Refrigeração: fluidos refrigerantes e as demandas ambientais
Fabricantes buscam alternativas sustentáveis a componente que faz troca de calor entre os ambientes externo e interno
02 de novembro de 2021
Em um sistema de refrigeração o fluido refrigerante é responsável pela troca de calor entre os ambientes externo e interno. Com a evolução da tecnologia e a crescente preocupação com o meio ambiente, cresce a busca por alternativas que não agridam a camada de ozônio e possuam um baixo potencial de contribuição ao efeito estufa.
Desde 2010, o Brasil conseguiu cumprir o compromisso de eliminação dos clorofluorcarbonos, os CFCs. Desde então a produção e importação dos CFCs aqui no País é zero, uma vez que estes refrigerantes eram os vilões da destruição da camada de ozônio e foram substituídos pelos hidrofluorocarbonetos (HCFCs) com potencial 90% menor.
No entanto, descobriu-se que os HCFCs, por sua vez, agravam o efeito estufa, promovendo um enorme potencial de aquecimento global. Agora, o desafio é investir na eliminação da produção e consumo dos HCFCs e misturas contendo essa substância até 2040, através do Programa Brasileiro de Eliminação de HCFCs. É por este motivo que se tornam mais populares o uso de refrigerantes naturais, como os hidrocarbonetos (HCs), propano (R-290) e o isobutano (R-600a), mas que também são inflamáveis e exigem cuidados especiais.
Uma alternativa muito utilizada há décadas é a amônia (R-717). Ela não destrói o ozônio da atmosfera da Terra nem aquece o planeta, mas apresenta como ponto de atenção o fato de ser inflamável e tóxico. Nada que o conhecimento e a execução de Boas Práticas de manejo com a amônia não ofereça aos profissionais e às instalações a necessária segurança.
Já o dióxido de carbono (R-744) não é inflamável nem tóxico e tem um potencial de aquecimento global (GWP) – do inglês Global Warming Potentials -, de apenas 1. Mas, por ser mais denso do que o ar, oferece risco de asfixia em baixas concentrações, o que torna recomendável o uso de detectores de vazamento e ventilação especial em alguns sistemas.
Uma das empresas dedicadas a fornecer tecnologias que procurem amenizar os impactos ao meio, a Mayekawa do Brasil opera com um sistema chamado “Natural Five”, onde são utilizados cinco fluidos refrigerantes naturais: Amônia (NH3 – R717), Dióxido de Carbono (CO2 – R744), HC (inclui-se o Propano R-290), Água (H²O) e Ar (O²), aplicados em sistemas de aquecimento, secagem, abastecimento de água quente, ar condicionado, refrigeração, congelamento e criogenia entre outros.
Os refrigerantes naturais têm um menor GWP do que os HFCs, bem como zero ODP (Ozone-Depletion Potential), tornando-os refrigerantes ambientalmente amigáveis. A aplicação de refrigerantes naturais e as soluções de engenharia em eficiência energética visam apoiar o desenvolvimento sustentável não afetando a camada de ozônio e diminuindo significativamente o aquecimento global. “Vemos que a indústria tem respondido a substituição dos fluidos com alto GWP de maneira gradativa à medida que se percebe que estes fluidos, pouco a pouco se tornam menos atrativos, financeiramente, afirma o diretor da Mayekawa do Brasil, Silvio Guglielmoni.
Eficiência
A Mayekawa reconhece que o fluido que proporciona a melhor performance COP (Consumo Energético x Capacidade Fornecida) é a amônia. Ao longo dos anos, houve-se a necessidade de fabricar fluidos (halogenados) que pudessem extinguir a Amônia da refrigeração, devido a sua toxicidade (no caso de manuseio errado do refrigerante), entretanto, os índices de GWP e ODP destes fluidos sintéticos eram e ainda são elevadíssimos, o que não justifica sua aplicação. Em tempos modernos a refrigeração vem migrando para o uso com os demais fluidos naturais, como o CO² e o Propano, que também permitem excelentes COP.
A empresa preparou uma análise sobre a eficiência dos cinco fluidos mais utilizados na refrigeração industrial:
Amônia: Melhor eficiência energética, porém é um fluido tóxico, com isso, faz-se a aplicação em sistemas indiretos, para que se tenha uma redução do volume de fluido no sistema;
CO²: Ótima eficiência, quando aplicado em refrigeração de baixa temperatura. Quando aplicado para médias e altas temperaturas, há riscos, devido a elevação de pressão do fluido, com isso o equipamento deve-se ter operação especializada e um excelente conjunto de válvulas e controles eletrônicos;
Propano: Embora temos visto que as aplicações com este refrigerante estejam aumentando, uma vez que sua eficiência é muito semelhante à amônia, há que se destacar que se trata de um fluido inflamável, o que significa que o equipamento se torna mais custoso, já que a maioria dos componentes devem ser certificados para área classificada. No mais, atende muito bem;
Halogenados: fluidos desta família possuem alto custo e baixíssima eficiência. São fluidos que já tem “prazo de validade”, ou seja, segundo o Protocolo de Montreal, em que grandes potências mundiais são signatárias, inclusive o Brasil, até 2050 tais refrigerantes deverão ter a sua utilização reduzida em 65% comparado aos tempos atuais. “Dessa forma, prevê-se que, em algum momento o sistema deverá passar por um retrofit, ou seja, substituição do tipo de fluido utilizado e, consequentemente, troca ou adaptações de todos os equipamentos nele instalados. Ganha o sistema, ganha o meio ambiente, ganha o Planeta”, assegura Silvio.
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