Da revolução dos F-gases aos desafios da nova geração
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Christina Genet
A transição para refrigerantes de baixo impacte ambiental está a transformar o setor AVAC, colocando novos desafios em matéria de eficiência, segurança e conceção dos sistemas de refrigeração.
Os refrigerantes fluorados desempenharam ao longo do tempo um papel determinante na evolução dos sistemas de refrigeração e climatização. A sua utilização generalizada deveu-se a um conjunto de vantagens técnicas e de segurança que, durante décadas, os tornaram particularmente adequados aos sistemas convencionais de compressão de vapor. Contudo, as crescentes preocupações ambientais estão a acelerar a transição para fluidos alternativos.
De acordo com uma análise de Mark O. McLinden publicada no International Journal of Refrigeration, a introdução dos refrigerantes halogenados, na década de 1930, representou um avanço significativo face aos fluidos então utilizados, muitos dos quais apresentavam níveis elevados de inflamabilidade ou toxicidade. Estes novos compostos ofereciam melhores condições de segurança e propriedades termodinâmicas favoráveis.
Esta versatilidade contribuiu para o desenvolvimento de diferentes famílias de refrigerantes. No entanto, o impacto ambiental associado a vários destes compostos veio alterar profundamente o enquadramento tecnológico e regulamentar do setor.
Os HFC, em particular, apresentam frequentemente um elevado potencial de aquecimento global. Por outro lado, alguns HFO de baixo PAG suscitam preocupações relacionadas com a formação de produtos de degradação atmosférica persistentes, nomeadamente o ácido trifluoroacético (TFA). Estas questões têm reforçado o interesse por alternativas como o amoníaco (R717), o dióxido de carbono (R744) e os hidrocarbonetos, incluindo o propano (R290).
A substituição destes refrigerantes, porém, não é tecnicamente neutra. O propano apresenta uma elevada inflamabilidade, exigindo medidas de segurança específicas e o cumprimento de limites relativos à carga de refrigerante. O amoníaco, apesar do seu desempenho termodinâmico favorável, exige medidas de prevenção e controlo dos riscos associados à sua toxicidade. Já o CO2 apresenta baixa toxicidade e não é inflamável, mas opera a pressões significativamente superiores às dos refrigerantes convencionais.
Um dos aspetos centrais da análise prende-se com a necessidade de repensar a abordagem à conceção dos sistemas. À medida que as opções disponíveis se tornam mais limitadas, deixará de ser viável privilegiar a simples adaptação de equipamentos existentes a novos refrigerantes. Pelo contrário, será cada vez mais importante desenvolver sistemas concebidos de raiz em função das propriedades específicas do fluido selecionado, analisa o autor.
Esta mudança poderá exigir a reformulação dos ciclos frigoríficos, o desenvolvimento de permutadores de calor mais adequados e a utilização de compressores concebidos para as novas condições de funcionamento.
A transição para soluções com menor impacto climático é, assim, tecnicamente viável, mas não se resume à substituição de um refrigerante por outro. A otimização dos sistemas terá de ter em conta em simultâneo o desempenho energético, a segurança, as pressões de serviço e as limitações específicas de cada refrigerante.
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