Cómo calcular la densidad sin utilizar un densímetro

Para hacer cerveza es muy importante conocer la densidad de nuestro mosto antes y durante la fermentación.

El proceso de elaboración del mosto es en esencia agregarle azúcares al agua para que éstas sean procesadas por la levadura y luego convertidas en alcohol. Estos azúcares que fueron agregados hacen que el agua se vuelva más espesa, pesada y densa.

Este cambio se debe medir utilizando un densímetro o un refractómetro y es muy recomendado buscar una de estas opciones, pero en algunas ocasiones vamos a necesitar realizar mediciones sin ellos debido a que no tenemos acceso o porque se quiebra a medio hacer cerveza un domingo en la tarde (true story). Por ese motivo, vamos a buscar una alternativa para lograr una aproximación decente.

Importancia

Medir la densidad de nuestro mosto es necesario por dos motivos: eficiencia y contenido alcohólico.

Eficiencia: Necesitamos tener la capacidad de medir la cantidad de azúcares que hemos sido capaces de extraer en el proceso para poder calcular la eficiencia de nuestro equipo y nuestro proceso. De este número depende la cantidad de malta que vamos a utilizar para hacer una cerveza del contenido alcohólico que deseemos.
Por ejemplo, si creemos que nuestra eficiencia va a ser de 85% para tener una cerveza con 5% de alcohol, pero resulta que en realidad la eficiencia fue del 50%, nuestra cerveza va a tener en realidad alrededor de 3%.
Esto nos ayuda a ajustar las cantidades de ingredientes para lograr hacer la cerveza que queremos sin importar el tipo de equipo que se utilice.

Alcohol: el contenido alcohólico se calcula a partir de dos datos: densidad antes de fermentación y densidad después de la fermentación. Anteriormente se han dado fórmulas para hacer el cálculo, pero es necesario que tengamos la capacidad de medirlo correctamente.
Sin tener la capacidad de medir la densidad en nuestro proceso, el nivel de alcohol será algo que tendremos que adivinar.

¿Qué es Gravedad Específica?

Es una medida de densidad, el nombre es una mala traducción del inglés "specific gravity" pero este es el nombre con el que comúnmente se le conoce. La palabra gravity en este contexto se debería traducir como densidad y no como gravedad.
Esta escala es la que se usa normalmente para la densidad en la cerveza, especialmente casera, y no tiene dimensionales, es simplemente la relación entre la densidad del líquido que se mide y la densidad del agua.

Es común ver que el las recetas caseras se exprese la densidad (o gravedad) original como gravedad específica, por ejemplo:

Densidad Inicial: 1.060

La gravedad específica del agua siempre será de 1.000, lo cual significa que cualquier líquido más denso que ésta tendrá valores arriba de 1 y los que sean menos densos tendrán valores menores a 1.

Medición

Como se mencionó anteriormente, la densidad del mosto se logra agregando azúcares al agua por medio de la maceración, por lo que se puede hacer una medición de densidad tomando un volumen conocido de líquido y determinando su peso.

Es muy importante tomar en cuenta dos factores clave para que nuestra medición sea correcta: el volumen de líquido debe ser exacto y la temperatura de comparación debe ser la misma.

El volumen del mosto cambia en función de la temperatura, así que si tomamos una muestra de mosto caliente debemos primero enfriarla a temperatura ambiente para asegurarnos que la medición será correcta.

Cuando la muestra está a la temperatura correcta debemos medir 50 ml de la forma más exacta que podamos. Una pipeta plástica de laboratorio es una forma barata, exacta y fácil de conseguir para medir este volumen. Sin embargo, si no cuentan con nada para hacer una medición exacta de volumen y necesitan tomar la muestra con urgencia, pueden utilizar un recipiente pequeño y hacer una marca para asegurarse que se pueda medir con exactitud el mismo volumen de mosto y luego de agua.

Luego debemos pesarlo de la forma más exacta posible. Es probable que ya tengamos una pesa en casa porque debemos usarla para medir la cantidad de lúpulo que vamos a agregar, pero debemos asegurarnos que la pesa es lo suficientemente sensible para medir pequeños cambios de peso. Una pesa de joyería es ideal para esto, pero las pesas de cocina funcionan perfectamente.

Cuando se haya terminado de realizar las dos mediciones, ahora debemos hacer los cálculos:

Volumen de muestra = 50 ml

Peso de muestra = 53 gramos

El peso del agua es fácil de determinar porque 1 ml = 1 gramo, así que 50 ml pesarán 50 gramos. Por lo que para determinar la gravedad específica de nuestra muestra utilizamos la siguiente fórmula.

Gravedad Específica = peso de muestra / peso de agua

Si no pudimos medir el volumen correctamente y utilizamos un recipiente con una marca, el peso del agua no lo podemos deducir por lo que se deberá medir también para conocerlo. Para esto simplemente se debe limpiar el recipiente y llenar con agua a temperatura ambiente para luego pesarla y utilizar este dato.

Utilizando nuestros datos anteriores, obtenemos:

Gravedad Específica = 53 gr / 50 gr

= 1.060

En este caso, la gravedad específica de nuestro mosto es de 1.060, lo cual ya podemos utilizar en nuestros cálculos y lo hemos logrado sin necesidad de un densímetro o refractómetro.

Cabe mencionar que la gravedad específica se expresa con 3 decimales por motivos de exactitud.

Bonus: Una receta para una stout

Para ver todos estos datos tenemos como ejemplo la receta para una cerveza tipo Stout

Dry Stout:

Volumen: 20 litros
Densidad Inicial (antes de fermentación): 1.047
Densidad Final (al finalizar fermentación): 1.014
Eficiencia: 75%
Amargor: 38 IBUs
Alcohol: 4.6%

Malta:
5.5 lb de malta base
2.0 lb de avena en hojuela
1.5 lb de cebada tostada (roasted barley)

Lúpulo:
2 oz Golding (US) al inicio de ebullición

Levadura: 
1 sobre de Fermentis Safale S04

Procedimiento:

• Macerar malta molida a 155°F (68.3°C) por 60 minutos
• Realizar sparge (o lavado) y recolectar 24.5 litros de mosto
• Llevar mosto a ebullición y agregar lúpulo cuando haya empezado a hervir
• Dejar hervir por 60 minutos
• Enfriar rápidamente hasta temperatura ambiente y transferir hacia fermentador
• Agregar levadura
• Dejar fermentar por 2 a 3 semanas.

Si se utiliza el método anteriormente expuesto de determinar la densidad por peso, 50 ml de mosto antes de fermentación debería pesar 52.35 gr y el la cerveza al final de la fermentación debería pesar 50.7 gr.

Saludos y salud!