Alternativas naturais são econômicas, energeticamente eficientes e disponíveis

O ritmo da redução de fase do HFCs (hidrofluorcarbonos), conforme preconizada na Emenda de Kigali, não coloca ênfase suficiente na oportunidade de pular os HFCs em favor de novas tecnologias baseadas em refrigerantes naturais que sejam econômicas, energeticamente eficientes, sustentáveis e prontamente disponíveis.

Segundo a Emenda de Kigali, até 2050 a utilização dos refrigerantes sintéticos em sistemas de refrigeração deverá estar limitada a até 15% contra 85% de uso dos fluidos naturais. A maioria destes compostos sintéticos, por mais pesquisas que sejam realizadas, ainda colaboram, em maior ou menor grau, para a agressão ao meio ambiente.

Atualmente, os fluidos refrigerantes HFO’s (hidrofluoroolefinas) são promovidos como refrigerantes de baixo GWP pela indústria química e, também, por vários fabricantes de sistemas de refrigeração e ar-condicionado. Vale destacar que os HFOs são compostos com os mesmos átomos dos HFCs: carbono (C), hidrogênio (H) e flúor (F). No entanto, são compostos orgânicos insaturados, daí o sufixo “olefina”. Isto significa que quando os HFOs se decompõem na atmosfera forma-se um sal do ácido trifluoroacético, o TFA, que cria uma chuva ácida com possibilidade de contaminar tanto a água quanto o solo. Este sal é muito estável na água e não é particularmente saudável para alguns organismos aquáticos. Mesmo com os processos de purificação usados no tratamento de água potável, o TFA não pode ser removido da água. Além disso, devido à sua longevidade no meio ambiente, de até 30 anos, é possível que alguma regulamentação para os HFOs deva entrar em vigor nos próximos anos. Assim como o uso de CFCs e HFCs, tiveram impacto na destruição da camada de ozônio e potencial de aquecimento global, respectivamente, os possíveis impactos ambientais com os fluidos HFOs ainda não são plenamente conhecidos pela ciência.

Cabe dizer que a cada ano a indústria de fluidos refrigerantes naturais não mede esforços para trazer ao mercado consumidor novas alternativas e conceitos de sistemas que tenham por objetivo substituir os fluidos refrigerantes sintéticos. O que se observa no mercado é que cada vez mais é feita a opção por aplicação de fluidos refrigerantes naturais nos sistemas de refrigeração e ar-condicionado. Sobre os refrigerantes naturais, ressalte-se que havendo correto treinamento de pessoal e cumprimento das normas de segurança adequadas ao seu emprego, o risco apregoado de insalubridade é bastante minimizado, quase nulo.

A Mayekawa do Brasil fornece programas de treinamento para todos os seus engenheiros, técnicos e operadores, bem como não se limita a cumprir com as boas práticas e todos os requisitos locais e normas de segurança para aplicação de fluidos refrigerantes naturais. Desde 1968, quando o mundo ainda não supunha problemas com a camada de ozônio, nem com o aquecimento global, a empresa, independentemente do segmento de aplicação, comercial ou industrial, já priorizava sistemas de refrigeração com uso 100% de fluidos naturais.

Os refrigerantes naturais têm um menor GWP (Global Warming Potential) do que os hidrofluorocarbonetos (HFCs, HFO), 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 drasticamente o aquecimento global e demais possíveis impactos ambientais por contaminação de fontes de água e solo.

Refrigeração comercial

A necessidade de substituir fluidos HFCs e HCFCs é muito mais forte, já que, no Brasil, boa parte deste segmento é composta por equipamentos operando com fluido refrigerante R-22, R-404A, R-134A, que já se encontram em phase-out.

Os fluidos refrigerantes HFOs estão sendo desenvolvidos como refrigerantes de “quarta geração”, com potencial de aquecimento global reduzido, em comparação com HFCs e HCFCs, porém, estes fluidos refrigerantes possuem grau de inflamabilidade, sendo necessária a revisão de alguns itens do projeto e não sendo aplicável o retrofit direto. Existem também alternativas de misturas de HFOs e HFCs reduzindo o risco da inflamabilidade e menor GWP, com poucas modificações nas instalações para fazer a transição.

Uma alternativa de migração para fluido refrigerante natural, em vez de um retrofit, seria a substituição completa dos sistemas de refrigeração, com a possibilidade de optar pelo CO2 ou propano, que proporcionam GWP e ODP muito próximos à zero com desempenho ótimo e melhor eficiência energética.

Refrigeração industrial

Neste segmento a necessidade da indústria está focada em reduzir o volume do fluido refrigerante primário, a amônia, o propano ou o CO2, para reduzir o risco aos colaboradores da empresa. Dessa forma, no tocante à substituição, tem-se optado pelo uso de sistemas indiretos, nos quais mantém-se a amônia e o propano como fluido refrigerante primário em sistema de baixa carga (confinada ao equipamento) e para a circulação dentro dos ambientes de resfriamento ou congelamento, como estoque ou câmaras frias, processos e túneis de congelado, utiliza-se uma solução secundária, que pode ser o CO2-brine, etileno glicol, propileno glicol, acetato de potássio ou monoetileno glicol. Assim, em caso de algum vazamento, o ambiente não será contaminado com o refrigerante, garantindo a segurança ambiental e operacional tanto para os colaboradores quanto para os produtos.

Para o segmento comercial, a Mayekawa disponibiliza três tipos de equipamentos com fluidos 100% naturais:

– Chiller propano, que possui compressores e componentes à prova de explosão, bem como outros componentes do equipamento, como sensores de temperatura e de pressão, fluxostato e solenoides, fabricados com o mesmo princípio para aplicação em áreas classificadas;

– Rack CO2 Transcrítico, solução que utiliza o CO2 para atender tanto temperaturas de resfriado (- 8 ºC) quanto de congelados (-30 ºC); e

– Rack CO2 subcrítico com propano, neste caso, para congelados, utiliza-se o CO2 em um sistema com expansão direta. Já para resfriados, utiliza-se o propano por meio de um sistema indireto, sendo o R-290 confinado na sala de máquinas com carga reduzida, enquanto uma solução secundária circula nos forçadores dos ambientes e equipamentos de processo.

Para o segmento industrial, a tendência tanto para projetos novos quanto para os retrofit é:

– NH3/CO2: A partir destes dois fluidos aproveitam-se as configurações de NH3/CO2 em cascata, fornecendo sistemas de refrigeração de alta capacidade adequada para aplicações industriais, utilizando CO2 e mantendo as cargas de NH3 extremamente reduzidas para mitigar preocupações de segurança;

– Fluido secundário: Utilização do sistema indireto com baixa carga de fluido refrigerante natural (amônia, CO2, propano). Neste caminho, o sistema de resfriamento indireto utiliza refrigerantes naturais no sistema primário em instalações de refrigeração industrial. Esta opção tem sido uma ótima solução para a redução do GWP e do ODP e alta eficiência energética.

Frise-se que não existe uma alternativa natural única que possa substituir os HFCs em todas as aplicações de sistemas de refrigeração, assim como não existe um único refrigerante HFC ou HFO que possa ser usado em todas as aplicações. O fluido refrigerante mais adequado depende de vários fatores, como os custos de investimento inicial, normas regulatórias locais, características construtivas, regimes de temperatura, bem como o clima, dentre outros.

No entanto, devido às diretrizes de empresas, sobretudo as multinacionais europeias, que orientam a substituição de fluidos com alto índice de GWP por refrigerantes de baixo índice, faz com que a substituição do R-404A ou R-134A, por exemplo, seja CO2, propano ou amônia.

Quando falamos em refrigeração industrial, é bom lembrar que para determinações sobre alternativas ao uso dos fluidos, deve-se levar em conta o local da obra, tipo e volume de refrigerante, bem como característica do equipamento e aplicação do sistema. Deverá ser estudado individualmente a demanda de cada cliente.