Os gases refrigerantes

Os gases refrigerantes são diversos e dividem-se em CFC, HCFC e HFC. Estes gases são a base do funcionamento dos sistemas de ar condicionado. Os CFC são gases hidrocarbonetos que já não são utilizados devido ao seu impacto negativo e à sua nocividade para o ambiente. Os HCFC contêm hidrogénio como átomo e, consequentemente, menos átomos de cloro, o que os torna menos nocivos. Enquanto os HFC não contêm cloro e não constituem um problema para a camada de ozono, contudo contribuem para o efeito de estufa.

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A origem dos gases refrigerantes

No passado, para a refrigeração, eram utilizados sais dissolvidos em água, que davam origem a reações endotérmicas, ou seja, absorviam o calor do exterior.
O termo “refrigerante” foi utilizado pela primeira vez em 1550 por Blas Villafranca no seu tratado em que explicava como refrigerar utilizando nitrato de potássio ou salitre.

No entanto, a tecnologia da refrigeração nasceu 200 anos mais tarde com o escocês William Cullen, que construiu uma máquina na qual o frio é obtido a partir da evaporação de uma solução aquosa levada a uma pressão muito baixa.
Assim nasceu a refrigeração baseada na mudança de estado de um líquido. Só 100 anos mais tarde é que foi desenvolvida a teoria do ciclo de refrigeração com base nos conhecimentos de termodinâmica, termometria e propriedades dos gases.

Arrefecimento baseado em refrigerantes naturais

Em 1834, Perkins criou um compressor de refrigeração utilizando éter etílico e, em 1854, o primeiro frigorífico de água-amoníaco foi criado por Twining, Harrison e Carré. Em 1866, foram realizadas experiências com o dióxido de carbono e no final do século XIX, foram utilizadas diferentes técnicas de refrigeração, incluindo a compressão de vapor, a absorção, a expansão do ar comprimido e a evaporação da água a pressões muito baixas.
Até esta altura, os refrigerantes utilizados eram todos naturais e incluíam água, amoníaco, dióxido de enxofre, cloreto de metilo, éter etílico e éter metílico.
No início do século XX, para substituir o uso de refrigerantes naturais, a tecnologia de compressão de vapor predominou e os éteres foram abandonados por serem inflamáveis e o dióxido de carbono devido às elevadas pressões de trabalho.
Em 1920, foi criado o primeiro frigorífico a etano e propano, mas o potencial de perigosidade destes fluidos levou, em 1930, ao aparecimento do Freon 11, Freon 12, R22 e R502, os chamados fluidos clorados. Posteriormente, são adotados fluidos químicos com propriedades termodinâmicas, não tóxicos e não inflamáveis, ou seja, CFCs e HCFCs.

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Gases refrigerantes e o meio ambiente

O buraco do ozono, o efeito de estufa e a maior preocupação com o meio ambiente, levam à abolição da utilização dos CFC devido à sua composição em cloro e flúor. Em 1984, a Convenção de Viena e em 1987 o Protocolo de Montreal conduziram a um acordo internacional para reduzir a utilização de CFC em 50% da produção e do consumo até 1999. Para reduzir o número de átomos de cloro na composição dos fluidos frigorígenos, passaram a ser utilizados fluidos que contêm átomos de hidrogénio e, para que a molécula se decomponha mais rapidamente - com efeitos benéficos sobre o efeito de estufa - foram criadas moléculas com ligações químicas mais fracas entre os átomos que caracterizam o próprio fluido. Esta é precisamente a principal inovação trazida pelos refrigerantes HFO.

O ciclo de refrigeração e as aplicações dos HFC

Por "ciclo de refrigeração" entende-se o processo de arrefecimento por meio de um fluido intermediário que evapora e condensa. Como vimos, entre os primeiros fluidos intermediários estava o amoníaco, que era classificado como corrosivo e tóxico para o ser humano.
Atualmente, com base na presença ou ausência de cloro, os gases refrigerantes são classificados em CFC, HCFC e HFC.

  • Os CFC são gases hidrocarbonetos que já não são utilizados devido à sua nocividade para a atmosfera e o ambiente. São gases incolores, inodoros, não inflamáveis e quimicamente estáveis, com uma ação pouco tóxica.
  • Os HCFC contêm hidrogénio como átomo e, consequentemente, menos átomos de cloro, o que os torna menos nocivos para o ambiente.
  • Os HFC não contêm cloro e têm o ponto positivo de não representarem um problema para o ozono, mas contribuem para o efeito de estufa.

As aplicações dos HFC

Os HFC são gases refrigerantes com várias aplicações comerciais e para o mercado. São gases que se apresentam como uma melhor solução do que os CFC, cujo uso tem vindo a ser reduzido desde 1996 com base no Protocolo de Montreal, já que são mais sustentáveis. Os HFC são gases com átomos de flúor e hidrogénio habitualmente utilizados na refrigeração:

  • nos equipamentos de ar condicionado,
  • nos extintores de incêndio,
  • e nas bombas de calor.

O gás refrigerante é o elemento crucial para o funcionamento dos sistemas de ar condicionado. As novas regulamentações relacionadas com este gás destinam-se a assegurar um compromisso crescente com a sustentabilidade ambiental. É por isso que a União Europeia adotou um conjunto de regulamentos para conter o efeito de estufa, tentando travar o aumento das temperaturas (GWP “Global Warming Potential”) e reduzir as emissões.

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