (igual ao peso do fluido deslocado pelas partículas). Em última análise, as partículas acabam formando um depósito porque são mais densas que a água e porque o resultante dessas forças empurra-os para o fundo.
No entanto, as partículas em queda estão sujeitas a outra força que as retarda.
A intensidade desse arrasto depende da viscosidade do líquido e do raio e velocidade das partículas. Para simplificar as coisas, vamos começar considerando esta força isoladamente, agindo independentemente das outras. Durante a queda livre, a força é inicialmente zero (porque a taxa de queda é zero), e as partículas são aceleradas pela força descendente. Aos poucos, porém, o arrasto para cima se afirma, compensando a resultante do peso e do empuxo arquimediano de modo que as partículas acabam caindo a uma velocidade constante, que é sua velocidade máxima.
A Segregação de Partículas
Quando o líquido sobe, depois de cair no fundo do copo, ele tende a carregar consigo as partículas pequenas e grandes. No entanto, essas partículas têm taxas máximas de queda diferentes e, portanto, reagem de maneira diferente. Como seu raio é pequeno, as pequenas partículas caem no fundo a uma velocidade menor do que o movimento ascendente do fluido. Em contraste, as partículas grandes, com sua maior velocidade máxima, caem rápido demais para que o fluido ascendente seja capaz de carregá-las de volta; eles permanecem no fundo do vidro.
Como podemos testar essa hipótese? Seria possível reproduzir o experimento em um fluido mais viscoso e assim modificar a velocidade máxima das partículas? Marc Fermigier da École Supérieure de Physique et de Chimie em Paris, citando a lei de Darcy para o fluxo através de meios porosos, observa que o aumento da viscosidade pode diminuir a velocidade de convecção e, assim, alterar o fenômeno que está sendo estudado: Na água pura, a corrente empurra o partículas volta ao longo da curva de seu caminho, abaixo da célula de convecção, pois consegue penetrar no meio granular dessas partículas; quanto mais viscoso o fluido, porém, mais difícil é para a corrente passar entre eles.
O colega de Fermigier Eduardo Weisfred acrescenta que as partículas grandes, sendo mais inertes do que as pequenas, tendem a se deslocar para outra linha de corrente abaixo da célula de convecção, de modo que são transportadas para áreas onde a corrente é menos rápida e onde a sedimentação é possível; as pequenas partículas, por outro lado, seguem o fluido em todo o seu movimento.
Qual é a lição prática de tudo isso? Que apenas as partículas grandes formam um depósito significativo, e as pequenas continuarão a turvar o caldo - assim como o cordeiro, o poluidor inocente na fábula de La Fontaine, suja a água potável do lobo.
Fonte de dados - Molecular gastronomy : exploring the science of flavor / Hervé This