Com baixo GWP, CO2 ganha terreno no varejo

A aplicação da substância pode ser realizada utilizando diferentes modelos de arquitetura de sistemas e até mesmo combinada com outros tipos de fluidos refrigerantes, com vistas a atingir a melhor eficiência possível.

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Cada vez mais utilizado pela indústria do frio mundial, o CO2 (R-744) também vem ganhando espaço no mercado brasileiro. Esta mudança de rota se dá por uma série de motivos positivos para o HVAC-R, a começar pelo pouco impacto ambiental deste elemento, pois possui o mais baixo possível potencial de aquecimento global (GWP = 1).

O CO2 permite ainda o uso de compressores de menor tamanho físico com deslocamento volumétrico até cinco vezes menor e instalações com tubulações de diâmetros menores, quando comparado com compressores utilizando R-404A.

Da mesma forma, a aplicação da substância pode ser realizada utilizando diferentes modelos de arquitetura de sistemas e até mesmo combinada com outros tipos de fluidos refrigerantes, para atingir a melhor eficiência possível. Os benefícios são muitos, e o varejo já entendeu que o uso do CO2 é mais do que uma tendência, mas uma necessidade mercadológica.

“A aplicação de automação em sistemas de CO2 vem tornando seu emprego mais atrativo do ponto de vista de eficiência. Entretanto, novas alternativas em equipamentos estão sendo estudadas e desenvolvidas pelas empresas, de modo a oferecer soluções pautadas em baixo impacto ambiental e maior eficiência energética”, analisam especialistas do Departamento Nacional de Refrigeração da Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento (Abrava).

Segundo eles, considerando as características termodinâmicas puras do CO2 em relação a alternativas como R-404A, R-507 e até mesmo HFOs da nova geração, “o CO2 apresenta menor eficiência, o que pode ser contornado por meio da aplicação de tecnologia ao sistema, a partir de componentes mais eficientes e inteligência em controle e automação”.

Os especialistas apontam como desvantagens o fato de os sistemas montados com CO2 serem mais complexos do que os convencionais, necessitando de controles adicionais bem como componentes próprios e devidamente dimensionados, devido às altas pressões de trabalho. “Isso, naturalmente, acaba refletido em maior nível de investimento, e na aplicação demanda mão de obra especializada para manutenção das instalações”, complementam.

No mercado do frio brasileiro, a Eletrofrio se destaca pelo uso do CO2 como fluido refrigerante em sistemas de refrigeração comercial e industrial, aplicando-o em expositores e câmaras frigoríficas. Quando usado na condição denominada transcrítica, onde o CO2 é o único fluido refrigerante, ele atende altas, médias e baixas temperaturas. Por outro lado, ao ser aplicado na condição subcrítica, quando a pressão de condensação do CO2 é controlada a partir da troca de calor com outro fluido refrigerante, atende unicamente ambientes de baixa temperatura.

“A maioria dos sistemas de refrigeração com CO2 instalados no Brasil utiliza equipamentos que operam na condição subcrítica, tendo a condensação controlada por um sistema de expansão direta com R-134a ou por um fluido secundário, como o propilenoglicol. Os supermercados são os grandes usuários, apesar de existirem aplicações na área industrial”, explica o gerente de engenharia da Eletrofrio, Rogério Marson Rodrigues.

A companhia participou de projetos em supermercados nos estados do Paraná e São Paulo, com eficiência energética muito superior a quaisquer outras opções de fluidos refrigerantes comumente aplicados neste tipo de sistema de refrigeração.

Recentemente, a Eletrofrio, em parceria com a Carel, instalou cinco unidades BLDC de CO2 operando em regime subcrítico no Supermercado PagueMenos, inaugurado na cidade de Valinhos (SP). Até o momento, as empresas registraram resultados extremamente satisfatórios em termos de economia de energia, estabilidade de temperatura e confiabilidade do sistema.

“A escolha deste formato, unidades de baixa temperatura operando em ‘low condensing’ condensadas pelo glicol, permite o uso do CO2 em qualquer localização. A utilização do R-744, somada à tecnologia DC Technology da Carel, traz para o supermercadista o que há de mais inovador no mercado hoje em questão de frio alimentar”, salienta o engenheiro de aplicação da Carel, Vitor Degrossoli.

O executivo reforça que este conjunto, comparado com as soluções convencionais de mercado, a exemplo da utilização de refrigerantes HFCs, como R-134a e R-404A, juntamente com compressores de velocidade fixa (on/off), pode trazer uma economia de energia entre 20% e 35% anualmente.

“Assim como o R-744, temos soluções de alta eficiência que utilizam o gás natural R-290 (propano), também com a tecnologia DC Technology com compressores BLDC. Nosso range de produtos vai desde soluções para unidades condensadoras plug-in para chest freezers e balcões refrigerados de baixa e média temperatura até chillers de glicol/água de alta capacidade frigorífica”, detalha Degrossoli.

Com mais de 15 anos de experiência no desenvolvimento de componentes para sistema de CO2 subcríticos e transcríticos, a Danfoss, outro grande player do segmento, oferece uma ampla linha para essas aplicações, como válvulas reguladoras de pressão, solenoides, esfera, termostática, eletrônica; componentes de linha; blocos de válvula completos; filtros secadores; sensores de temperatura, pressão, nível e detectores de gás; controles eletrônicos/automação de rack, temperatura, gerenciamento e monitoramento; e compressores semi-herméticos.

“Todos os sistemas existentes com CO2 até agora tiveram um desempenho superior aos refrigerantes halogenados, como R-22, R-404A, R-507A, entre outros, principalmente na questão energética”, diz o vendedor externo do departamento Food Retail da Danfoss, Alex Pagiato, lembrando que a empresa dispõe de um software em que é possível comparar sistemas com fluidos halogenados versus CO2.

Regulação e cuidados

As normas, regulamentações e instruções técnicas possuem papel importante quando se opta por adotar um novo fluido frigorífico, principalmente em relação ao quesito segurança. No caso do CO2, o principal cuidado ao se projetar ou executar algum tipo de serviço em um equipamento são as pressões do sistema, que são bastante elevadas.

A Abrava esclarece que hoje em dia não há uma regulação vigente específica para nortear o uso de CO2 em sistemas de refrigeração. Por outro lado, para a aplicação de outros fluidos refrigerantes como, HFCs, HFOs e R-290, existem normas internacionais que pautam este uso considerando as melhores práticas, como ISO 5149 e Ashrae 15.

Adaptações nacionais dessas normas podem ser encontradas em língua portuguesa como a ABNT ISO NBR 5149 e usadas como referência para a aplicação segura e eficiente de CO2 em sistemas de refrigeração.

Entretanto, existem normas que pautam a reutilização, recuperação, regeneração e reciclagem de fluidos refrigerantes, incluindo o CO2, como a própria ABNT NBR ISO 5149 e a norma de manufatura reversa ABNT NBR ISO 15833.

“Este tipo de processo de recuperação e reciclagem é recomendado e pode ser realizado por empresas certificadas pelo Ibama. É importante salientar que descartar fluidos refrigerantes diretamente no meio ambiente é considerado crime ambiental, independentemente do nível de GWP da substância”, frisa o DN Refrigeração da Abrava.

Aplicado em refrigeração da mesma forma que qualquer outro tipo de fluido, o CO2 é um produto químico industrial e seu transporte deve seguir a legislação vigente para produtos químicos – o transporte deve ser realizado em veículo próprio, aberto, que permita o posicionamento dos cilindros em pé e fixos para proteção da válvula e dispositivo de segurança. A legislação exige ainda que o motorista tenha treinamento MOPP (curso especializado para transporte de produtos perigosos).

“Em relação ao armazenamento, alguns cuidados também devem ser assumidos, pois o produto é armazenado em cilindros sob pressão. Logo, o local escolhido para deixá-los deve ser definido de acordo com requisitos de ventilação e riscos existentes na área, tais como fontes de calor, ignição, poeira, circulação de pessoas, entre outros. É recomendado que esta análise seja feita por técnico de segurança capacitado”, completam os especialistas da Abrava.

Qualificação profissional

Assim como ocorre com os outros fluidos refrigerantes, a qualificação profissional é crucial para garantir a segurança e eficiência na utilização de sistemas de refrigeração com o R-744.

A falta de preparo pode acarretar problemas graves e prejuízos financeiros, sendo fundamental que profissionais busquem capacitação adequada para o trabalho com a substância.

Nesse contexto, a RAC Brasil já ministrou quatro cursos práticos de CO2 em seu centro de treinamento (CT) em Taboão da Serra, na Grande São Paulo.

“Temos nos posicionado cada vez mais para sermos um fornecedor deste segmento, e não só de componentes, mas de qualificação profissional também”, ressalta o engenheiro de aplicação da empresa brasileira, Luiz Villaça.

“Hoje nós temos uma central de CO2 subcrítica operacional justamente para nos permitir fazer treinamentos com o sistema em funcionamento”, revela.

Segundo Villaça, o equipamento foi instalado no CT da RAC Brasil em janeiro do ano passado. “A migração para CO2 é, de alguma forma, inexorável, em virtude da legislação europeia, principalmente. Muitas empresas estão exigindo que toda a cadeia do frio esteja em conformidade com os regulamentos europeus. Isso significa, na maioria das vezes, fluidos naturais, cenário em que o CO2 é uma alternativa”, explica.