Os desenvolvimentos e alterações na regulamentação, a eliminação progressiva dos refrigerantes HFC e o desenvolvimento contínuo da tecnologia de refrigeração fazem com que o dióxido de carbono (_CO2) seja cada vez mais utilizado como refrigerante numa grande variedade de aplicações. Isto inclui aplicações como:

• Supermercados
• Lojas de conveniência
• Câmaras frigoríficas
• Congeladores walk-in
• Armazém frigorífico industrial
• Fabrico de produtos alimentares
• Processamento de alimentos

_{O CO2} tem um potencial de aquecimento global (GWP) significativamente mais baixo do que os refrigerantes HFC, tornando-o menos nocivo para o ambiente do que muitos dos gases anteriormente utilizados nestas aplicações de refrigeração. A maior parte destes gases, como o R134a e o R404A, estão a começar a ser gradualmente retirados de uso devido ao seu impacto ambiental. Este facto é motivado por regulamentos implementados para reduzir drasticamente a utilização de HFCs e o impacto associado no clima da Terra. Na Europa, o Regulamento relativo aos gases fluorados (UE) 2024/573 tem um objetivo ambicioso de reduzir a quantidade de HFC colocados no mercado em 98% até 2050 (em comparação com 2015).

Nos Estados Unidos, o sector da refrigeração é diretamente abordado pelo American Innovation and Manufacturing Act. Nas palavras da própria EPA dos EUA:

“Os hidrofluorocarbonetos (HFCs) são gases com efeito de estufa potentes (GHGs). O American Innovation and Manufacturing (AIM) Act autoriza a EPA a lidar com os HFCs: reduzindo gradualmente a sua produção e consumo, maximizando a recuperação e minimizando as libertações de equipamento, e facilitando a transição para tecnologias da próxima geração através de restrições sectoriais aos HFCs”.

O objetivo global do programa é reduzir gradualmente a produção e o consumo de HFC em 85% em relação aos níveis de referência até 2036.

Isto cria um grande impulso para que_{o CO2} se torne uma opção de utilização cada vez mais atractiva, quando comparado com os requisitos e limitações resultantes da aplicação dos regulamentos. Além disso, os fabricantes de sistemas de refrigeração continuam a desenvolver uma gama crescente de opções de sistemas de refrigeração_{de CO2} cada vez mais eficientes e económicos, permitindo a sua adoção mais ampla em aplicações comerciais.

Porque é que os detectores de_CO2 são necessários?

Embora comparativamente benéfico para o ambiente em relação aos HFC, em concentrações elevadas,_{o CO2} pode ser perigoso para os seres humanos porque é um gás tóxico e um gás asfixiante. Os sistemas de refrigeração que utilizam_CO2 também funcionam a altas pressões, por vezes até 2.000 psig, o que significa que, em caso de fuga, o gás pode escapar a grande velocidade, criando rapidamente uma atmosfera perigosa.

Os efeitos do_CO2 são apresentados no Quadro 1 abaixo.

Quadro 1

Concentraçãode CO2 no ar (ppm)	Efeitos
370	Nível atmosférico
5,000	Limite de exposição a longo prazo – 8 horas TWA
15,000	Limite de exposição a curto prazo – 15 minutos, algum desconforto físico
30,000	Dificuldades respiratórias, dores de cabeça, tonturas, náuseas
40,000	Limite IDLH (Perigo Imediato para a Vida e a Saúde)
100,000	Perda de consciência, morte
300,000	Morte rápida

As normas de segurança do refrigerante, como a EN 378-1:2016+A1:2020 e a ASHRAE 34-2022, estabelecem níveis de exposição críticos para avaliar a segurança dos sistemas de refrigerante e determinar os casos em que a deteção de fugas de refrigerante se torna necessária. Estas normas abrangem normalmente cenários que exigem a deteção em salas de máquinas e espaços refrigerados, como câmaras frigoríficas e arcas congeladoras. Além disso, as cargas de refrigerante de maiores dimensões, como as que se encontram normalmente num grande supermercado, aumentam a probabilidade de ser necessária a deteção de fugas em áreas extensas, como as arcas congeladoras.

Dada a natureza dos sistemas de refrigeração, podem ocorrer fugas ao longo do tempo devido a vários factores, tais como manutenção inadequada, desgaste mecânico, danos acidentais ou instalação incorrecta. Os sistemas altamente pressurizados (como os que utilizam_CO2) são particularmente susceptíveis a estes problemas, aumentando significativamente o risco de fugas.

Os potenciais perigos do_CO2 numa aplicação de retalho alimentar são muito reais. Por exemplo, num sistema de refrigeração que utilize_CO2 como refrigerante, numa câmara frigorífica típica com um volume de ^25m3 e uma taxa de troca de ar por hora, podemos calcular que uma taxa de fuga de 500g/h criará uma atmosfera contendo 40.793ppm de_CO2 em apenas 250 segundos.

Este valor ultrapassa o nível de 40.000ppm a partir do qual_{o CO2} representa um perigo imediato para a vida e a saúde, de acordo com as diretrizes da OSHA.

Para além das preocupações com a segurança, as fugas de refrigerante_CO2 representam riscos económicos significativos, podendo levar a um arrefecimento inadequado que não cumpre as normas essenciais de segurança alimentar ou, em casos extremos, a uma falha total do sistema. Tais ocorrências podem resultar na deterioração dos alimentos, levando a um desperdício significativo e a profundas consequências económicas. No caso de produtos de elevado valor, como carne de vaca envelhecida a seco ou gelados de luxo, uma única fuga de refrigerante não resolvida pode implicar custos que ascendem a dezenas de milhares de dólares.

Seleção de um detetor de fugas de_CO2 adequado

A deteção de dióxido de carbono serve uma multiplicidade de objectivos em diversos domínios, desde a garantia da Qualidade do Ar Interior (QAI) à proteção de ambientes profissionais e à monitorização de sistemas de refrigeração. No entanto, a adequação dos dispositivos de monitorização de_CO2 varia significativamente consoante a aplicação pretendida, especialmente no que diz respeito à deteção de fugas em ambientes de refrigeração.

Ao navegar no processo de seleção de um detetor de fugas de CO2, dois factores essenciais exigem uma consideração particularmente cuidadosa: tempo de resposta e temperatura de funcionamento.

Dado o potencial de as fugas de_CO2 aumentarem rapidamente e criarem condições perigosas, a capacidade de resposta de um detetor de gás refrigerante torna-se fundamental. Os instrumentos concebidos para monitorizar continuamente as mudanças graduais nos níveis de_CO2 atmosférico, normalmente utilizados em contextos de QAI, podem não ter a resposta rápida necessária para uma deteção eficaz de fugas.

Em cenários de deteção de fugas, onde a ação rápida é crucial para evitar o aparecimento de situações perigosas, um tempo de resposta rápido não só é indispensável, como também é exigido pelas normas de segurança do refrigerante. Consequentemente, cabe aos operadores avaliar minuciosamente não só o tempo de resposta estipulado do sensor incorporado num detetor de fugas, mas também, e talvez mais significativamente, o tempo de resposta global do instrumento como uma unidade coesa.

É de salientar que os pormenores de conceção dos dispositivos de deteção podem influenciar significativamente a velocidade a que o gás atinge o sensor_{de CO2}. Por exemplo, as configurações que permitem a exposição direta do sensor à atmosfera monitorizada produzem normalmente tempos de resposta mais rápidos. Por outro lado, em certas concepções de instrumentos em que o gás tem de atravessar um tubo capilar antes de chegar ao sensor, o tempo de resposta pode ser consideravelmente prolongado, prejudicando potencialmente a eficácia da capacidade de resposta inerente do sensor.

Por conseguinte, é extremamente importante assegurar um alinhamento total entre o tempo de resposta do detetor de gases e os requisitos específicos da aplicação, de modo a aproveitar plenamente os benefícios pretendidos do dispositivo. Para tal, é necessária uma avaliação pormenorizada da conceção e das capacidades do instrumento para determinar a sua adequação à utilização pretendida.

Além disso, para além das considerações relativas ao tempo de resposta, a gama de temperaturas de funcionamento do detetor de_CO2 merece uma análise cuidadosa. Dados os diversos ambientes operacionais encontrados em ambientes de refrigeração, incluindo temperaturas extremas, é imperativo selecionar um detetor capaz de funcionar de forma fiável dentro da gama de temperaturas designada.

Essencialmente, embora as tecnologias de deteção de_CO2 ofereçam conhecimentos e capacidades inestimáveis num espetro de aplicações, ao selecionar sistemas para a deteção de fugas em sistemas de refrigeração, é indispensável uma abordagem criteriosa à seleção de dispositivos, tendo em conta factores como o tempo de resposta e a temperatura de funcionamento, para garantir um desempenho ótimo e a segurança do pessoal que trabalha com o sistema de refrigeração e nas suas imediações.

Implementação da deteção de_CO2: Melhores práticas e considerações

Quando se trata de detetar eficazmente_{o CO2}, é essencial compreender o comportamento deste gás._{O CO2} é ligeiramente mais denso do que o ar, o que significa que tende a descer em direção ao solo ao longo do tempo. Consequentemente, para uma deteção óptima, recomenda-se a instalação de detectores de gás a níveis mais baixos, aproximadamente 20 cm acima do solo. No entanto, circunstâncias específicas podem justificar desvios a esta abordagem padrão.

Por exemplo, em ambientes como câmaras frigoríficas, onde a dinâmica do fluxo de ar é diferente, o posicionamento do detetor de gás numa parede lateral dentro do fluxo de ar de retorno para o evaporador é frequentemente considerado a estratégia mais eficaz. Este posicionamento assegura que qualquer_CO2 presente é prontamente detectado, salvaguardando a integridade dos bens armazenados.

A colocação estratégica de detectores de gás perto de potenciais fontes de fugas é outro aspeto crítico da deteção eficaz_{de CO2}. Essas fontes incluem válvulas, flanges, juntas e redutores de pressão, onde é mais provável que ocorram fugas. Além disso, o posicionamento de detectores perto de áreas com uma alta concentração de refrigerante, como compressores, tanques/cilindros de armazenamento, tubos e condutas, aumenta a sensibilidade da deteção.

A incorporação de considerações sobre padrões de fluxo de ar e ventilação também é vital. Tanto os sistemas de ventilação natural como os mecânicos podem afetar a dispersão do gás que vazou para o ambiente. Como_{o CO2} se dispersa de forma relativamente lenta, especialmente em espaços confinados, a ventilação desempenha um papel crucial na movimentação das nuvens de gás e na ajuda à deteção. A colocação de detectores de gás em caminhos de fluxo de ar garante uma cobertura abrangente e maximiza a probabilidade de deteção precoce.

É importante notar que a determinação do número ideal de sensores e das suas localizações precisas para uma determinada aplicação não é regida por regras ou normas universais. Em vez disso, requer uma consideração cuidadosa dos factores ambientais específicos e dos potenciais riscos presentes. Por conseguinte, as orientações fornecidas servem de enquadramento para apoiar os instaladores na tomada de decisões informadas e adaptadas a cada situação específica.

Em última análise, a adesão a todos os regulamentos locais, estatais e nacionais relevantes é fundamental. A conformidade garante não só a segurança e a proteção das instalações, mas também protege contra potenciais responsabilidades. Ao implementar sistemas de deteção_{de CO2} de acordo com as melhores práticas e regulamentos, as empresas podem mitigar os riscos de forma eficaz e manter a continuidade operacional.

Deteção eficaz de gás_{refrigerante CO2}

A utilização de_CO2 em aplicações de retalho alimentar apresenta desafios para os operadores, alguns dos quais são semelhantes aos enfrentados quando se utilizam refrigerantes HFC, e outros são novos. Uma forma clara de ajudar a mitigar o risco de segurança colocado pelas fugas de_CO2 é a implementação de um sistema de deteção de gás refrigerante bem concebido e corretamente implementado.

Isto começa com a seleção de sensores adequados integrados num detetor de gás refrigerante concebido para a aplicação. Uma instalação bem planeada, tendo em conta o comportamento e as caraterísticas do_CO2 quando tem fugas, pode proporcionar um sistema de deteção de fugas de refrigerante totalmente eficaz que faz parte da conceção mais ampla do sistema de segurança de refrigeração.