EL PROCESO EN MOVIMIENTO

¿Cómo entra el calor en el grano?

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▶ Reproducir el proceso01Tres caminos para el calor02Primero la superficie, luego el corazón03El agua se va, y lo frena todo04El grano se calienta solo y estalla05Lo que el grano ha perdido

Tres caminos para el calor

En un tambor, el calor llega por tres caminos a la vez. La conducción pasa por contacto, del metal caliente al grano y de grano a grano. La convección viene del aire caliente que atraviesa la masa. La radiación parte de la pared y de la llama. En un tambor clásico, conducción y convección se reparten el trabajo; en un lecho fluidizado, la convección hace casi todo.

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1. Tres caminos para el calorEn un tambor, el calor llega por tres caminos a la vez. La conducción pasa por contacto, del metal caliente al grano y de grano a grano. La convección viene del aire caliente que atraviesa la masa. La radiación parte de la pared y de la llama. En un tambor clásico, conducción y convección se reparten el trabajo; en un lecho fluidizado, la convección hace casi todo.
2. Primero la superficie, luego el corazónEl grano se calienta por su superficie, y su corazón solo recibe lo que la superficie le transmite. La diferencia entre ambos, que Scott Rao anota DT, es el motor: el calor solo desciende una pendiente de temperatura, como el agua solo fluye hacia abajo. De ahí el manejo que él resume: ahondar la diferencia pronto, luego cerrarla hasta la descarga. Un tueste relámpago de menos de tres minutos deja una superficie quemada sobre un centro crudo.
3. El agua se va, y lo frena todoEl vapor de agua sale primero: alrededor del 70 % de los gases emitidos al inicio. Pasar esa agua al estado de vapor cuesta caro, cerca de 300 kJ para expulsar el 11 % de humedad de un kilo de verde. Mientras dura esa evaporación, el grano absorbe energía: se dice que el proceso es endotérmico.
4. El grano se calienta solo y estallaHacia 165 °C, entre 150 y 190 °C según las mediciones, las reacciones liberan su propio calor: el grano se vuelve exotérmico, el aumento se hace en parte solo. El CO2 que quedó atrapado bajo presión en las células acaba superando la resistencia de las paredes: es el primer crack, que la sonda lee hacia 200 °C en la mayoría de las máquinas, de 175 a 207 °C según la sonda, su posición en el lecho y la carga. El grano duplica entonces su volumen y pierde la mitad de su densidad al llenarse de poros.
5. Lo que el grano ha perdidoLa pérdida de peso acumula el agua, los volátiles y materia seca: 10 a 13 % en claro, hasta 22 % en muy oscuro. La humedad final baja de 2,8 % a 1,4 %. Y la sonda clavada en la masa no lee ni la superficie ni el corazón, sino la mezcla de granos y de aire que la rodea.

Para retener: El calor entra por la superficie y solo avanza hacia el corazón mientras exista una diferencia: es la única justificación física de una tasa de aumento que decrece.

En la historia: Thurber hablaba de «treinta a sesenta segundos» para decidir al final del tueste: la exotermia es la razón física de ello.

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Coexisten tres modos de transferencia. La conducción, por contacto del grano con el metal caliente del tambor y de grano a grano; la convección, por el aire caliente que atraviesa la masa; la radiación, de la pared y de la llama. En un tambor rotativo clásico, conducción y convección se reparten el trabajo; en un lecho fluidizado, la convección hace casi todo. Schwartzberg modela el grano con una capacidad calorífica de materia seca de 1,099 + 0,007 T kJ por kg y por grado, y un calor latente de desorción del agua de unos 2 760 kJ/kg, 1,2 veces el del agua libre: expulsar el 11 % de humedad de un kilo de verde cuesta por sí solo cerca de 300 kJ.

El proceso es primero endotérmico, el grano absorbe; entre 150 y 190 °C, hacia 165 °C como valor mediano y antes del primer crack, se vuelve exotérmico, las reacciones desprenden su propio calor, el aumento de temperatura se hace parcialmente autónomo y la ventana de decisión se estrecha: es la razón física de los «treinta a sesenta segundos» de Thurber. Este umbral no tiene un valor único: la calorimetría de Raemy lo sitúa hacia 175 °C, el modelo de Schwartzberg hace partir el calor de reacción desde 150 °C, y Schenker recoge estimaciones de 140 a 190 °C. Son temperaturas de grano, medidas fuera del tambor; la sonda de la máquina, que lee la mezcla de granos y aire, no las muestra tal cual.

Vosloo 2017, § 2.2.1-2.2.2, pp. 15-19; Schwartzberg, Batch coffee roasting (UMass, PDF sin fecha, años 2010), § Overall enthalpy balances; LC cap. 11; para el umbral exotérmico: Wikipedia, Coffee roasting, según Raemy; Bustos-Vanegas et al., Frontiers in Food Science and Technology 5, 2025, según Schwartzberg 2002; Barista Hustle, según Schenker 2000 (consultados el 21/10/2026)

Las transferencias de masa siguen. Es primero el vapor de agua, cerca del 70 % de los gases emitidos al comienzo, y luego el CO2, cuya proporción crece con el grado. La emisión de gases de reacción sigue siendo débil durante cerca del 80 % de la cocción, y luego sube bruscamente.

Una parte del CO2 no sale: queda atrapada bajo presión en las células. Cuando esa presión supera la resistencia de las paredes, el grano estalla. Es el primer crack, y es el momento en que el grano duplica su volumen y pierde la mitad de su densidad por formación de poros.

La pérdida de masa total, el «roast loss», acumula el agua, los volátiles y la materia seca. Va de 10-13 % en tueste claro a 14-16 % en medio, 17-20 % en oscuro, hasta 22 % en muy oscuro. La humedad final, por su parte, cae de 2,8 % en claro a 1,4 % en muy oscuro.

Una palabra sobre la sonda, porque se le hace decir más de lo que dice. Clavada en la masa, no mide ni el centro ni la superficie del grano, sino la mezcla de granos y aire que la rodea. La caída brusca del comienzo de la curva no es más que el encuentro del grano frío con el tambor caliente.

Vosloo midió experimentalmente, en una Genio 6 cuyo termopar se sumerge en la masa de granos, un primer crack constante hacia 175-180 °C de sonda y un segundo hacia 200 °C. Concluye que es posible una predicción rudimentaria del grado a partir de la temperatura de salida. Eso solo vale en su máquina, porque su lectura es baja: tomadas de diecinueve fuentes, manuales, artículos y tostadores en línea, las lecturas del primer crack tienen una mediana de 200 °C de sonda y van de 175 a 207 °C (lámina 06). Gloess, en una Probatino de 1 kg, lo oye a 184 °C, y toda la escala baja con él: un café medio sale ahí entre 186 y 196 °C, cuando la tabla de Davids sitúa el marrón medio entre 215 y 225 °C. La sonda, su grosor, su lugar en el lecho de granos y la carga del tambor desplazan juntos todas las referencias de una curva.

Vosloo 2017, § 2.2.1.1, pp. 16-17; § 2.2.4, pp. 22-23; tablas 2.4 y 2.5, p. 25; abstract p. ii; § 6.1, p. 133; Schwartzberg, fig. 3; Vosloo 2017, § 3.2.1-3.2.2, pp. 46-49, y § 5.1.1, tabla 5.2, p. 106; Gloess et al. 2014, International Journal of Mass Spectrometry 365-366, p. 324, tabla 1 p. 327, figura 5 p. 331; Kenneth Davids, Book of Roast, p. 38; compilación de las lecturas del primer crack, lámina 06

El gradiente interno, y lo que la tasa de aumento comanda de verdad

La lámina acaba de explicar por dónde entra el calor. Falta lo que hace una vez dentro, y es el mayor vacío de esta sección, porque ahí se juega la única justificación física de la regla que todo el oficio recita: la tasa de aumento de temperatura debe decrecer. Se repite, se traza en pantalla, se vigila; rara vez se explica por qué.

El calor solo se desplaza bajando una pendiente

Un grano de café se calienta por la superficie. Su centro, por su parte, no recibe nada directamente: recibe lo que la superficie le transmite, de cerca en cerca, a través de una materia que conduce mal. Existe, pues, en cada instante una diferencia entre la temperatura de la superficie y la del centro, y Scott Rao anota esa diferencia DT, por delta de temperatura, siendo delta la letra griega que los físicos emplean para decir una diferencia.

Esa diferencia no es un defecto, es el motor. El calor solo circula bajando una pendiente de temperatura, como el agua solo corre bajando una pendiente de terreno, y cuanto más empinada es la pendiente, mayor es el caudal. Una diferencia amplia quiere decir un calor que entra rápido; una diferencia que se cierra quiere decir un calor que casi ya no entra. Cuando la superficie y el centro están a la misma temperatura, por más que el grano se encuentre en un tambor ardiente, ya nada avanza hacia el interior.

De ahí viene la conducción que Rao resume en una frase: establecer una diferencia importante al comienzo, y luego reducirla hasta que sea mínima al final. El comienzo de la cocción sirve para cavar la pendiente, el final para rellenarla, y la tasa de aumento no es más que la huella visible de esa maniobra. Una tasa que decrece regularmente es una diferencia que se cierra regularmente.

Una tasa que se desploma es una diferencia que desaparece demasiado pronto y un centro que se queda atrás. Una tasa que vuelve a subir es una diferencia que se reabre cuando la superficie ya está cocida, lo que equivale a hacer dos cafés distintos en el mismo grano.

Dos tandas que todas las cifras declaran idénticas

Rao construye sobre esto su primer mandamiento, aplicar suficiente energía al comienzo. Su formulación merece citarse en detalle, porque contiene una concesión que rara vez se cita: se puede, dice, partir con muy poco calor y aun así cocer correctamente el centro del grano, pero entonces hay que alargar excesivamente la cocción, y es el sabor el que paga. La salida blanda no es, pues, una falta absoluta, es una falta que se recupera en tiempo, y el tiempo tiene su propio costo.

Su demostración opone dos tandas voluntariamente gemelas: misma temperatura de carga, misma temperatura de salida, misma duración total. La única diferencia es que la temperatura del grano de la primera sube más rápido durante los primeros minutos. En esa, la energía aportada pronto cavó una diferencia amplia, y esa diferencia dio al corazón el impulso necesario para alcanzar a la superficie antes de la descarga.

En la otra, el comienzo fue flojo, y la energía añadida a mitad del tueste llegó demasiado tarde para que el centro alcanzara a la superficie. Dos tandas que todos los números que un tostador anota de costumbre declaran idénticas, y de las cuales una está desarrollada y la otra no.

Hay que decir de inmediato lo que esta demostración no es. Las curvas de temperatura interior que traza Rao no son mediciones: nadie ha clavado una sonda en el centro de un grano de siete milímetros durante una tanda. Es un razonamiento ilustrado, coherente con la física de la conducción, y nada más. La distinción importa, porque el resto del oficio lo cita como si se tratara de una medición.

El tiempo, en tres razones

Morten Münchow llega al mismo punto por otro camino, y da tres razones por las que cuenta la duración y no solo la temperatura alcanzada. Primero, la magnitud de una reacción química depende del tiempo pasado a una temperatura, no solo del valor de esa temperatura; por eso la correspondencia entre temperatura de salida y color obtenido es propia de cada perfil y no se traslada de una máquina a otra.

Luego, el calor tarda en difundirse de la superficie al centro, lo que mantiene un gradiente, es decir, un descenso continuo de la temperatura a medida que uno se adentra en el grano, mientras este se calienta; es exactamente el DT de Rao, visto desde el lado de la difusión y no desde el lado de la conducción. Por último, ese gradiente termina por verse en el color, y los tuestes claros y rápidos presentan uno más marcado que los lentos.

Münchow se cuida de convertirlo en un defecto de principio y remite la cuestión a la mesa de cata, lo que es honesto. Da en cambio un umbral que la lámina no tenía: se llama flash roast, tueste relámpago, a un tueste total de menos de tres minutos, en el que la superficie puede quedar francamente sobretostada mientras el centro sigue crudo. Es el caso extremo que vuelve el razonamiento visible a simple vista.

Scott Rao, The Coffee Roaster's Companion, 2014, pp. 19 y 20 para el gradiente interno, p. 42 para el primer mandamiento, p. 43 para la comparación de las dos tandas; Morten Münchow, Roasting Foundation, CoffeeMind, p. 27 para las tres razones del tiempo y para el flash roast.