La química del agua para hacer cerveza

Ya sabemos todos que los ingredientes básicos de la cerveza son la malta, el lúpulo, la levadura y el agua. Esta última juega un papel muy importante en el producto final y lo puede hacer en dos direcciones muy diferentes. En el lado negativo de las cosas, un agua de mala calidad (es decir, de una calidad no adecuada para hacer cerveza, luego veremos lo que eso significa) puede dar como resultado una cerveza de mal sabor o incluso afectar al rendimiento de la malta provocando una fermentación pobre o fallida. En cambio, en el lado positivo, un agua de buena calidad dará lugar a cervezas muy ricas. No en vano, entre el 90 y 95% del contenido de una cerveza es agua. Además, hay aguas con características muy especiales propias de ciertas localidades que son imprescindibles para elaborar algunos tipos de cerveza que tienen una personalidad muy marcada y reconocible.

Por estos motivos, si quieres ser un elaborador de cerveza “avanzado”, no te queda más remedio que dedicarle un poco de tiempo a entender el papel que desempeña el agua en tu cerveza y con ello elegir el agua que vas a usar para tus elaboraciones. Obviamente siempre existe la posibilidad de comprar agua mineral en garrafas que tiende a ser bastante neutra y no va a causarte problemas, pero claro, tiene un coste muy superior al del agua del grifo. En algunos casos, el uso de agua mineral es inevitable dadas las malas características de algunas aguas domésticas, pero en otros muchos casos, dependiendo de donde vivas y de tu suerte, el agua del grifo puede ser más que adecuada para hacer cerveza tal cual sale del grifo o con pequeñas modificaciones.

Este artículo pretende ser una primera introducción a este complicado asunto, que cubierto en profundidad requeriría de toda una enciclopedia.

Veamos primero los cuatro tributos que la mayoría de los cerveceros consideran críticos a la hora de evaluar la calidad de un agua: pH, dureza, alcalinidad y riqueza mineral.

pH: El pH de una solución es un indicador de la concentración de iones de hidrógeno (H+) en comparación con la concentración de iones hidronio (OH-). Se trata de una escala logarítmica inversa que admite valores del 1 al 14. A valores más bajos, mayor la proporción de iones H+. La presencia de ácidos en el agua suele provocar una presencia mayor de iones H+ por lo que se suele decir que una solución con pH bajo es ácida. Una solución con pH 1 sería un ácido muy fuerte, por ejemplo. El punto de equilibrio, que es el del agua PURA a temperatura y presión estándar tiene un pH de 7. A partir de 7, se dice que la solución es una base, tanto más fuerte cuanto mayor es el pH.

¿Y porqué nos preocupa el pH a la hora de hacer la cerveza? La razón es que, tanto durante el macerado como la cocción y la posterior fermentación, el pH juega un papel fundamental a la hora de permitir (o inhibir) las reacciones enzimáticas que transforman los azúcares complejos de la malta en azúcares más sencillos que luego podrán fermentarse por la acción de las levaduras. Además, un nivel de pH adecuado favorece la coagulación de las proteínas de la malta, permitiendo obtener cervezas más claras. En números, el rango de pH ideal para un mosto durante el macerado y la cocción debe estar entre 5,2 y 5,5. Durante la fermentación, la acidez no hará sino incrementarse para dar un nivel de pH de la cerveza final de entre 4 y 5. Si nuestra agua de partida es muy básica,  es decir con pHs mayores que 7, es probable que nuestro mosto tenga dificultades en acidificarse suficientemente, afectando al resultado final de mi cerveza (baja transformación de azúcares, baja coagulación de proteínas).

Cómo medir: seguramente puedas ver el pH en la etiqueta de tu agua si es embotellada. Tu compañía de agua también tiene la obligación, si lo solicitas, de enviarte un análisis del agua que os sirve. Pero dado que el pH va a ir cambiando a medida que elaboramos la cerveza, conocer el pH inicial es útil pero no necesariamente suficiente, por lo que es bueno contar con algún método para medir el pH de un agua y de un mosto en sus consiguientes fases. Puedes adquirir un medidor de pH electrónico o adquirir tiras de “papel tornasol” que son fáciles de usar, pero no excesivamente precisas.

Modificar el pH: normalmente si hay necesidad de actuar sobre el pH de un mosto será para reducirlo (hacerlo más ácido). Si nuestra agua de partida es algo alcalina, lo podremos conseguir añadiendo sulfato de calcio, añadiendo una parte de malta ácida como parte de mis maltas base o haciendo lo que se llama una parada acidificante (“acid rest”) durante en macerado, consistente en hacer un primer macerado de  la malta a tan sólo 35ºC durante media hora para luego subir la temperatura a temperaturas de macerado normales (unos 65ºC).

Dureza: mide en general la concentración de cationes de los metales de calcio y magnesio en nuestra agua, en sus diferentes formas. Se habla de aguas duras si tienen concentraciones de estos iones (a veces reportados como ppm de CaCO3) superiores a 50 ppm y muy duras para concentraciones superiores a 150 ppm. Aguas con concentraciones inferiores a 50 ppm se llaman aguas blandas. Las aguas duras son mejores para la elaboración de cerveza dado que favorecen la bajada del pH. Además, una correcta concentración de cationes de Ca y de Mg reducen el nivel de turbidez de la cerveza y potencian la actividad de la levadura. Un agua muy dura sigue teniendo un efecto positivo en el pH pero puede afectar negativamente a las levaduras durante la fermentación. Si vas a usar un agua blanda o muy dura, será necesario corregirla con algún aditivo (ver la lista más abajo). Existen reactivos que te darán la dureza del agua o puedes pedir una analítica a tu proveedor. Si quieres, también puedes conseguir una idea del grado de dureza de tu agua viendo cuánta espuma hace cuando usas jabón de manos. Las aguas muy duras apenas generan espuma.

Alcalinidad: puede medirse en términos de concentración de aniones metálicos (Ca y Mg siendo los más importantes). Su presencia ejerce de buffer en la solución evitando que su pH cambie, por lo que las aguas muy alcalinas son muy inadecuadas para hacer cerveza y deben evitarse. Dicho esto, hay que entender que existen diferentes escenarios que dan lugar a aguas alcalinas y que son función de la presencia adicional de carbonatos (CO3 y HCO3). La coexistencia de calcio y magnesio con carbonatos hace que agua se pueda tratar mediante una simple aplicación de calor y agitación que provocará la precipitación de los metales. Si en cambio tenemos un agua alcalina con poca presencia de carbonatos (menos de 50 mg/l), es un agua que no podremos usar para hacer cerveza. Además, tratar estas aguas químicamente para “corregirlas” es un proceso complejo.

Riqueza mineral: el agua debe además aportar nutrientes que ayuden a las levaduras a desarrollarse uy a hacer su trabajo. Muchos pueden venir de la malta, pero la aportación de minerales normalmente presentes en el agua es también fundamental. En otras palabras, hacer cerveza con agua destilada es una mala idea. El ideal aporta sodio, cloro, azufre, calcio, magnesio entre otros, que son fundamentales en el proceso de elaboración. La siguiente tabla detalla los rangos de concentraciones deseables para estos iones.

Aquí otra vez necesitarás un buen análisis del perfil de tu agua para saber a qué atenerte. Y si estás bajo en alguno de estos elementos, piensa a añadirlos a través de algún nutriente de levaduras.

Aditivos:

La química permite modificar las características de cualquier agua, potenciando algunos perfiles y reduciendo otros. Esta es una lista de aditivos que se suelen usar en el mundo de la cerveza y el impacto que tienen en el agua o en el mosto.

Carbonato de Calcio (CaCO3): sube la alcalinidad y dureza. Para aguas demasiado ácidas.

Bicarbonato de Sodio (NAHCO3): Sube la alcalinidad, fuente de sodio. Para aguas demasiado ácidas.

Sulfato de Calcio (CaSO4): fuente de calcio y sulfatos. Endurecer el agua y potenciar amargor de los lúpulos. Reducir pH de forma indirecta.

Cloruro de Calcio (CaCl2): buena fuente de calcio para aguas blandas.

Sulfato de Magnesio (MgSO4): fuente de sulfatos que potencian el sabor del lúpulo

Cada fabricante de aditivos tiene recomendaciones sobre las cantidades a añadir para conseguir determinadas variaciones en la química del agua. Ellos conocen la pureza del producto mejor que nadie.

Y es fundamental en toda cerveza la relación entre sulfatos y cloruros dado el gran impacto que tienen potenciando el amargor tanto de lúpulos como de la propia malta.

Proporción entre Sulfatos y Cloruros: 2 a 1 para cervezas amargas, normalmente 1 a 1 o 1 a 2 para cervezas con menos amargor.