Agua

Agua

Por Nicols Felici

De todos los elementos que forman la cerveza, probablemente el agua sea el ms importante y el menos atendido de todos.

Hay que saber prepararla y calcular la cantidad necesaria para la elaboracin para no quedarse sin agua a la mitad del proceso. Tambin hay que saber cmo modificarla para poder recrear un estilo autntico o mejorar el sabor de la cerveza y saber corregirla para alcanzar el pH ptimo.

La qumica del agua es un tema tan amplio que podra llenar ms de un libro. Aqu solamente vamos a discutir algunos de los aspectos fundamentales del agua en relacin con la cerveza.

El primero del que hablaremos es sobre la cantidad necesaria. Todos sabemos que para hacer 20 litros de cerveza hacen falta ms de 20 litros de agua.

Ms de una vez le ha pasado a uno que se qued sin agua preparada al momento de lavar y tuvo que preparar ms agua de apuro o como prepar mucha agua lav de ms y se le fue la densidad muy abajo y tuvo que hervir mucho tiempo para evaporar y aumentar la densidad.

Hay un clculo sencillo para saber cunta agua va a ser necesaria para la coccin.

Empezamos con los 20 litros finales de cerveza que queremos, a eso le sumamos el agua que qued en la malta usada, el agua evaporada durante el hervor, el agua que qued en el equipo, fondo del macerador, mangueras, etc. y la contraccin del volumen del mosto cuando se enfra.

Analicemos cada uno de estos puntos antes de ilustrar todo con un ejemplo global.

Durante la maceracin la malta absorbe una gran cantidad de agua, tanta agua que el peso de la hez de malta est formado en un 80% por agua y un 20% de grano. Ahora, el peso de la hez de malta seca no es el mismo que el del grano nuevo, durante la maceracin el almidn se convirti en azcar y el azcar se disolvi en el agua, formando el mosto, entonces queda slo una fraccin de lo que era antes de macerarse. El peso de la hez de malta seca es de cerca del 40% del peso original (basado en un rendimiento del 70 % sobre una malta de extraccin mxima, en laboratorio, del 80% del peso del grano), es decir, si tenemos 4000 g de malta nueva, una vez usada su peso ser de 1600 g. Esos 1600 g. son el 20% del peso de la hez de malta, entonces el peso restante es de 6400 g., que equivalen a 6400 ml.

Durante el hervido se evapora una cantidad constante de agua, dependiendo de cada equipo. Para determinar esta cantidad se puede hacer un experimento o anotarlo la prxima vez que elabore. Si no conoce cunta agua que evapora su equipo, o nunca hizo cerveza, para unos primeros clculos se puede asumir que normalmente evaporar una cantidad de agua igual al 5% del volumen de su olla por hora, basado en la experiencia de las grandes cerveceras. Esto es, para una olla de 20 litros, evaporar 1 litro por hora.

Es posible que durante la elaboracin quede lquido estancado que no se pueda aprovechar, por ejemplo en el fondo del macerador (que quede por debajo del falso fondo o chupapalmer y no pueda ser extrado), en las mangueras o caos de recirculado y trasvase, supongamos que en total suman 2 litros. Tambin hay que agregar el agua que queda en el fondo de la olla, junto con los restos de lpulo, agreguemos 0,5 l ms.

El agua (y el mosto tambin) cuando se calienta se expande y en ebullicin ocupa un 4% ms que cuando est a 20C.Suponiendo 20 l de cerveza hecha con 4 kg de malta y hervida durante 1 hora. Vamos a necesitar:

Volumen de cerveza:20 l

Prdidas por el equipo:Agregue 0,5 l

Reduccin de volumen por enfriamiento:Divida por 0,96

Evaporacin:Agregue 1 l

Prdidas por el equipo:Agregue 2 l

Agua en la hez de maltaAgregue 6,4 l

Total:30,8 l

Otro aspecto fundamental del agua es el del pH. Segn los qumicos especializados existen slo tres compuestos hallados comnmente en el agua que modifican el pH de la maceracin. El primero es el bicarbonato (HCO3-), comnmente mencionado como dureza temporal o alcalinidad. ste aumenta el pH del agua. Los otros dos iones son el calcio (Ca++) y el magnesio (Mg++) y sirven para bajar el pH. Aunque existen muchos otros compuestos presentes normalmente en el agua, no tienen un efecto apreciable en el pH de la maceracin.

Los efectos de estos tres componentes fueron integrados por P. Kolbach en una ecuacin para calcular la alcalinidad residual y predecir en forma aproximada el pH del macerado. La ecuacin nos permitir calcular cunto se alejar el pH del macerado con nuestra agua de uno realizado con agua destilada, es decir, sin sales disueltas.

La ecuacin requiere datos que saldrn de un anlisis del agua a usar y expresados en partes por milln (ppm) o mg/l. Una vez que se calcule la alcalinidad residual, deber ser convertida a un valor de pH relativo. Bsicamente 10 grados de alcalinidad residual equivalen a 0,3 puntos de pH. Esta conversin est integrada en la ecuacin completa que es la siguiente:

pH = 5,8 + {0,028 x [(CaCO3 ppm x 0,056) (Ca ppm x 0,04) (Mg ppm x 0,033)]}

El rango de pH ptimo de maceracin est entre 5,2 y 5,5. Puede aplicar esta ecuacin a su agua para saber qu tan alejado del objetivo est y cunta atencin debe prestarle al pH de la maceracin.

Para corregir el pH de la maceracin se pueden seguir tres caminos: agregar maltas especiales, agregar sales o seguir otros medios para tratar el agua.

Usando, incluso pequeas cantidades, de maltas especiales (caramelos, chocolates, tostadas, etc.) se puede bajar el pH hasta en 0,5. Si se utiliza un 10 % de maltas caramelizadas, el pH baja en 0,3, usando un 20%, baja 0,5. Muchas recetas tienen tantas maltas especiales que no hace falta preocuparse en corregir el pH.

Para cervezas plidas, se pueden usar sales de calcio o magnesio, como sulfato de calcio (yeso), cloruro de calcio, o sulfato de magnesio (sales de Epsom), para corregir el pH. Usando los clculos que se mencionarn ms adelante calcule las ppm de calcio o magnesio que se agregan y sume esta cifra a la cantidad de calcio o magnesio de su agua en la ecuacin para predecir el pH de su maceracin. Esto le dar una idea del impacto de las sales agregadas en el pH de su maceracin.

Si usted est muy lejos del pH ptimo, entonces puede considerar cambiar el agua original de alguna forma, puede diluirla con agua destilada (libre de sales) o hervirla para remover la alcalinidad temporal. Si esto es intil, entonces puede agregar cido de grado alimenticio (como ctrico, fosfrico o lctico) a la maceracin, pero tenga cuidado, los cidos suelen venir muy concentrados y es muy fcil agregar demasiado.

Para ajustar las cantidades de los diferentes iones se puede agregar sulfato de calcio, cloruro de calcio, sulfato de magnesio, carbonato de calcio o cloruro de sodio. Para calcular la cantidad a agregar hay que tener en cuenta que la concentracin individual de cada ion no ser igual a la concentracin total de la sal, es decir, si agregamos 100 mg de CaCO3 a 1 l de agua destilada no tendremos 100 mg de Ca y 100 mg de CO3. Como el carbonato de calcio est formado por dos iones cada ion representa una fraccin de la sal, entonces en 100 mg de carbonato de calcio tenemos 40 mg de [Ca 2+] (ion calcio) y 60 mg de [CO3 2-] (ion carbonato). Tambin hay que aclarar que la concentracin de los iones se mide en ppm (partes por milln) que equivalen a mg/l. Es decir que en un litro de agua con 100 mg de cloruro de sodio (sal comn) tendremos 100 ppm de sal.

Siguiendo ahora con el ejemplo anterior, voy a necesitar 30,8 l de agua a los que les quiero agregar 100 ppm (mg/l) de calcio. Cunto sulfato de calcio deber agregar? Simplemente debo multiplicar este nmero por la cantidad de litros totales a tratar para saber la cantidad de calcio que necesitar:

30,8 l x 100 mg/l = 3080 mg = 3,08 g de calcio

Para determinar la cantidad de sulfato de calcio requerida bastar con dividir esta cantidad por el porcentaje de calcio presente en el sulfato de calcio, que es 23%

3,08 g / 0,23 = 13,4 g de sulfato de calcio

Tambin esto se puede calcular en la direccin opuesta. Por ejemplo, se puede preguntar cuantas ppm, de cloruro se agregarn con 10 g de cloruro de calcio en 20 l, es decir 500 ppm (10000 mg / 20 l). Como el cloruro equivale al 48 % del cloruro de calcio, agregu 240 ppm (500 ppm x 0,48).

El propsito ltimo del agregado de sales es el de igualar su agua a la de grandes centros cerveceros mundiales, como Londres, Munich, Pilsen, etc. A pesar de que dichos clculos pueden parecer tediosos, slo har falta hacerlos una vez. A menos que el agua que utilice vare mucho, puede trazar un plan de tratamiento para cada tipo de agua que quiere lograr y simplemente repetirlo cuando lo desee.

A continuacin agrego una tabla en la que figuran las sales ms comnmente usadas y el porcentaje que representan sus iones de su peso total.

NombreFrmula molecularPeso% de peso

Cloruro de SodioNaCl58Na 40%Cl 60%

Carbonato de CalcioCaCO3100Ca 40%CO3 60%

Cloruro de CalcioCaCl2 + 2 H2O146Ca 27%Cl 48%

Sulfato de CalcioCaSO4 + 2 H2O172Ca 23%SO4 56%

Sulfato de MagnesioMgSO4 + 7 H2O246Mg 10%SO4 39%

Existen sales que son imposibles de preparar libres de molculas de agua, debido a que terminan formando unos enlaces bastante estables con las molculas de sal. El peso que aporta el agua a esa molcula de sal es importante porque si est agregando una sal a agua al hacer los clculos habr que tener en cuenta que tambin se est pesando agua, y corregir el peso en forma adecuada. Tal es el caso del cloruro de calcio, el sulfato de calcio y el sulfato de magnesio. Adems, en teora, el agua esta formando parte de esa molcula. La soda custica (NaOH, hidrxido de sodio) es un caso especial, porque es muy higroscpica (absorbe agua), por lo tanto apenas expuesta a la atmsfera empieza a absorber el agua que est como humedad en el aire.

Tambin hay que aclarar que el cloruro de sodio a agregar deber ser no enriquecido con iodo.

Los principales iones aportan los siguientes perfiles:

Carbonato / Bicarbonato (CO3 o HCO3)Los iones que determinan la dureza temporal o de "carbonatos". Expresada como alcalinidad total" en la mayora de las hojas de anlisis, la presencia (o falta) de bicarbonato es considerado el factor ms crucial del agua para cerveza. Demasiado poco y el pH del macerado ser muy bajo, especialmente cuando se usan maltas oscuras (los altos niveles en el agua de Munich son los mayores responsables de la famosa suavidad de las Mnchner dunkel). Demasiado contrarrestar el proceso de acidificacin del ion calcio resultando en pobres rendimientos de extraccin del grano malteado. Los niveles generalmente no deberan ser superiores a 25 - 50 ppm (mg/l) para cervezas claras y 100 - 300 mg/l para cervezas oscuras.

Sodio (Na)Contribuye al cuerpo y al carcter. Utilizar demasiado sodio en el tratamiento del agua llevar a un sabor notable a "agua de mar". Los niveles generales son 10 - 70 ppm en el agua adecuada para cerveza.

Cloruro (Cl)Presente en la sal comn de mesa, este ion resalta la dulzura de la malta y, como el sodio, contribuye a la sensacin en boca y a la complejidad de la cerveza. Los niveles generales se encuentran en 1 - 100 ppm en el agua adecuada para cerveza, pero deben mantenerse siempre bajo 150 ppm para evitar sabores salados.

Sulfato (SO4)Aunque es el segundo, despus del calcio, en bajar el pH, este es el principal elemento del agua que influye sobre la cantidad de lpulo porque resalta un amargor seco y agudo si los IBUs son muy elevados. Para Pilsners se recomiendan niveles por debajo de 10 ppm, alrrededor de 25 - 50 ppm para la mayora de las lagers claras y 30 - 70 ppm para la mayora de las ales. Notables excepciones incluyen las pale ales del estilo de Burton-on-Trent (500-700 ppm), las lagers de Dortmund y Vienna (100 130 ppm).

Calcio (Ca)Este es el elemento ms importante de la "dureza permanente" en el agua para cerveza. Ayuda a bajar el pH al rango ptimo de 5,2 - 5,5 y favorece la precipitacin de protenas (el "turbio") durante el proceso de hervor. Un buen nivel para la mayora de las ales y lagers est generalmente considerado cerca de los 100 ppm. Demasiado creara un sabor amargo spero, especialmente en las lagers claras.

Magnesio (Mg)Primariamente valuado como un nutriente para la levadura, este ion es usualmente incrementado mediante la adicin de Sales de Epsom, pero la adicin de magnesio es generalmente desaconsejada por muchos expertos, especialmente cuando se elaboran lagers. Niveles superiores a 30 mg/l aportarn un amargor seco y astringente a su cerveza. Los niveles de las mejores aguas del mundo rondan los 20 - 30 ppm.

La composicin de aguas de famosos lugares cerveceros del mundo es la siguiente. Las composiciones estn expresadas en ppm.

LugarCO3NaClSO4CaMg

Burton-on-Trent200403566029555

Dortmund1806910626026123

Dublin3191219541174

London1569960775216

Munich15210287518

Pilsen1425572

Buenos Aires*6018 / 3020 / 3030 / 3512 / 162 / 3

CO3: Carbonato Na: Sodio Cl: Cloruro SO4: Sulfato Ca: Calcio Mg: Magnesio.

* Segn Aguas Argentinas, Diciembre de 2005. El pH no vara significativamente entre los valores superiores e inferiores de los rangos mencionados.

Bibliografa:

RAY DANIELS: Designing Great Beers Brewers Publications, Boulder, Colorado, EE.UU. 2001

STEPHEN SNYDER: The Brewmasters Bible HarperPerennial, New York, New York, EE.UU. 1997