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A história da cerveja é frequentemente dividida em eras tecnológicas definidas pela refrigeração ou pela pasteurização. No entanto, existe um marco anterior, nascido nos laboratórios da transição entre a alquimia e a química, que mudou para sempre nossa compreensão do que acontece dentro de um tanque de fermentação.

Jan Baptista van Helmont, um médico e místico flamengo do século XVII, não apenas desafiou os dogmas da Inquisição espanhola, mas foi o primeiro cientista a identificar o dióxido de carbono (CO₂) como uma substância distinta do ar comum.

Para o setor cervejeiro moderno, essa descoberta é a pedra angular que permite desde o controle da carbonatação natural até a engenharia de sistemas de recuperação de gás em plantas de produção em grande escala.

A ruptura com a alquimia medieval

Jan Baptista van Helmont é reconhecido por cunhar a palavra gás, derivada do termo grego khaos. Antes de sua contribuição, a ciência alquímica classificava qualquer substância volátil simplesmente como ar ou espírito.

Van Helmont foi o primeiro a postular que existiam diferentes tipos de vapores com propriedades físicas e químicas únicas, rompendo com a teoria aristotélica dos quatro elementos.

Para o cervejeiro técnico, essa mudança de paradigma é fundamental. Sem a distinção entre o ar atmosférico (composto principalmente por nitrogênio e oxigênio) e os subprodutos da fermentação, seria impossível compreender processos críticos como a oxidação ou a carbonatação.

A transição de ver o vapor como um espírito místico para vê-lo como um gás quantificável permitiu o desenvolvimento posterior de leis físicas que hoje regem o funcionamento de qualquer sistema de envase isobárico.

A identificação do dióxido de carbono

Durante seus experimentos com a combustão de carvão vegetal e a fermentação de mostos, Van Helmont observou a liberação de uma substância que denominou gas sylvestre (gás da floresta ou gás silvestre).

Ele notou que esse gás podia apagar chamas e que era o mesmo que se acumulava em cavernas e adegas de fermentação, sendo letal para os seres vivos quando concentrado em excesso.

Esse gás silvestre não era outro senão o CO₂.

Na indústria cervejeira, a identificação desse componente permitiu entender por que o mosto borbulhava durante a atividade da levedura.

Ao compreender que se tratava de uma substância específica, a ciência pôde começar a medir sua densidade e seu comportamento em diferentes temperaturas, o que eventualmente levou à criação de tabelas de carbonatação utilizadas em ferramentas de software como o BeerSmith.

O experimento do salgueiro

Uma das contribuições mais famosas de Van Helmont foi seu experimento com um salgueiro. Durante cinco anos, cultivou um salgueiro em um vaso com uma quantidade controlada de terra, adicionando apenas água.

Ao final do período, a árvore havia ganhado considerável massa, enquanto a terra mal havia perdido peso. Van Helmont concluiu, erroneamente, que a matéria da árvore provinha exclusivamente da água, ignorando o papel do CO₂ atmosférico na fotossíntese.

Apesar do erro na conclusão final, o experimento foi revolucionário por sua abordagem quantitativa. Na produção de cerveja, essa mentalidade de balanço de massas é vital.

Hoje, os mestres cervejeiros utilizam balanços similares para calcular o rendimento do extrato e a eficiência da mosturação. A metodologia de Van Helmont de pesar e medir meticulosamente cada entrada e saída do processo é o precursor direto do controle de qualidade moderno.

A fermentação como processo observável

Van Helmont foi um dos primeiros a propor que os processos biológicos, incluindo a digestão e a fermentação, eram impulsionados por fermentos químicos ou enzimas (embora não usasse esse termo específico).

Ele via a fermentação não como um milagre divino, mas como uma transformação interna da matéria mediada por agentes específicos que liberavam gás.

Essa visão desmistificou a produção de bebidas alcoólicas. Ao tratar a fermentação como uma reação química observável, abriu-se a porta para que cientistas futuros como Pasteur identificassem a levedura como o organismo responsável.

Para uma cervejaria, isso significa que o processo de conversão de açúcares em etanol e CO₂ é previsível e controlável mediante a manipulação de variáveis como temperatura e taxa de inoculação.

O conflito com a Inquisição

Após a publicação em 1621 de seus trabalhos sobre cura magnética, Jan Baptista van Helmont foi submetido a um processo pela Inquisição espanhola nos Países Baixos, que culminou em 1625 com a censura de várias de suas teses e períodos de prisão domiciliar.

Essas medidas limitaram a difusão de um conjunto de ideias que incluía observações experimentais sobre os gases, aos quais denominou gas, entre eles o gas sylvestre, hoje identificado como dióxido de carbono (CO₂).

O conflito se desenvolveu em um contexto de tensão entre a escolástica aristotélica e a iatroquímica, pois Van Helmont descrevia a geração de gases como um fenômeno material mensurável, produto de reações naturais como a combustão e a fermentação.

A publicação póstuma do Ortus Medicinae em 1648 atrasou a circulação dessas observações, postergando a incorporação do CO₂ como entidade física diferenciada no estudo de processos como a fermentação e a transformação da matéria.

A relação entre pressão e solubilidade

Embora Van Helmont não tenha formulado a lei de Henry, sua descoberta do gás como entidade física foi o passo necessário para que outros o fizessem. A solubilidade do CO₂ na cerveja é inversamente proporcional à temperatura e diretamente proporcional à pressão parcial do gás sobre o líquido.

Na prática industrial, isso se traduz na necessidade de resfriar a cerveja o mais próximo possível de 0 graus Celsius antes de realizar a carbonatação forçada.

A eficiência do processo depende de compreender que o gas sylvestre identificado no século XVII tem uma afinidade específica pelo líquido que varia drasticamente com as mudanças térmicas, o que influencia a estabilidade da espuma e a retenção do gás no serviço final.

Perguntas frequentes (FAQ)

1. Como se mede o dióxido de carbono (CO₂) dissolvido na cerveja na indústria moderna?

Nas cervejarias modernas, o CO₂ dissolvido é medido em volumes de CO₂ ou em gramas por litro (g/L) mediante medidores analíticos de carbonatação (métodos de expansão de volume ou sensores ópticos de infravermelho). Essas ferramentas permitem determinar a quantidade exata de gás dissolvido independentemente do ar ou outros gases presentes, garantindo a textura e a estabilidade da espuma.

2. Qual é a diferença técnica entre o CO₂ de fermentação e o CO₂ comercial injetado?

Quimicamente são a mesma molécula, mas o CO₂ produzido naturalmente durante a fermentação costuma arrastar compostos aromáticos voláteis do lúpulo e do malte. Em plantas de produção em grande escala, o gás liberado na fermentação é purificado e recuperado mediante sistemas de compressão para ser reinjetado posteriormente, otimizando custos e preservando o perfil sensorial próprio da cerveja.

3. Qual é o impacto do ar atmosférico ou oxigênio dentro do tanque de fermentação?

Ao contrário do CO₂, o oxigênio atmosférico é o principal inimigo da cerveja terminada. Embora a levedura necessite de oxigênio na fase inicial de inoculação para sintetizar esteróis e ácidos graxos, a presença de O₂ em fases posteriores causa oxidação, gerando sabores desagradáveis (como papelão molhado ou xerez) e degradando os alfa-ácidos do lúpulo.

4. O que é um tanque isobárico e por que requer o controle exato de gases?

Um tanque isobárico é um recipiente hermético projetado para manter uma pressão constante e uniforme durante o envase ou a maturação da cerveja. Permite transferir e envasar o líquido sem que o CO₂ dissolvido se desgaseifique (evitando excesso de espuma) e impede a entrada de ar exterior que possa contaminar ou oxidar o produto.

5. Quem descobriu a relação exata entre pressão e solubilidade dos gases nos líquidos?

Embora Jan Baptista van Helmont tenha identificado o gás CO₂, foi o químico britânico William Henry, em 1803, quem formulou a Lei de Henry. Essa lei estabelece que a quantidade de gás dissolvido em um líquido é diretamente proporcional à pressão parcial desse gás sobre o líquido, princípio que rege a carbonatação forçada na elaboração de cerveja.

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