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Indústria de chillers acelera adoção de refrigerantes ecológicos

Quando se trata das megatendências que estão afetando diretamente a indústria de refrigeração e climatização mundo afora, a transição para os fluidos frigoríficos de baixo ou nenhum impacto climático está bem próxima do topo da lista.

Outras três grandes tendências – automação e conectividade, eficiência energética e sustentabilidade,conforto e qualidade do ar interno – também norteiam os rumos do setor.

No caso específico dos refrigerantes, o que se vê é uma busca contínua por alternativas para substituir, por exemplo, o R-410A e o R-134a, hidrofluorcarbonos (HFCs) que têm sido utilizados há anos em resfriadores de líquido.

Essas substâncias populares serão proibidas nessas aplicações nos EUA a partir de 1º de janeiro de 2024, segundo o programa de Política de Novas Alternativas (SNAP) da Agência de Proteção Ambiental norte-americana (EPA, em inglês).

Em breve, a Emenda de Kigali ao Protocolo de Montreal deverá impor restrições aos gases fluorados com efeito estufa, fato que também influencia os tomadores de decisões.

Em abril, a Dunham-Bush, fabricante de chillers sediada na Malásia, divulgou que irá adotar o R-513A na linha DCLCG de equipamentos centrífugos resfriados a água comercializada na região Ásia-Pacífico.

Esta é mais uma grande indústria de chillers a anunciar a adoção do fluido refrigerante à base de hidrofluorolefina (HFO) como alternativa ao HFC-134a, devido ao seu baixo potencial de aquecimento global (GWP) e outras vantagens.

Em 2014, a Trane foi pioneira na adoção de uma HFO pura de baixo GWP, o R-1233zd(E), com o lançamento da Série E do chiller centrífugo resfriado a água CenTraVac.

Segundo a empresa, esta foi a primeira máquina do mundo a utilizar este refrigerante como uma alternativa ao hidroclorofluorcarbono (HCFC) R-123, atendendo às exigências de aplicações de altas capacidades até 14 mil kW.

Trane anunciou investimento de US$ 500 milhões em pesquisa e desenvolvimento de produtos de menor impacto climático

Atualmente, o portfólio de chillers XStream resfriados a água e dos equipamentos Sintesis resfriados a ar da marca está otimizado para operar com o R-1234ze, outra HFO de baixo GWP.

“Em 2015, a Ingersoll Rand anunciou um investimento de US$ 500 milhões até 2020 em pesquisa e desenvolvimento de produtos que reduzam as emissões de refrigerantes com alto impacto climático”, salienta Rodrigo de Carvalho Dores, executivo de vendas da Trane no Brasil.

No mesmo ano, sua empresa também adotou o blend R-513A em um chiller resfriado a ar da linha Sintesis.

No ano passado, a Johnson Controls informou que seus chillers centrífugos e parafuso York de 440 kW a 21.100 kW também passariam a ser compatíveis com a mistura entre HFO-1234yf e R-134a.

Segundo a indústria, os lançamentos expressam seu compromisso de desenvolver soluções que atendam melhor às necessidades dos seus clientes e do meio ambiente, com base em segurança, eficiência, confiabilidade, disponibilidade e custo.

“As HFOs são, frequentemente, misturadas com componentes tradicionais, como o R-134a ou R-32, para dar algumas boas propriedades especiais para um dado uso de temperatura”, lembra Celina Bacellar, gerente de refrigeração industrial para a América Latina da Johnson Controls.

“Entretanto, quanto mais baixo o GWP do fluido, mais inflamável ele tende a ser. O R-1234ze, por exemplo, é muito popular na Europa. Às vezes, ele é comercializado como não inflamável e ora como inflamável. A 20°C ele não é inflamável, mas em uma sala de máquinas quente, a 30°C, assume esta condição. Por isso, é sempre bom confirmar as informações que recebemos.”

A companhia também aposta na amônia (R-717) e nos hidrocarbonetos (HCs), que são ambientalmente corretos, apesar de seus pontos críticos relacionados à toxicidade e flamabilidade.

SABLight, chiller compacto da Johnson Controls desenvolvido na Dinamarca

Em sua unidade na Dinamarca, a Johnson Controls desenvolveu um chiller compacto – o SABLight – que trabalha com propano (R-290) como fluido refrigerante.

“Esta linha está disponível em modelos standards para regime de ar condicionado de 130 kW a 430 kW e pode trabalhar com diversas unidades em paralelo. O regime de trabalho é variável com mínima temperatura ambiente de -20°C e máxima de +50°C; a mínima temperatura de saída de solução chega a -25°C e as cargas parciais variam de 25 Hz a 65 Hz (ou 38% a 100%)”, informa.

Para minimizar os problemas ambientais e de segurança, o projeto do equipamento foi desenvolvido visando mínima carga de refrigerante. Na faixa de operação citada, as cargas vão de 20 kg a 56 kg de R-290. “Os níveis de ruído também são bastante reduzidos, variando de 45 dB(A) a 55 dB(A)”, diz.

Os chillers com amônia e trocadores de calor de placa semi-soldados são equipamentos da marca bastante eficientes e de baixa carga de

R-717.

Entretanto, frente às restrições e sobretaxas impostas ao uso de refrigerantes na Europa e EUA, a Johnson Controls desenvolveu a ChillPAC, linha que trabalha com trocadores de casco e placas. “Assim, as cargas de R-717 se tornaram ainda mais reduzidas”, ressalta.

De acordo com a gestora, equipamentos com amônia, em geral, apresentam melhor eficiência (COP) do que aqueles com refrigerantes sintéticos. “O refrigerante natural é ideal para operar tanto com compressores alternativos quanto parafusos e alcança uma ampla faixa de aplicação de baixas temperaturas (-50°C) até altas (+90°C)”, diz.

 

Eficiência e sustentabilidade em foco

Refrigerantes com baixo GWP, sem dúvida, serão a grande aposta para o futuro, mas esta mudança será gradativa e ainda não há data definitiva para que ela ocorra no curto prazo. Esta é a avaliação de Nikolas Corbacho, gerente de marketing de produto de ar condicionado da Midea Carrier.

“Algumas alternativas que existem no mercado apresentam certos riscos ou significati

Chiller York compatível com o R-531A, um blend entre HFC e HFO desenvolvido para substituir o R-134a

va perda de eficiência quando utilizadas em sistemas de grande porte ou mesmo em aplicações residenciais”, pondera.

Globalmente, a empresa tem investido na pesquisa e desenvolvimento de novos refrigerantes capazes de substituir os tradicionais R-134a e R-410A, como o recente AquaEdge com

R-1233zd(E).

“O mercado está buscando mais soluções de maior eficiência energética e menor custo operacional. Os modelos com variadores de frequência, compactos e de baixa manutenção são cada vez mais comuns”, enfatiza Corbacho, mencionando o 30XV, outro lançamento mundial na linha de chillers a ar com compressor parafuso, e o AquaSmart, chiller modular compacto de compressor scroll e produzido localmente pela empresa.

“Ambos os modelos são equipados com variadores de frequência e possuem altíssima eficiência, superando os valores base da Ashrae 90.1 2013, além de terem um reduzido custo operacional”, acrescenta.

Com o aumento nos custos de energia e água nos últimos anos, os clientes estão muito mais preocupados com a

Dupla ligação entre os átomos de carbono reduz impacto climático das HFOs

eficiência dos equipamentos, ressalta Rodrigo de Carvalho Dores, da Trane.

“Realizar investimentos em soluções mais eficientes está dando um retorno financeiro mais rápido do que era há dez anos. Por isso, ferramentas de estudo energético trazem a segurança para os clientes que estão fazendo o investimento em uma solução que trará retorno financeiro com a economia de energia e água. Além da necessidade de equipamentos mais eficientes, há a procura por implantar ou modernizar sistemas de automação para reduzir os desperdícios”, revela.

“A redução do impacto ambiental do setor está assentada em dois pilares: a busca por soluções de maior eficiência energética, por meio do uso cada vez mais frequente e difundido de compressores inverter, e a utilização de gases com menor potencial de aquecimento global”, reforça o engenheiro Leonardo Martinho Dobrianskyj, da subsidiária brasileira da Daikin.

“Mas acredito que, no Brasil, a adoção de fluidos refrigerantes com baixo GWP será mais uma imposição dos fornecedores do que dos clientes”, diz.

Recentemente, a multinacional japonesa anunciou que lançará, até o fim deste ano, uma série de resfriadores de líquido otimizados para operar com R-1234ze.

O lançamento do primeiro chiller com HFO da marca foi revelado em Londres, numa conferência realizada para os distribuidores britânicos da empresa.

A inovação marcará a primeira incursão da companhia no uso do R-1234ze, que já foi adotado, pelo menos como uma opção, pela maioria dos principais fabricantes de chillers do mundo.

Assim como as versões com R-134a, os modelos com R-1234ze serão totalmente controlados por inversores e incorporarão a mais recente tecnologia de compressor parafuso da Daikin, além da nova geração de trocadores de calor inundados de alta eficiência.

Classificado como levemente inflamável, o R-1234ze possui GWP abaixo de 1, segundo o Quinto Relatório de Avaliação (AR5) do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Isso significa que o novo refrigerante é menos nocivo ao clima do planeta que o próprio dióxido de carbono (CO2), cujo GWP é igual a 1.

De acordo com especialistas, a estrutura química das HFOs puras contém uma dupla ligação entre os átomos de carbono. Por essa razão, as moléculas dessa quarta geração de fluidos refrigerantes sintéticos têm vida curtíssima na atmosfera, uma característica que reduz, consideravelmente, seu impacto climático.

Mercado e avanços tecnológicos

Controles mais robustos e rápidos, novas famílias de fluidos refrigerantes, novos trocadores de calor com microcanal, compressores projetados para funcionar com inversores de frequência, sejam de mancal magnético, parafuso ou scroll com motores de corrente contínua (DC), aplicação de nova família de ventiladores com inversor integrado e possibilidade de monitoramento remoto via web.

Todos esses avanços tecnológicos permitem que as novas gerações de chillers sejam mais eficientes que as anteriores, conforme avalia Luciano de Almeida Marcato, presidente do Departamento Nacional de Ar Condicionado Central da Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento.

Segundo ele, o mercado nacional de condicionamento de ar sofreu bastante com a crise econômica e a consequente redução no nível de investimento, tanto público quanto privado. “Tal efeito foi muito sentido no mercado de chillers”, lamenta.

Após dois anos de fortes quedas, o setor aguardava uma pequena recuperação em 2017, alinhada com a retomada do crescimento do PIB (Produto Interno Bruto).

“Porém, as estatísticas da Abrava nos mostram continuidade da retração do mercado de chillers, estando o ano de 2017 em torno de 10% a 11% menor que 2016, no acumulado das vendas de janeiro a junho neste primeiro semestre”, informa.

Quanto à utilização de chillers no País, houve aumento da participação dos sistemas com condensação a ar e água, em detrimento da participação dos equipamentos centrífugos importados, muito impactados pela redução do tamanho médio das obras, assim como pela desvalorização do real, que gera uma maior migração para equipamentos nacionais.

“Pela primeira vez em muitos anos, tivemos mais dois meses sem nenhum chiller centrífugo faturado ou entregue em todo o País”, afirma.

O que manteve o mercado ligeiramente “menos pior” foi o seguimento de alta eficiência, ajudado pelo caos no setor elétrico e aumento do preço da energia em 2015 e 2016, fazendo com que muitos projetos adiados fossem desengavetados ou priorizados para aumentar a competitividade e gerar redução de custos operacionais de indústrias, shoppings e edifícios corporativos.

Preços dos HFCs disparam na Europa

Os fornecedores de compostos refrigerantes insistem que não estão exagerando nos alertas urgentes quanto à disponibilidade futura de substâncias com alto potencial de aquecimento global (GWP, na sigla em inglês), como o hidrofluorcarbono (HFC) R-404A.

Embora seu preço tenha dobrado no ano passado, as empresas avisam que, em breve, a questão será menos sobre a capacidade dos usuários finais de arcarem com fluidos de alto GWP e mais sobre se poderão realmente obter alguns deles.

Esta foi a mensagem predominante durante uma apresentação especial realizada pelo distribuidor IDS Climalife, com sede em Bristol, no Reino Unido, segundo reportagem publicada pelo Cooling Post.

O diretor executivo da empresa, Alan Harper, salientou que a “lua de mel” dos gases fluorados (f-gases) acabou. “Os preços vão continuar a subir neste ano e pode haver limitações na oferta”, explicou. “No ano que vem, a preocupação não será o preço, e sim a disponibilidade”.

Redução acelerada

No momento, a Europa está a apenas alguns meses da redução obrigatória dos f-gases em 2018, quando deverá fazer um corte de 37% no teto base de emissão. Em termos práticos, isso significa que a indústria europeia terá de se contentar com um máximo de 115 milhões de toneladas equivalentes de dióxido de carbono (MtCO2eq) – pouco mais de dois terços dos 168 MCo2eq consumidos em 2015.

Atingir ou não a meta inicial de 2018 depende de uma série de medidas. Reduzir a quantidade de vazamento é uma delas, mas ainda mais urgente é a necessidade de substituir os refrigerantes com alto GWP, como o R-404A.

Honeywell anunciou que não venderá R-404A e R507 no mercado europeu no ano que vem

Como os equipamentos que utilizam R-404A ainda sendo produzidos, há temores de que esses alertas similares aos feitos durante a eliminação do hidroclorofluorcarbono (HCFC) R-22 – e, antes disso, durante a substituição dos clorofluorcarbonos (CFCs) – sejam ignorados por parte dos usuários finais.

A Parceria Europeia para a Energia e o Meio Ambiente (EPEE) estimou que os supermercados europeus terão de converter ou substituir 50% de seus sistemas com R-404A, a fim de alcançarem a redução de 2018.

“Isso claramente não está acontecendo”, reiterou o diretor técnico da Climalife, Peter Dinnage. “Parte do problema são as pessoas colocando o R-404A em novos equipamentos”, acrescentou.

O R-404A, que possui um GWP de 3.922, ao lado de todos os outros refrigerantes com GWP acima de 2.500, será banido nos novos equipamentos estacionários de refrigeração a partir de 2020.

Crucialmente, para aqueles que ainda comprarem equipamentos com R-404A, em 2020 também haverá a imposição de uma proibição a todos sistemas que emitirem nível superior a 40 tCO2eq (cerca de 10kg). Os fluidos R-507 e R-422D também serão afetados por essa proibição.

Em recente comunicado distribuído à imprensa, a Honeywell anunciou que encerrará as vendas de R-404A e R-507 na União Europeia em 2018.

Os produtores argumentam que há diversas opções disponíveis. O CO2 está sendo adotado em muitos sistemas novos de refrigeração em supermercados. Também há uma série de novas alternativas de baixo GWP sendo disponibilizada para equipamentos novos e retrofits.

Entre esses gases mais ecológicos, estão o R-448A e o R-449A, compostos à base de hidrofluorolefina (HFO) que possuem índices de GWP de aproximadamente 1.300, uma redução de cerca de 65% em relação ao R-404A.

Em âmbito global, a indústria de compressores segue atualizando seus equipamentos, a fim de permitir o uso mais amplo de fluidos refrigerantes de baixo impacto climático, conforme noticiou a reportagem de capa da edição deste mês da Revista do Frio.

Danfoss qualifica 19 famílias de produtos para gases de baixo GWP

A Danfoss acaba de concluir um extenso programa de qualificação de 19 famílias de equipamentos para refrigerantes de baixo potencial de aquecimento global (GWP, em inglês), incluindo compressores, unidades condensadoras, válvulas, trocadores de calor e outros componentes.

A estratégia da empresa é atender aos novos regulamentos do setor, com destaque para a norma europeia F-gas, o Programas de Novas Políticas Alternativas (SNAP) dos EUA e o Protocolo de Montreal.

Por causa desse cenário regulatório, diferentes refrigerantes estão surgindo como substitutos viáveis para o R-404A, sujeito a proibições ou reduções em 2017, nos EUA, e a partir de 2020, na Europa.

Quando se trata de aplicações em refrigeração comercial e unidades condensadoras, uma mudança para o R-407A e R-407F já ocorreu em muitas áreas, reduzindo o impacto climático em cerca de 50%.

Agora, o catálogo de equipamentos da empresa para a área refrigeração comercial inclui opções que operam com R-448A, R-449A, R-452A, além do propano (R-290) e do dióxido de carbono (CO2), enquanto a área de ar-condicionado está mudando para R-1234ze(E), R-32, R-452B e R-454B.

“Fazendo um programa de qualificação deste calibre, esperamos garantir um caminho viável para nossos clientes em refrigeração comercial e ar condicionado”, diz Torben Funder-Kristensen, chefe de relações públicas da divisão de refrigeração e ar condicionado da multinacional dinamarquesa.

Indústria aposta em compressores para gases de baixo GWP

A indústria global de compressores segue atualizando suas linhas de equipamentos, a fim de permitir o uso mais irrestrito de fluidos frigoríficos alternativos de baixo potencial de aquecimento global (GWP, em inglês) no mercado de refrigeração e ar condicionado.

Para amenizar os efeitos das mudanças climáticas, cerca de 200 países concordaram, em outubro do ano passado, com uma proposta de emenda ao Protocolo de Montreal visando diminuir gradualmente, até a metade deste século, o uso de hidrofluorcarbonos (HFCs) em sistemas do gênero.

Há tempos, diversos fabricantes têm anunciado a ampliação da oferta de compressores homologados para operar com hidrofluorolefinas (HFOs), hidrocarbonetos (HCs) e dióxido de carbono (CO2), entre outros gases.

“Mas o caminho adiante vai envolver escolhas conflitantes”, analisa Mark McLinden, pesquisador do Instituto Nacional de Padrões Tecnológicos dos EUA (NIST).

“As diretrizes de segurança podem ser revisadas para permitir o uso de refrigerantes levemente inflamáveis. Misturas de dois ou mais fluidos podem gerar um refrigerante não inflamável, mas com alto GWP. O CO2 não é inflamável, mas demanda uma completa remodelação dos equipamentos”, exemplifica.

Indústria desenvolve equipamentos para refrigerantes à base de HCs

Para os grandes players do setor, essa é uma grande oportunidade. “Novos regulamentos exigem um forte investimento para resolver problemas complexos”,  sustenta Carlos Obella, vice-presidente de serviços de engenharia e gestão de produtos comerciais e residenciais da Emerson na América Latina.

Enquanto essa indústria está no meio de uma transição para refrigerantes mais sustentáveis, a verdade é que não existe uma única solução que atenda a todas as aplicações com o mínimo efeito sobre o meio ambiente.

“A melhor avaliação do refrigerante requer uma abordagem holística, envolvendo segurança, impacto ambiental, desempenho do sistema e economia”, diz.

Atualmente, a Emerson possui uma linha completa de compressores com diversas tecnologias, como scroll, pistão e de parafuso, utilizando refrigerantes sintéticos de baixo GWP, como misturas de R-32 e HFO, além de fluidos naturais, como amônia, CO2 e HCs.

Novos rumos

Segundo os fabricantes, o Brasil tem liderado a aplicação de refrigerantes naturais, como o CO2, na América Latina, particularmente nos supermercados. Mais recentemente, o propano (R-290) chegou com força ao mercado de refrigeração comercial leve e, há muitos anos, o isobutano (R-600a) está presente no segmento de refrigeração doméstica.

Dióxido de carbono é uma das tendências no setor

“Em 2016, 50% dos nossos lançamentos foram feitos com oferta de fluidos refrigerantes de baixo GWP”, informa o engenheiro mecânico Homero Cremm Busnello, diretor de marketing da Tecumseh na América Latina.

O R-290 continua sendo a opção preferida da companhia para equipamentos de refrigeração comercial autônomos com capacidade inferior a ½ cavalo de potência (hp).

No entanto, a empresa ressalta que, em função de sua alta inflamabilidade, as limitações de carga e os requisitos de segurança devem ser sempre levados em consideração. Aplicações típicas para o R-290 incluem refrigeradores de bebidas, máquinas de venda automática e freezers comerciais.

“A indústria tem se adaptado aos novos fluidos nos últimos anos e, agora, chegou a vez do mercado de reposição prestar seu tradicional suporte à substituição correta e segura de componentes por outros originais”, salienta.

Para o engenheiro Wilson José de Carvalho, gerente de engenharia de produto de refrigeração da Elgin, os novos desenvolvimentos demandam mão de obra mais qualificada.

“O uso do R-134a e do R-404A já está se difundido no mercado, mas, quanto aos fluidos naturais, tanto os usuários quanto os técnicos de refrigeração terão de se preparar melhor, por causa da periculosidade e de outras características dessas substâncias”, ressalta.

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“Empresas precisam investir em treinamentos dos operadores de novos equipamentos”, diz Silvio Guglielmoni, da Mayekawa

“As empresas precisam investir em treinamentos para os operadores desses novos equipamentos”, concorda o engenheiro Silvio Guglielmoni, gerente comercial da Mayekawa no Brasil.

Segundo o gestor, a indústria japonesa tem desenvolvido soluções de engenharia utilizando refrigerantes naturais para uma extensa faixa de temperaturas em sistemas de aquecimento e resfriamento.

“Chamamos essas soluções de Natural Five, pois englobam cinco refrigerantes desse tipo: amônia (NH3), CO2, água (H2O), HC e ar”, diz.

Tais substâncias são usadas em instalações de aquecimento, secagem, fornecimento de água quente, ar condicionado, resfriamento, refrigeração e congelamento em um range de temperaturas variando de 200 ºC a -100 ºC.

“A aplicação desses fluidos 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”, reforça.

Nos últimos meses, a Danfoss tem trabalhado forte no desenvolvimento de equipamentos para gases de baixo GWP, incluindo unidades condensadoras. Uma das prioridades da empresa é validar o portfólio atual de compressores para os novos fluidos alternativos.

“Quando falamos de soluções ambientalmente amigáveis, o mercado brasileiro tem sido influenciado externamente, mas o que mais pesa na hora da escolha dessas tecnologias ainda é o custo da energia”, lembra o gerente de contas de compressores comerciais da companhia, Gustavo Asquino.

Mayekawa também aposta nos chamados fluidos naturais

Em busca do substituto ideal para os HFCs

Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões Tecnológicos dos EUA (NIST) finalizaram, em fevereiro, um estudo de vários anos para identificar os “melhores” candidatos entre os fluidos refrigerantes que, no futuro, terão o menor impacto sobre o clima.

Infelizmente, todos os 27 gases que o NIST identificou como os melhores a partir de uma análise de desempenho são, no mínimo, levemente inflamáveis, o que não é permitido pelas diretrizes de segurança dos EUA e de outros países para a maioria das aplicações. E diversas substâncias da lista são altamente inflamáveis, como o R-290.

Em outras palavras, o estudo não encontrou nenhum refrigerante ideal que combinasse baixo GWP  – uma medida da quantidade de calor que um gás retém quando liberado na atmosfera – com outras características desejáveis de performance e segurança, como não ser inflamável e nem tóxico.

“A conclusão é de que não há um substituto fácil e perfeito para os refrigerantes atuais”, diz Mark McLinden, engenheiro químico do NIST. “Durante o estudo, pensávamos que encontraríamos algo mais. Acontece que não há muita coisa. Então, o resultado foi um pouco inesperado, um pouco decepcionante.”

Órgãos reguladores norte-americanos já admitiram a dificuldade de escolher novos refrigerantes. A Agência de Proteção Ambiental (EPA) ainda não estipulou limites específicos de GWP, mas tem, em vez disso, conduzido análises de risco comparativo para cada fluido e finalidade. Os critérios incluem efeitos atmosféricos e os impactos correlatos no meio ambiente e na saúde, riscos ao ecossistema, riscos ao consumidor, inflamabilidade, custo e disponibilidade.

Com o intuito de ajudar a indústria e os formuladores de políticas públicas dos EUA a compreenderem os limites e as escolhas intrincadas que envolvem a redução gradual dos HFCs, o NIST realizou, durante quatro anos, uma pesquisa abrangente para achar os melhores fluidos alternativos com baixo GWP e apenas um componente em sua fórmula.

O estudo do NIST focou em possíveis fluidos substitutos para os sistemas de ar condicionado pequenos, que são comuns em residências e pequenas empresas. Uma mescla de HFCs chamada R-410A é agora o refrigerante mais popular em tais sistemas.

Essas unidades são lacradas, o que significa que elas não devem liberar HFCs na atmosfera. Entretanto, os sistemas podem ter vazamentos, e quando eles recebem manutenção ou são descartados, o refrigerante tem o risco de escapar e não pode ser recuperado e reciclado, disse McLinden.

O estudo fez uma triagem em um banco de dados de mais de 60 milhões de substâncias químicas, estimando as propriedades unicamente com base na estrutura molecular. Isso foi feito com a ajuda de um método computacional desenvolvido anteriormente no NIST.

Visto que todos os refrigerantes atuais são pequenas moléculas, a pesquisa do NIST ficou limitada a moléculas com 18 ou menos átomos e a apenas oito elementos que formam compostos voláteis o suficiente para servirem como refrigerantes. Esta seleção inicial resultou em 184 mil moléculas que seriam melhor analisadas depois.

A triagem por propriedades energéticas que correspondem aos fluidos utilizados em pequenos sistemas de ar condicionado e a um GWP menor que 1.000 (entende-se por convenção que representa os efeitos por um período de 100 anos) rendeu 138 fluidos.

Os pesquisadores, então, simularam o desempenho destes 138 compostos em ares-condicionados. Um parceiro dentro da Universidade Católica dos Estados Unidos, em Washington, ajudou a desenvolver o modelo de simulação e a avaliar os resultados. Seleções adicionais para descartar compostos quimicamente instáveis ou muito tóxicos ou aqueles com baixa eficiência energética culminaram na lista final de 27 fluidos com baixo GWP.

Uma das prioridades da Danfoss é validar o portfólio atual de compressores para novos fluidos alternativos

O R-290, por exemplo, tem um GWP de 3, muito menor que o valor do R-410A, de 1.924. Entre os potenciais refrigerantes com os menores índices de GWP, encontra-se a amônia, geralmente utilizada em grandes sistemas de refrigeração industriais. Contudo, ela tóxica e levemente inflamável.

Além disso, há o dimetil éter, um propelente e potencial combustível que é um pouco menos inflamável do que o R-290. O CO2 possui um GWP de 1 e não é inflamável, porém necessitaria de um tipo diferente de ciclo de refrigeração para operar sob pressões muito altas. Outros compostos de baixo GWP são as HFOs, atual foco de pesquisa da indústria química global, mas elas são ligeiramente inflamáveis.

Embora não haja um limite específico de GWP nos EUA, datas de redução em fases foram estipuladas para os HFCs com maior GWP. (Na União Europeia, refrigerantes com GWP abaixo de 750 são permitidos em sistemas de pequeno porte.)

A lista do NIST pode oferecer novas ideias, porque inclui muitos refrigerantes que ainda não estão na lista da EPA de substitutos aceitáveis. “A indústria de refrigeração vem desenvolvendo ativamente novos fluidos levemente inflamáveis, e os resultados do atual estudo sustentam esse caminho”, afirma McLinden.

“Olhando adiante, as conclusões do estudo do NIST indicam a necessidade de reconhecer e lidar com escolhas conflitantes no planejamento para o futuro”, completa.

Mas como as diretrizes de segurança deveriam ser alteradas para garantir que os compostos inflamáveis sejam usados seguramente? “Misturas de diferentes refrigerantes podem oferecer um equilíbrio entre segurança e baixo impacto climático. Por exemplo, um fluido com baixo GWP, mas inflamável, mesclado com um fluido não inflamável, porém de alto GWP, pode resultar num fluido não inflamável com um valor moderado de GWP”, explica McLinden.

Novo chiller da Trane adota o R-1234ze

A Ingersoll Rand acaba de acrescentar à linha EcoWise um chiller resfriado a água usando o R-1234ze, refrigerante de baixo potencial de aquecimento global (GWP, em inglês) à base de hidrofluorolefina (HFO).

Com capacidades que variam de 290kW a 2600kW, o XStream eXcellent é adequado para ambientes críticos, como centros de dados, hospitais, grandes edifícios de escritórios ou aplicações em processos industriais.

Segundo a companhia, o novo resfriador de líquido emprega dois circuitos de refrigerante completamente separados e possui trocadores de calor de alta eficiência, evaporador de baixa carga e compressores centrífugos sem óleo de alta velocidade.

A Ingersoll Rand foi pioneira no desenvolvimento de chillers da marca Trane usando HFOs e foi a primeira empresa a introduzir um resfriador usando R–1233zd(E), ao lançar seu chiller resfriado a água CenTraVac Série E, em 2014. No ano passado, a multinacional introduziu no mercado o Sintesis eXcellent, chiller que também utilizada o fluido refrigerante R–1234ze.