Sistemas de refrigeração podem ser encontrados nas mais diversas indústrias, principalmente nas de bebidas, alimentícias e farmacêuticas, seja para manter os produtos conservados ou para utilização em processos de fabricação.
Em sistemas que funcionam por compressão de vapor, o método de resfriamento mais convencional, os fluidos refrigerantes são os elementos responsáveis por absorver calor do sistema (pelo evaporador) ou rejeitá-lo para o ambiente ambiente (pelo condensador).
Os fluidos, por sua vez, podem ser de diferentes tipos, e a sua escolha é um critério valioso para atender às diferentes aplicações. Isso ocorre porque cada tipo possui uma particularidade, como temperaturas de condensação e evaporação distintas, bem como desvantagens e vantagens.
Além das particularidades técnicas que exigem atenção, um outro critério de escolha está relacionado aos seus respectivos riscos.
Assim, o texto de hoje tem o objetivo de informar brevemente sobre aspectos relacionados ao manuseio e segurança de fluidos refrigerantes, discriminando seus diferentes tipos.
O que é o fluido refrigerante
O fluido refrigerante traz um importante conceito no seu próprio nome, que é o nome “fluido”. Um fluido, ao contrário do que muitos pensam, pode ser uma substância líquida ou gasosa.
O fluido refrigerante, por sua vez, percorre o sistema em ambos os estados, a depender do ponto em que se encontra nele. Em outras palavras, ele assume uma forma de líquido ou vapor quando absorve ou libera calor.
É exatamente essa capacidade de evaporar e condensar a temperaturas controladas que o torna importante na função de retirar calor de um ambiente (aquele a ser resfriado) e rejeitá-lo em outro (para o ambiente externo).
Cada fluido possui uma temperatura de evaporação, temperatura de condensação, pressão de operação e eficiência energética características. Isso responde a quase tudo quanto à importância de escolher o fluido certo para cada operação.
Além disso, o fluido refrigerante também precisa apresentar propriedades adequadas de estabilidade química, baixa toxicidade, segurança operacional e compatibilidade com lubrificantes e materiais internos do circuito.
Então, são diversos os parâmetros que o avaliam e comparam com outros diferentes. O Potencial de Destruição da Camada de Ozônio (ODP) e o Potencial de Aquecimento Global (GWP) são alguns deles.
Composição do fluido refrigerante
Os diferentes tipos de fluidos refrigerantes tem a ver, é claro, com suas composições. Eles podem ser substâncias puras, como o amoníaco (R717) e o dióxido de carbono (R744), ou misturas de compostos, como HFCs e HFOs.
Essas misturas, por sua vez, podem ser azeotrópicas (comportamento uniforme durante a mudança de fase) ou azeotrópicas (ocorre glide de temperatura durante evaporação e condensação).
O glide de temperatura pode ser explicado por: o fluido não evapora e condensa a uma única temperatura, mas sim em um intervalo de temperaturas, e acontece porque essas misturas são formadas por compostos diferentes, com pressões de vapor e ponto de ebulição diferentes.
Desta maneira, vemos que diferentes fluidos refrigerantes podem atender a requisitos específicos do sistema, como pressão, temperatura, capacidade e impacto ambiental.
Segurança e manuseio de refrigerantes
Fluidos refrigerantes ganham destaque também nesses pontos. A segurança na utilização e no manuseio está relacionada, principalmente, a quatro aspectos, que são:
- Toxicidade;
- Potencial cancerígeno;
- Potencial mutagênico;
- Inflamabilidade.
A norma ASHRAE 34-92 nos orienta em parte disso. Ela classifica os refrigerantes de acordo com seu nível de toxicidade e inflamabilidade.
Cada refrigerante recebe uma designação composta por dois caracteres, sendo o primeiro uma letra maiúscula que caracteriza seu nível de toxicidade e o segundo é um algarismo que indica seu grau de inflamabilidade.
O grau de toxicidade, por sua vez, pode ser classificado em dois grupos caso as concentrações sejam abaixo de 400 partes por milhão (ppm).
- Classe A: compostos em que a toxicidade não foi identificada;
- Classe B: compostos em que foram identificadas evidências de toxicidade.
Já o nível de inflamabilidade pode ser classificado em:
- Classe 1: sem propagação de chama em aar a 18 °C e 101,325 kPa.
- Classe 2: limite de inflamabilidade (LII) 0,10 kg/m3 a 21°C e 101,325 kPa, poder calorífico menor que 19.000 kJ/kg.
- Classe 3: inflamabilidade alta, caracterizando por LII inferior ou igual a 0,10 kg/m3 a 21 °C e 101,325 kPa e poder calorífico > 19.000 kJ/kg.
Veja a tabela abaixo e vamos discutir sobre alguns dos refrigerantes ali presentes.
Veja que os CFCs são do grupo A1. Não são inflamáveis e não tóxicos.
O R123, um HCFC substituto do R11, é classificado como B1, o que exige cuidados no seu manuseio.
Um HFC, substituto do CFC, não é tóxico, mas pode apresentar um grau de inflamabilidade.
A amônia, classificada como B2, é tóxica e apresenta grau médio de inflamabilidade
O dióxido de carbono, o R12 e o R22 não são considerados inflamáveis Mas, em pressões superiores a 1380 kPa, uma mistura de 50% ar e 50% R22 pode entrar em combustão induzida por elevadas temperaturas.
Atenção ao detalhe
Mas, não se esqueça de que estamos apenas explicando os exemplos. Fluidos refrigerantes apresentados como “DESCONTINUADO” na tabela, também informam à respeito das suas condições atuais no mercado.
Por exemplo:
CFCs (R11, R12, R13, R113, R500, R502)
- Totalmente banidos mundialmente;
- Altíssimo ODP;
- Proibidos para produção e uso em praticamente todos os países.
HCFCs (R22, R123, R401A, R402A, R403A)
- Eliminados ou em fase final de eliminação, conforme o Protocolo de Montreal;
- Permitidos apenas para recuperação e manutenção em sistemas antigos;
Misturas antigas (R500, R502)
- Descontinuadas e substituídas por HFCs como R404A, R507a e HFOs.
Refrigerantes que não foram descontinuados
- HFCs: R134a, R404A, R410A, R407A
(embora vários tenham restrições por GWP elevado, não são descontinuados). - Naturais: R290, R600, R600a, R744 (CO₂), R717 (amônia), R718 (água).
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