Los pros y los contras del acero inoxidable, el cobre y el latón cuando se trata de calderas, portafiltros y bloques.

Llámame nerd, pero recuerdo vívidamente la primera vez que usé una máquina hecha completamente de acero inoxidable. El café tenía un sabor vibrante y limpio, y el vendedor me mostró lo fácil que era limpiar los residuos del interior del portafiltro, no más frotar con un Scotch-Brite al final de cada día. El acero fue un gran punto de venta: fácil de limpiar, más ecológico, sin plomo, resistente a la cal. Parece una obviedad y, de hecho, compramos la máquina.

Desde entonces, la cantidad de máquinas que se fabrican con calderas, grupos o portafiltros de acero parece haber aumentado, pero la mayoría todavía se fabrican de la manera tradicional, con calderas y tuberías de cobre, y accesorios, grupos y portafiltros de latón.

Tanto el latón como el cobre se han relacionado con la contaminación por plomo en el agua potable, lo que ha llevado a una legislación cada vez más estricta sobre cómo se utilizan. Con la creciente presión sobre los fabricantes para que reduzcan el uso de estos materiales, debe haber algunas razones bastante sólidas para seguir utilizándolos en lugar del acero.

En esta publicación, veremos por qué el cobre y el latón son tan útiles en las máquinas de espresso, donde el acero tiene la ventaja y si hay alguna razón para preocuparse por la cantidad de plomo en nuestro café.

Propiedades termales

Una de las principales razones por las que el cobre se ha utilizado históricamente en calderas y utensilios de cocina es que es tan bueno conductor de calor. Cobre tiene una conductividad térmica de más de 400 W / mK, en comparación con el acero inoxidable a aproximadamente 14 W / mK.

La conductividad del latón varía, dependiendo de la cantidad de cobre que contenga, pero por lo general se encuentra alrededor de 111 W / mK, pero tiene la ventaja sobre el cobre de ser mucho más duro y resistente.

Esto significa que una caldera o sartén de cobre es mucho más efectiva para transmitir el calor de la llama que está debajo, al agua dentro de ella, que una de acero.

Dentro de una máquina de café espresso, estas propiedades pueden ser importantes de formas inesperadas. Incluso dentro de una caldera, donde pensaría que las propiedades aislantes del acero serían una ventaja, puede crear problemas. Michael Teahan, director de Café analógico, dice que cuando estaba trabajando en máquinas superautomáticas en Brasilia, encontraron que la caldera de vapor de acero era tan ineficaz para conducir el calor a la parte superior de la caldera que el vapor se condensaba en las superficies superiores, creando vapor húmedo. Para resolver este problema, tuvieron que recalentar el vapor de camino a la válvula de vapor. “Las calderas de acero inoxidable en las máquinas tradicionales suelen tener un diámetro más pequeño para minimizar el problema de la transferencia de calor”, dice. "El problema con el acero es que apesta al mover el calor".

El agua en sí es pobre conductor de calor, y de vapor aún más; por lo tanto, para transferir calor de la caldera al grupo, debe usar un material más conductor, como cobre o latón, o confiar en el movimiento del agua para transportar el calor. 

En una máquina intercambiadora de calor que utiliza un termosifón para transferir calor al grupo, es el movimiento del agua el que lleva el calor de la caldera al grupo. Pero incluso aquí, el cobre y el latón tienen una ventaja: el movimiento del agua en el termosifón depende del enfriamiento del agua en el grupo. Esto hace que el agua más fría se hunda y regrese al intercambiador de calor, creando un flujo constante de agua a través del cabezal del grupo. “Para que el calor migre, el jefe del grupo, incluido el portafiltro, tiene que irradiar calor”, explica Teahan. Esto es mucho más efectivo con un material conductor como el latón.

Las máquinas basadas en acero a menudo necesitan utilizar diferentes métodos para transferir calor. Por ejemplo, La Marzocco, quienes comenzaron a usar calderas de acero inoxidable en 1971, utilizan el diseño de 'grupo saturado', donde una cámara en el grupo se llena con agua y continúa con la caldera. Este diseño utiliza la circulación de agua en todo el sistema para transferir calor al grupo, explica Enrico Wurm, gerente de mejora de productos de La Marzocco. “Es cierto que el acero retiene menos calor que el latón, sin embargo, compensamos este problema construyendo grupos pesados y gruesos para obtener más inercia térmica y [aislando] nuestras calderas”.

Otros diseños modernos de máquinas de café expreso resuelven este problema calentando el grupo de diferentes maneras: por ejemplo, calentando el material del grupo directamente, como en Nuova SimonelliAurelia II T3, o incluso colocando la caldera de preparación directamente sobre el cabezal del grupo como en San RemoOpera de. Esto significa que estas máquinas dependen menos del material para conducir el calor, lo que hace que el acero sea una posibilidad más práctica.

Izquierda: San Remo Opera, derecha: Nuova Simonelli Aurelia II T3.

Propiedades mecánicas

El cobre es relativamente blando, lo que facilita su trabajo y su aplicación en las tuberías. Los tubos más pequeños de las máquinas de café exprés incluso se pueden doblar a mano, lo que, junto con su conductividad, significa que todavía se utilizan para tuberías en muchas máquinas de acero.

En algunos lugares, especialmente en Doméstico y las máquinas superautomáticas, el cobre se reemplaza por tubos de PTFE (teflón), que son flexibles y baratos. Sin embargo, solo se puede utilizar en situaciones en las que no se necesita la conductividad y la rigidez del cobre.

Como el latón contiene cobre, conserva algunas de estas propiedades. Tiene un punto de fusión bajo, lo que hace que sea fácil de fundir, y es relativamente suave y tiene baja fricción, lo que facilita su mecanizado. Esto lo hace ideal para piezas roscadas o componentes más intrincados, especialmente cuando se trata de piezas móviles, por lo que las máquinas con calderas y grupos de acero aún pueden usar latón para válvulas de seguridad, o compresión tuercas para conectar tuberías.

El acero es mucho más fuerte, pero más difícil de trabajar que el latón o el cobre, y más frágil. Esta es otra razón por la que el acero tiende a usarse para calderas más pequeñas, que tienen menos riesgo de agrietarse. Los fabricantes que eligen trabajar con acero deben cambiar a diferentes técnicas de fabricación, explica Wurm. “El [acero] 316L es una aleación muy dura, difícil de mecanizar con equipos de herramientas normales y también muy difícil de soldar”, dice. “Este material nos obligó a dominar técnicas como TIG y soldadura por plasma. Hoy nuestros grupos se hacen a través del fundición a la cera perdida técnica, lo que significa que están hechos de acero macizo 100%, sin unión ni soldadura ”.

Debido a que el latón es más fácil de mecanizar y fundir, termina siendo más barato trabajar con, a pesar del mayor costo de las materias primas. Sin embargo, estas propiedades del latón se basan en la aleación que contiene un porcentaje de plomo (N Gane, 1981). Sin plomo, esta ventaja desaparece: el acero inoxidable puede ser más fácil de mecanizar que el latón sin plomo, según Teahan, y el latón sin plomo puede romper los moldes utilizados en los métodos de fundición tradicionales. Sin embargo, trabajar con acero es todavía más caro en general, afirma Wurm, debido a las habilidades y la mano de obra necesarias para construir tales máquinas.

Dirigir

El contenido de plomo que le da al latón sus propiedades útiles también se ha convertido en uno de los grandes impulsores de su uso en máquinas de café expreso. El plomo en el agua potable se ha relacionado con numerosos problemas de salud, especialmente en los niños, donde incluso pequeñas cantidades pueden provocar problemas de desarrollo o problemas de comportamiento y aprendizaje. Como resultado, se considera que no existe un nivel seguro de plomo en el agua potable (EPA de EE. UU.).

Esta es una de las razones por las que La Marzocco pasó a utilizar acero en los cabezales de grupo y en las calderas. “La calidad del agua en todo el mundo ha empeorado en los últimos 10 años”, dice Wurm. “Por lo tanto, hicimos la transición a materiales que pudieran resistir mejor [corrosión] y así no liberar metales pesados ".

La legislación sobre el uso de plomo también se ha vuelto cada vez más estricta. Las partes de una máquina en contacto con el agua en los EE. UU. Ahora no deben contener más de 0.25% de plomo, por peso total. En Europa se aplica un estándar similar, con plomo de 0.3% permitido.

Para cumplir con la legislación, algunos fabricantes optaron por recubrir las superficies de latón para evitar el contacto con el agua, por ejemplo mediante un proceso llamado Ternario Eco Aleación (TÉ). Otros cambiaron al bronce llamado "sin plomo", con menos de 0.25% de contenido de plomo. En el latón 'sin plomo', se pueden usar otros aditivos como el bismuto o el silicio para reemplazar el plomo, para facilitar el mecanizado del latón (J Choucri et al, 2019).

Sin embargo, dado que el latón "sin plomo" todavía puede contener hasta 0,25% de plomo, todavía se puede liberar algo de plomo en el agua. Si el agua está estancada, la cantidad de plomo liberada puede llegar a ser suficiente para infringir las pautas de agua potable segura (DQ Ng y YP Lin, 2016).

Entonces, ¿deberían los consumidores preocuparse por la exposición al plomo de las máquinas de café expreso?

"Honestamente, no", dice Teahan. “Los principales problemas del plomo están relacionados con el desarrollo infantil”, señala. "Una vez que llegas a la edad en la que bebes café, estás bastante listo".

Mientras ha habido historias de miedo sobre el plomo que se encuentra en el café de los cafés, una investigación más sistemática ha demostrado que la exposición al plomo del café es bastante baja (EPA danesa, 2015). El plomo que hay en el café parece provenir del café en sí, y no del equipo, según el estudio. "Independientemente del método de preparación utilizado, todo el plomo presente en los granos de café se extrajo [en] el café preparado ... No había indicios de que el plomo se extrajera de los equipos de elaboración casera".

Los investigadores no probaron las máquinas de café expreso específicamente, pero encontraron que los cafés de los cafés en Dinamarca tenían un contenido de plomo similar al de los cafés de los cerveceros caseros. “La ingesta de plomo del café es baja en comparación con la ingesta de otras fuentes dietéticas, y no constituye una parte importante de la ingesta dietética total de plomo”, concluyen.

Es probable que otras fuentes de plomo sean más importantes, y la principal fuente de exposición al plomo para los niños en los EE. UU. Es el polvo doméstico (CDC de EE. UU., 2017). De hecho, incluso la elección de la taza de la que bebe su café puede ser suficiente para causar que la exposición al plomo exceda el nivel de dosis máxima permitida de California (GL Anderson y otros, 2017).

Sin embargo, los baristas caseros deben ser un poco más cuidadosos. Un proyecto de investigación del gobierno en Alemania descubrió que se liberaban altos niveles de plomo de las máquinas de café espresso domésticas, especialmente después de descalcificación (BfR, 2013). Dado que las máquinas domésticas se utilizan con menos frecuencia, el agua también está en contacto con las piezas que contienen plomo durante mucho más tiempo, lo que puede aumentar la cantidad de plomo que se filtra al agua. Para limitar la exposición, los investigadores recomiendan enjuagar las máquinas antes de usarlas y enjuagarlas a fondo después de cualquier descalcificación proceso.

¿Qué pasa con el aluminio?

El aluminio es bastante barato, ligero, fuerte y con una buena temperatura. conductor - en muchos sentidos un material ideal para calderas. Sin embargo, es tóxico si se libera en el agua (C Exley, 2016), por lo que, donde se utiliza, a menudo se recubre o forrado con acero. El aluminio normalmente solo se usa para calderas pequeñas en Doméstico máquinas, o para termobloques en máquinas superautomáticas, donde la conductividad es especialmente útil. Sin embargo, no se puede usar en ningún lugar donde pueda entrar en contacto con café ácido, lo que podría provocar la liberación de iones de aluminio.