Hidrocarbonetos: passado, presente e futuro da refrigeração

Os hidrocarbonetos (HCs) são substâncias encontradas no petróleo bruto e na produção de gás, abundantes em escala global, de custo relativamente baixo, não tóxicos, não causadores de danos a camada de ozônio e não contribuem para o efeito estufa, sendo composto orgânico ecológico do ponto de vista químico constituído inteiramente de hidrogênio e carbono[i].

Os mais utilizados, consagrados e conhecidos são o propano R290 e o isobutano R600a, embora existam outros fluidos da mesma família que compartilham características muito similares para utilização na refrigeração e aquecimento, tais como butano R600, propileno R1270, dentre outros.

Na Europa, por exemplo, alguns fabricantes de eletrodomésticos adotaram o R290 como um substituto para R404a ou R134a em eletrodomésticos já em meados do ano de 2000, o que reforça ainda mais o seu papel fundamental na nova cadeia de fluidos refrigerantes.

Suas principais vantagens são:

Ecológicos e abundantes, preços mais competitivos
Não destroem a camada de ozônio ODP (Ozone Depletion Potential): 0
Não contribuem com o efeito estufa GWP (Global Warming Potential): < 3
Não classificados como tóxicos pela ASHRAE[1]
Requerem compressores menores, menos ruidosos e com alto potencial de economia
Requerem cargas menores quando comparados aos HFCs (R134a; R22 etc.)
Seguros quando manuseados de forma adequada

A Emenda de Kigali

Em 1 de janeiro de 2019 entrou em vigor a Emenda de Kigali, assinada em outubro de 2016, durante a 28º reunião dos Estados Partes do Protocolo de Montreal, realizada na capital de Ruanda, incluindo então os HFCs na lista de substâncias controladas por este Protocolo, com o objetivo de gradativamente substitui-los por outros produtos que não causem dano à camada de ozônio e que também não sejam agentes que contribuam para o agravamento do efeito estufa e seus impactos sobre o sistema climático global.

Foi estabelecido um calendário de redução gradativa, para que os países de diferentes agrupamentos econômicos caminhem rumo à total eliminação destas substâncias, promovendo sua substituição. No caso do Brasil, por ser classificado no grupo A5, o cronograma estabelecido foi:

O papel fundamental dos HCs na redução do aquecimento global

Seguidas as regras para manuseio e aplicação, embora classificados ASHRAE A3 (não tóxicos; altamente inflamáveis), os HCs são muito seguros para uso na refrigeração. Para melhor ilustrar este fato, tenhamos como exemplo o gás liquefeito de petróleo (GLP), amplamente utilizado na cozinha.

Diferentemente do GLP, que utiliza chama aberta em fogões, os HCs permanecem selados no sistema de refrigeração, em baixas concentrações, entre 80g e 150g, na maioria dos casos, o que torna seu uso ainda mais seguro.

Sobre seu papel na diminuição do aquecimento global podemos fazer a seguinte comparação: o R404a, por exemplo, tem um GWP de 3260; assim podemos afirmar que 1 kg deste gás liberado na atmosfera é comparável a 1100kgs de isobutano R600a com seu GWP <3!

Outro exemplo interessante é que a perda natural de um sistema de refrigeração está entre 5 e 10% de sua carga anualmente. Se este sistema for carregado de R134a, com GWP de 1410, contra o propano GWP <3, cada 1kg de 134a liberado equivale a quase 500kgs de propano R290a!

É possível ter uma ideia clara da diferença do quanto poupa o Planeta em toneladas de gases causadores do efeito estufa simplesmente adotando os HCs, sem considerar sua eficiência energética que pode representar até 80% menos das emissões associadas com sistemas a R134a.

O futuro dos HCs

Os HCs são substitutos para CFCs, HCFCs, na refrigeração doméstica, comercial, industrial e no condicionamento automotivo, muitos já obsoletos e destruidores da camada de ozônio tais como R12, R13 e R22, dentre outros.

Atualmente estão também gradativamente sendo utilizados para substituir HFCs, como o R134a, R404a, R407c em geladeiras, freezers, sistemas de supermercados, bombas de calor e chillers. Podem substituir também os agentes de expansão de espuma de isolamento, como por exemplo o ciclopentano.

Abaixo listamos algumas aplicações para os HCs:

Refrigeradores e freezers domésticos: a mais conhecida aplicação conhecida, o R600a é utilizado atualmente em milhões de refrigeradores e freezers em todo o mundo.
Refrigeração comercial: o R290 é usado principalmente como um substituto para o R22 e HFCs em freezers, expositores de sorvetes, refrigeradores (walk-in), máquinas de gelo, vending machines, bebedouros etc.
Ar-condicionado: Split AC para escritório e uso doméstico, AC portátil e desumidificadores podem usar hidrocarbonetos.
Recentemente o R290 teve sua aprovação para uso em condicionadores portáteis na Alemanha sob o selo Blue Angel, concedido pela ONUDI (Organização das Nações Unidas para o Desenvolvimento Industrial).

Seguindo a Europa, onde os HCs estão em uso há mais de duas décadas, a diretiva IEC 60335-2-89:2019, que aprovou novos limites de carga de gases HCs (A3) de 150g para até 500g, a ocorrência sempre mais frequente de desastres naturais ligadas ao aquecimento global e seus desdobramentos, pressão da sociedade para diminuição dos danos causados pelo efeito estufa, os hidrocarbonetos deixam de ser uma alternativa e se tornam a escolha tecnicamente e economicamente mais indicada e viável, aliando o melhor de dois mundos: eficiência energética e redução de danos a camada de ozônio, o que nos indica que os HCs são os fluidos refrigerantes do futuro, e o futuro é agora.