Conversamos por email com Paulo Correa, gerente de engenharia da Mayekawa do Brasil que mostra o largo espectro para a utilização com segurança da amônia, CO₂ e propano. Para isso, é necessário observar as normas vigentes e aplicar as boas práticas.

A+CR: Quais as aplicações que mais favorecem a utilização de refrigerantes naturais?

Paulo Correa: Na área de refrigeração industrial, destacamos aplicações voltadas para as indústrias de alimentação, bebidas, lácteos, óleos e gorduras, químicas, óleo e gás, entre outras. Na refrigeração comercial, o propano, além de fácil de encontrar, e por um custo muito interessante, oferece um PAG (Potencial de Aquecimento Global) muito baixo. E tem um excelente desempenho termodinâmico. Por fim, o propano tem um espectro de uso muito amplo, de -40 °C a +80 °C, tanto para produzir frio como calor. Seu único defeito é ser inflamável. Mas as instalações industriais utilizam pouca quantidade de carga, geralmente 20 a 50 quilos, e as precauções básicas de manutenção reduzem consideravelmente os riscos.

A+CR: E na refrigeração industrial?

PC: Já é sabido que os refrigerantes naturais contam com um baixo GWP (do inglês, Global Warming Potential ou Potencial de Aquecimento Global), menor do que os HFCs, bem como zero ODP (Ozone Depletion Potential, ou Potencial de Destruição de Ozônio), tornando-os refrigerantes ecologicamente corretos. A aplicação de refrigerantes naturais e soluções de engenharia térmica que usam menos energia tem por objetivo contribuir com o desenvolvimento sustentável, economizar o esgotamento da camada de ozônio e impedir o aquecimento global. A partir deste entendimento, o Grupo Mayekawa criou a filosofia Natural Five, relacionada ao uso de cinco refrigerantes naturais, sendo amônia, dióxido de carbono, água, hidrocarbonetos e ar, os quais reforçam o compromisso ambiental do Grupo com tecnologias que não agridem o meio ambiente, protegendo a camada de ozônio e, também, evitando o aquecimento global. Esses refrigerantes têm muito mais recursos para aumentar significativamente a eficiência energética de um equipamento em comparação com os tradicionais, de acordo com as aplicações e faixas de temperatura.

A+CR: Quais as características de cada um dos refrigerantes naturais?

PC: O R-290 (propano), é um refrigerante natural que possui zero potencial de deterioração da camada de ozônio e baixo potencial de aquecimento global (ODP= 0 e GWP=3). Além de ser altamente eficiente, é um dos refrigerantes mais ecológicos se comparado aos outros fluidos sintéticos comumente utilizados no mercado, como o R-134a que possui GWP=1430. O propano é utilizado como componente do GLP, e como fluido frigorífico em decorrência do programa de eliminação dos HCFCs e da previsão de redução do consumo de HFCs. Diversas empresas, localizadas principalmente na Europa, têm adotado o propano como fluido refrigerante, destacando mais especificamente as seguintes aplicações: expositores para supermercados, geladeiras e refrigeradores, resfriadores de bebidas, monobloco para câmaras frias, chillers para refrigeração, condicionamento de ar e aquecimento, além de equipamentos de condicionamento de ar residencial tipo Split, janela e portátil. No entanto devem ser observados que os equipamentos carregados com propano necessitam de cuidados especiais quanto à localização de componentes elétricos e segurança.

Para as aplicações de refrigeração industrial, o CO₂ torna-se a melhor alternativa na faixa de temperaturas que variam entre -35 °C e – 53 °C. Pode também ser usado, com bons resultados, como fluido secundário a altas temperaturas. Esta aplicação já está bem comprovada por diversas instalações existentes e em perfeita operação. Entretanto, quanto menor a temperatura, mais eficiente será a aplicação do CO₂, se comparado com a maioria dos outros refrigerantes convencionais. Somando-se a isso, o CO₂ ainda apresenta outros diferenciais, como a ausência de odor. Em caso de pequenos vazamentos, não causará pânico.  Portanto, o CO₂ ressurge como uma alternativa natural de longo prazo. Equipamentos de refrigeração usando CO₂ como fluido refrigerante passam a ser soluções economicamente viáveis, além de ecologicamente corretas por não prejudicarem o meio ambiente. E, para um melhor aproveitamento das boas características do CO₂ em baixas temperaturas, uma opção bastante apropriada é o uso de outro fluido refrigerante no sistema de alta temperatura, formando um sistema em cascata, como o sistema CO₂ Brine.

A amônia apresenta muitos benefícios desejáveis para um agente refrigerante, como:

– Produzir o máximo possível de refrigeração para um determinado volume de vapor;

– Ter estabilidade química, sem tendência a se decompor, nas condições normais de funcionamento para temperatura e pressão atmosféricas;

– Não apresentar efeitos prejudiciais sobre metais, lubrificantes e outros materiais utilizados nos demais componentes dos sistemas de refrigeração;

– Não ser combustível ou explosivo nas condições normais de funcionamento;

– Possuir um bom custo x benefício;

– Melhor eficiência energética.

Contudo é um fluido tóxico. Como principais efeitos da inalação ou contato com amônia, o ser humano pode sofrer uma poderosa irritação das vias respiratórias, olhos e pele. Dependendo do tempo e do nível de exposição podem ocorrer efeitos que vão de irritações leves a severas lesões corporais. A inalação pode causar dificuldades respiratórias e outros malefícios à saúde.

A utilização em grande escala da amônia nos sistemas industriais de refrigeração pode gerar grande preocupação aos profissionais de segurança do trabalho, justamente pela falta de preparo nas Boas Práticas de Operação com Amônia.  Daí, a pergunta que ouço sempre: “É possível instalar um sistema de refrigeração com amônia eficiente e seguro?”

Sem dúvida!  Lembremos que toda consequência se origina em uma causa e, portanto, é possível melhorar os controles com o uso de estratégias adequadas bem como diminuir sensivelmente os riscos, ou seja, incorporar Boas Práticas de Operação com Amônia. Um exemplo é a ampla utilização da amônia nas indústrias de alimentos e bebidas, tanto no Brasil como na América Latina.

É fato que existem altos riscos vinculados às atividades industriais do ramo alimentício que trabalham com amônia em seus processos de refrigeração. Mas tais riscos não significa que necessariamente acontecerá algum fato. Justamente por isso existem as boas práticas de manejo com a amônia, que reduzem sensivelmente os riscos e trazem à tona todos os benefícios para os sistemas de refrigeração. Tais práticas requerem atenção dos agentes que estarão no dia a dia das instalações frigoríficas.  Eles devem estar devidamente equipados e capacitados para tratar com este agente químico, portanto, é recomendável embasar todo o trabalho com amônia (NH₃) nas normas técnicas nacionais vigentes, bem como nas normas europeias.

Recomendo aos profissionais que conheçam as principais causas de vazamentos nestes sistemas de refrigeração:

– Falhas nas válvulas de alívio, tanto mecânicas quanto por ajuste inadequado da pressão;

– Abastecimento inadequado dos vasos comunicantes;

– Danos provocados por impacto externo por equipamentos móveis, como empilhadeiras;

– Corrosão externa, mais rápida em condições de grande calor e umidade, especialmente nas porções de baixa pressão do sistema;

– Rachaduras internas de vasos que tendem a ocorrer próximas aos pontos de solda;

– Aprisionamento de líquido nas tubulações, entre válvulas de fechamento;

– Excesso de líquido no compressor;

– Excesso de vibração no sistema, que pode levar a sua falência prematura.

O uso de sistema fixo de detecção de amônia com instalação de detectores dentro da sala de máquinas e ambientes industriais é recomendado para proteção do sistema de refrigeração industrial como um todo (operadores e maquinários). O IIAR (Instituto Internacional de Refrigeração por Amônia) recomenda ainda a instalação de caixa de controle do sistema de refrigeração de emergência, que desligue todos os equipamentos elétricos e acione a ventilação mecânica exaustora fixa ou portátil sempre que necessário. Através do monitoramento contínuo da concentração de amônia na sala de máquinas, quando atingidos determinados níveis serão acionados alarmes para tomadas de ações do controle de proteção.

A+CR: Fluidos naturais podem ser utilizados em instalações de conforto?

PC: Sim, podem. A Mayekawa mesmo tem uma instalação de ar-condicionado instalada em sua sede, em Arujá – SP, para suprir o conforto térmico de seu prédio administrativo. Até 2009 a empresa utilizava o sistema inundado/convencional para sua climatização predial, sempre utilizando amônia. O sistema de climatização atende ao prédio de escritórios com 1600 m², composto por dois pavimentos de 20m² x 40 m² e cerca de 150 pessoas que circulam quase que diariamente nestes espaços e, por isso, a climatização tem de estar funcionando perfeitamente.

Outro case de refrigerante natural utilizado para conforto é o do chiller microcanal propano, utilizado para compor o sistema de climatização instalado em um prédio comercial na cidade de São Paulo – SP. Neste caso, o chiller com tecnologia microcanal se destaca pela utilização do fluido refrigerante R-290 (propano).  Importante destacar que por ser um refrigerante altamente eficiente e ecológico, sua utilização nesta obra foi uma imposição do cliente, uma vez que o propano é utilizado no sistema de climatização de todos os seus prédios localizados em vários países pelo mundo. Embora este chiller tenha sido projetado para aplicação comercial ele conta com engenharia industrial e tem aplicação diversificada, atendendo diferenciados processos, incluindo o segmento médico-hospitalar.