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setembro/2008

O emprego dos meios de refrigeração já era do conhecimento humano mesmo na época das mais antigas civilizações. Pode-se citar a civilização chinesa que, muitos séculos antes do nascimento de Cristo, usava o gelo natural (colhido nas superfícies dos rios e lagos congelados e conservado com grandes cuidados, em poços cobertos com palha e cavados na terra) com a finalidade de conservar o chá que consumiam. As civilizações gregas e romanas que também aproveitavam o gelo colhido no alto das montanhas, a custo do braço escravo, para o preparo de bebidas e alimentos gelados.

Já a civilização egípcia, que devido a sua situação geográfica e ao clima de seu país, não dispunham de gelo natural, refrescavam a água por evaporação, usando vasos de barro, semelhantes às moringas1, tão comuns no interior do Brasil. O barro, sendo poroso, deixa passar um pouco da água contida no seu interior, a evaporação desta para o ambiente faz baixar a temperatura do sistema. Entretanto, durante um largo período de tempo, na realidade muitos séculos, a única utilidade que o homem encontrou para o gelo foi a de refrigerar alimentos e bebidas para melhorar seu paladar.

No final do século XVII, foi inventado o microscópio e, com o auxílio deste instrumento, verificou-se a existência de microorganismos (micróbios e bactérias) invisíveis à vista sem auxilio de um instrumento dotado de grande poder de ampliação.

Os micróbios existem em quantidades enonnes, espalhados por todas as partes, água, alimentos e organismos vivos.

Estudos realizados por cientistas, entre eles o célebre químico francês Louis Pasteur, demonstraram que alguns tipos de bactérias são responsáveis pela putrefação dos alimentos e por muitos tipos de doenças e epidemias. Ainda através de estudos, ficou comprovado que a contínua reprodução das bactérias podia ser impedida em muitos casos ou pelo menos limitada pela aplicação do frio, isto é, baixando suficientemente a temperatura do ambiente em que os mesmos proliferam. Essas conclusões provocaram, no século XVIII, uma grande expansão da indústria do gelo, que até então se mostrava incipiente.

Antes da descoberta, os alimentos eram deixados no seu estado natural, estragando-se rapidamente. Para conservá-los por maior tempo era necessário submetêlos a certos tratamentos como a salgação, a defumação ou o uso de

1 Moringa é um vaso de barro arredondado, de gargalo estreito para água.

condimentos. Esses tratamentos, na maioria dos casos, diminuíam a qualidade do alimento e modificavam o seu sabor. Com a descoberta, abria-se a possibilidade de se conservar os alimentos frescos, com todas as suas qualidades, durante um período de tempo maior.

Contudo, o uso do gelo natural trazia consigo uma série de inconvenientes que prejudicavam seriamente o desenvolvimento da refrigeração, tornando-a de valia relativamente pequena.

Assim, ficava-se na dependência direta da natureza para a obtenção da matéria primordial, isto é, o gelo, que só se formava no inverno e nas regiões de clima bastante frio. O fornecimento, portanto, era bastante irregular e, em se tratando de países mais quentes, era sujeita a um transporte demorado, no qual a maior parte se perdia por derretimento, especialmente porque os meios de conservá-lo durante este transporte eram deficientes. Mesmo nos locais onde o gelo se formava naturalmente, isto é, nas zonas frias, este último tinha grande influência, pois a estocagem era bastante dificil, só podendo ser feita por períodos relativamente curtos. Por este motivo, engenheiros e pesquisadores voltaram-se para a busca de meios e processos que pennitissem a obtenção artificial de gelo, liberando o homem da dependência da natureza. Em conseqüência desses estudos, em 1834 foi inventado, nos Estados Unidos, o primeiro sistema mecânico de fabricação de gelo artificial e, que constituiu a base precursora dos atuais sistemas de compressão frigorífica. Em 1855 surgiu na Alemanha outro tipo de mecanismo para a fabricação do gelo artificial, este, baseado no principio da absorção, descoberto em 1824 pelo fisico e químico inglês Michael Faraday. Durante por cerca de meio século os aperfeiçoamentos nos processos de fabricação de gelo artificial foram se acumulando, surgindo sistematicamente melhorias nos sistemas, com maiores rendimentos e melhores condições de trabalho. Entretanto, a produção propriamente dita fez poucos progressos neste período, em conseqüência da prevenção do público consumidor contra o gelo artificial, pois apesar de todos estarem cientes das vantagens apresentadas pela refrigeração, era crença geral que o gelo produzido pelo homem era prejudicial à saúde humana. Tal crença é completamente absurda, mas como uma minoria aceitava o gelo artificial, o seu consumo era relativamente pequeno. Todavia, a própria natureza encarregou-se de dar fim a tal situação. Em 1890, o inverno nos Estados Unidos, um dos maiores produtores de gelo natural da época, foi muito fraco. Em conseqüência, quase não houve formação de gelo neste ano, naquele país. Como não havia gelo natural, a situação obrigou que se usasse o artificial, quebrando o tabú existente contra este último e mostrando, inclusive, que o mesmo era ainda melhor que o produto natural, por ser feito com água mais pura e poder ser produzido à vontade, cnforme as necessidades de consumo.

A utilização do gelo natural levou a criação, no princípio do século XIX, das primeiras geladeiras.

Tais aparelhos eram constituídos simplesmente por um recipiente, quase sempre isolado por meio de placas de cortiça, dentro do qual eram colocadas pedras de gelo e os alimentos a conservar, ver figura abaixo. A fusão do gelo absorvia parte do calor dos alimentos e reduzia, de forma considerável, a temperatura no interior da geladeira.

Surgiu, dessa forma, o impulso que faltava à indústria de produção mecânica de gelo. Uma vez aceito pelo consumidor, a demanda cresceu vertiginosamente e passaram a surgir com rapidez crescente as usinas de fabricação de gelo artificial por todas as partes. Apesar da plena aceitação do gelo artificial e da disponibilidade da mesma para todas as classes sociais, a sua fabricação continuava a ter de ser feita em instalações especiais, as usinas de gelo, não sendo possível a produção do mesmo na própria casa dos consumidores. A figura típica da época era o geleiro, que, com sua carroça isolada, percorria os bairros, entregava nas casas dos consumidores, periodicamente, as pedras de gelo que deviam ser colocadas nas primeiras geladeiras.

No alvorecer do século X, começou a se disseminar outra grande conquista, a eletricidade. Os lares começaram a substituir os candeeiros de óleo e querosene e os lampiões de gases, pelas lâmpadas elétricas, notável invenção de Edison, e a dispor da eletricidade para movimentar pequenas máquinas e motores. Com esta nova fonte de energia, os técnicos buscaram meios de produzir o frio em pequena escala, na própria residência dos usuários. O primeiro refrigerador doméstico surgiu em 1913, mas sua aceitação foi mínima, tendo em vista que o mesmo era constituído de um sistema de operação manual, exigindo atenção constante, muito esforço e apresentando baixo rendimento. Só em 1918 é que apareceu o primeiro refrigerador automático, movido a eletricidade, e que foi fabricado pela Kelvinator Company, dos Estados Unidos. A partir de 1920, a evolução foi tremenda, com uma produção sempre crescente de refrigeradores mecânicos.

Fluido refrigerante é o fluido que absorve calor de uma substância do ambiente a ser resfriado.

Não há um fluido refrigerante que reúna todas as propriedades desejáveis, de modo que, um refrigerante considerado bom para ser aplicado em determinado tipo de instalação frigorífica nem sempre é recomendado para ser utilizado em outra. O bom refrigerante é aquele que reúne o maior número possível de boas qualidades, relativamente a um determinado fim.

As principais propriedades de um bom refrigerante são: Condensar-se a pressões moderadas;

Evaporar-se a pressões acima da atmosférica;

Ter pequeno volume específico (menor trabalho do compressor); Ter elevado calor latente de vaporização;

Ser quimicamente estável (não se altera apesar de suas repetidas mudanças de estado no circuito de refrigeração);

Não ser corrosivo; Não ser inflamável;

Não ser tóxico;

Ser inodoro; Deve permitir fácil localização de vazamentos;

Ter miscibilidade com óleo lubrificante e não deve atacá-lo ou ter qualquer efeito indesejável sobre os outros materiais da unidade;

Em caso de vazamentos, não deve atacar ou deteriorar os alimentos, não deve contribuir para o aquecimento global e não deve atacar a camada de ozônio.

Classificação Os refrigerantes podem ser divididos em três classes, conforme sua maneira de absorção ou extração do calor das substâncias a serem refrigeradas. São elas:

Classe 1 – essa classe inclui os refrigerantes que resfriam materiais por absorção do calor latente. São exemplos dessa classe os CFC’s, HCFC’s e os HFC’s;

Classe 2 – os refrigerantes dessa classe são os que resfriam substâncias pela absorção de seus calores sensíveis. São elas: ar, salmoura de cloreto de cálcio, salmoura de cloreto de sódio (sal comum) e álcool; Classe 3 – esse grupo consiste de soluções que contêm vapores absorvidos de agentes liquidificáveis ou meios refrigerantes. Essas soluções funcionam pela natureza de sua habilidade em conduzir os vapores liquidificáveis que produzem um efeito de resfriamento pela absorção do calor latente. Um exemplo desse grupo é a água amônia ou amoníaco, que é uma solução composta de água destilada e amônia pura. A amônia é também usada em grandes máquinas com finalidades industriais. É um gás incolor, com odor forte e característico. Sua temperatura de ebulição à pressão atmosférica é aproximadamente -33°C. É combustível ou explosiva quando misturada com ar em certas proporções (um volume de amônia para dois volumes de ar). Devido ao seu alto calor latente, são possíveis grandes efeitos de refrigeração com maquinaria relativamente reduzida. É muito tóxica e necessita de embalagens de aço.

Os refrigerantes da Classe 1 são empregados no tipo de compressão padrão dos sistemas de refrigeração. Os refrigerantes da classe 2 são empregados como agentes resfriadores imediatos entre a Classe 1 e a substância a ser refrigerada, e fazem o mesmo trabalho que a Classe 3. Esses últimos são empregados no tipo de absorção padrão dos sistemas de refrigeração.

Principais tipos e características de fluidos refrigerantes:

Utilização: ar condicionado automotivo, refrigeração comercial, refrigeração doméstica (refrigeradores e freezers) etc.

Os CFC’s destroem a camada de ozônio. A camada de ozônio sendo danificada permite que raios ultravioleta (UV) do sol alcancem a superfície da Terra. As indústrias químicas nacionais cessaram a produção de CFC’s e a importação destas substâncias virgens está controlada. Para converter ou substituir um equipamento operado com CFC foram criados dois tipos de refrigerantes alternativos: HCFC’s e HFC’s.

Utilização: ar condicionado de janela, split, self, câmaras frigoríficas, etc.

3. HFC - Todos os átomos de cloro são substituídos por hidrogênio (Ex: R-134a,

R-404A, R-407C, etc.). Utilização: ar condicionado automotivo, refrigeração comercial, refrigeração doméstica (refrigeradores e freezers), etc.

O R-134a (Tetrafluoretano) tem propriedades físicas e termodinâmicas similares ao R-12. Pertence ao grupo dos HFC’s Fluorcarbonos parcialmente halogenados, com potencial de destruição do ozônio (ODP) igual a zero, devido ao menor tempo de vida na atmosfera, apresenta uma redução no potencial de efeito estufa de 90% comparado ao R-12. Além disso, é não inflamável, não tóxico, possui alta estabilidade térmica e química, tem compatibilidade com os materiais utilizados e tem propriedades físicas e termodinâmicas adequadas.

O R-134a é compatível com todos os metais e ligas normalmente utilizados nos equipamentos de refrigeração. Deve-se evitar o uso de zinco, magnésio, chumbo e ligas de alumínio com mais de 2% de magnésio em massa.

Testes de armazenamento com refrigerante úmido apresentaram boa estabilidade à hidrólise e nenhum ataque corrosivo em metais como aço inoxidável, cobre, latão e alumínio.

O R-134a é isento de cloro e, por isso, apresenta boa compatibilidade com elastômeros.

Na refrigeração a palavra Retrofit (abreviatura da expressão inglesa “retroactive refit” que significa “readaptação posterior”) vem sendo empregada para designar as adaptações que são realizadas em equipamentos que trabalham com CFC’s para que esses possam trabalhar com os fluidos alternativos, tornando-os eficientes, modernos e econômicos.

A linha de fluidos alternativos também chamada de “blends” é uma boa alternativa para a conversão de equipamentos que estão em operação no campo, pois exigem mínimas alterações no sistema original e na maioria dos casos não é necessária a substituição do compressor.

Alguns fluidos alternativos substitutos:

propriedades similares ao R-12 e pode ser utilizado com óleo lubrificante

compatível com óleo lubrificante mineral, poliolester e aquilbenzeno, tem performance similar ao R-12.

possui performance similar ao R-502 e é compatível com óleo lubrificante mineral, poliolester e aquilbenzeno.

possui propriedades e performance similares ao R-2, porém é necessária a mudança do óleo lubrificante.

do projeto do sistema.

A tabela a seguir mostra algumas opções disponíveis no mercado. As seguintes misturas de fluidos refrigerantes foram aprovadas para uso com os compressores Embraco:

Vantagens dos fluidos alternativos:

São utilizados nos equipamentos de refrigeração não havendo necessidade de troca de componentes (dispositivo de expansão, compressor, etc.);

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