O Protocolo de Montreal é considerado um dos tratados internacionais de maior sucesso, em função da grande adesão e colaboração entre diversos países. Por conta da dedicação de governos e indústrias à tarefa de eliminar gradativamente o uso de compostos clorados, a camada de ozônio sobre a Antártida recupera-se lentamente e estima-se que ela retorne aos mesmos níveis registrados em 1980 entre 2050 e 2070.

Em todo mundo, a preocupação com as consequências de problemas ambientais como o aquecimento global e a degradação da ozonosfera tem estimulado o setor de refrigeração e ar condicionado a assumir uma posição de destaque na defesa de mais políticas regulatórias para a redução de emissões nocivas ao clima, especialmente na área de fluidos refrigerantes.

A União Europeia tem sido bastante ativa nesse aspecto. Para controlar as emissões de gases de efeito estufa (GEE), incluindo os hidrofluorcarbonos (HFCs), duas legislações foram adotadas no continente: a MAC Directive, que versa sobre sistemas de ar condicionado de automóveis de pequeno porte, e a F-Gas Regulation, abrangendo todas as outras aplicações que utilizam compostos halogenados.

De acordo com a MAC Directive, é proibida a utilização de fluidos com potencial de aquecimento global (GWP, na sigla em inglês) 150 vezes maior que o GWP do dióxido de carbono (CO2) em novos modelos de carros e vans introduzidos naquele mercado desde 2011, e em todos os carros e vans produzidos a partir de 2017.

Na prática, todos os automóveis vendidos no mercado europeu a partir deste mês só podem utilizar em seus sistemas de ar condicionado fluidos refrigerantes com GWP máximo de 150. Isso afeta diretamente o uso do HFC-134a, cujo GWP é de 1.300.

Os EUA também estão acelerando essa transição. A Agência Ambiental Americana (EPA, em inglês) já estabeleceu regras para mudanças de fluidos refrigerantes com alto GWP, listando os produtos que não deverão ser utilizados em diversas aplicações na área de refrigeração e ar condicionado. Lá, vários fabricantes de automóveis já tomaram a iniciativa de substituir o HFC-134a pelo R-1234yf, refrigerante à base de hidrofluorolefina (HFO) com GWP igual a 1.

Essa quarta geração de fluidos sintéticos, portanto, está no foco atual dos programas de pesquisa e desenvolvimento (P&D) da indústria química mundial, mostrando que o setor pode fazer muito mais do que apenas cumprir acordos multilaterais e leis no que tange à proteção do meio ambiente.

“Trabalhamos para desenvolver soluções ambientalmente amigáveis e que, ao mesmo tempo, diminuam os impactos mercadológicos provenientes desse tipo de mudança de paradigma tecnológico”, confirma o gerente comercial da Arkema no Brasil, Alexandre Lopes, lembrando que o grupo francês investe 2,5% de seu faturamento anual de € 8 bilhões na área de P&D.

Acordo de Kigali

No ano passado, com a adoção da emenda ao Protocolo de Montreal estabelecendo a eliminação dos HFCs durante a reunião dos países signatários em Kigali, capital de Ruanda, mais um importante passo rumo à segurança climática foi dado, uma vez que essa ação deverá evitar um aquecimento global de 0,5ºC neste século.

Pelo pacto, os países desenvolvidos vão limitar e eliminar progressivamente os HFCs em 10% antes do final de 2019, com base nos níveis de consumo entre 2011 e 2013, e em 85% antes de 2036.

Os países em desenvolvimento, incluindo a China – o maior produtor e consumidor desses gases – deverão congelar seu consumo em 2024 e começar a fazer cortes em 2029, com base nos níveis de 2020 a 2022.

“Quando o momento dessa transição chegar por aqui, as empresas produtoras de fluidos refrigerantes estarão prontas para suprir as necessidades do mercado com um portfólio de produtos bastante robusto, evitando custos extras e facilitando a adaptação do setor às novas tecnologias”, ressalta Lopes.

Na opinião do presidente e CEO do influente Instituto de Refrigeração, Aquecimento e Ar Condicionado dos EUA (AHRI, em inglês), Stephen Yurek, as datas de congelamento e os níveis de cortes na produção dessas substâncias são ambiciosos.

“Nossa indústria vai cumprir os prazos determinados e continuará a fornecer produtos de qualidade, inovadores e energicamente eficientes para o benefício de todos os cidadãos”, garante o executivo.

“Estamos trabalhando duro nas pesquisas acerca de alternativas aos HFCs que serão usadas pelo setor. Também são muito importantes as iniciativas de educação e formação que terão de ocorrer para garantir a segurança das instalações e a eficiência dos equipamentos contendo esses novos refrigerantes”, acrescenta.

Atualmente, 95% do mercado brasileiro de refrigerantes é suprido por hidroclorofluorcarbonos (HCFCs), que já estão sendo erradicados, e HFCs. Segundo a Abrava, ambos devem ser substituídos por outros fluidos frigoríficos mais ambientalmente corretos, como hidrocarbonetos, CO2, amônia e HFOs.

“É importante ressaltar que, no Brasil, os HFCs são responsáveis por menos de 0,5% das emissões de GEE, e que eventos como queimadas e emissões de CO2 por veículos têm peso mais considerável nessa conta”, diz o presidente da entidade, Arnaldo Basile.

“Mesmo que os fluidos refrigerantes sejam responsáveis por uma parcela relativamente pequena das nossas emissões, iniciar a discussão sobre a regulamentação e controle desses produtos poderá marcar a diferença entre o País exercer um papel de liderança nas conversas globais sobre o futuro do planeta ou apenas seguir as tendências”, avalia o gerente de negócios de produtos fluorados da filial brasileira da Chemours, Renato Cesquini.

Para a companhia, a nova emenda ao Protocolo de Montreal passou a oferecer um modelo comprovado, consistente e bem-entendido que permite à comunidade global reduzir em grande parte as emissões de GEE, garantindo, ao mesmo tempo, que consumidores e empresas experimentem uma transição mais suave para produtos mais novos e sustentáveis.

Por isso, a multinacional norte-americana está investindo US$ 230 milhões em sua nova fábrica de HFO-1234yf nos EUA, com previsão de início das atividades para 2018, assim como na primeira unidade produtiva de larga escala de HFO-1336mzz(Z), com expectativa de início da produção para o segundo semestre de 2017.

“Esses investimentos permitirão o aumento da capacidade e o fornecimento de soluções que atendam às mudanças nas regulamentações dentro da indústria”, destaca.

A expectativa da empresa é que o uso dos refrigerantes dessa nova geração, denominada comercialmente como Opteon, elimine o equivalente a 325 milhões de toneladas de CO2 até 2025 em todo o mundo, graças ao seu baixo GWP.

Novas tecnologias

Para atender aos novos regulamentos ambientais, assim como às demandas de ordem energética, a indústria de chillers e compressores segue lançando cada vez mais soluções tecnológicas adequadas a esse cenário.

No ano passado, a Johnson Controls anunciou duas novas plataformas de resfriadores de líquido de alta eficiência aptos a operar com o R-513A, substância à base de HFO desenvolvida como alternativa ao HFC-134a.

Tratam-se do chiller parafuso resfriado a água York YVWA e do chiller centrífugo de mancais magnéticos York YMC2, que cobrem uma vasta gama de aplicações entre 433 kW e 3.516 kW (de 120 TR a 1.000 TR).

“Esta é a nossa primeira grande família de equipamentos a ser oferecida com alternativas de baixo GWP”, afirma Laura Wand, vice-presidente global de chillers da Johnson Controls Building Efficiency.

Depois de um extensivo programa de qualificação, a Bitzer, que há anos dispõe de diversos modelos de compressores com CO2, anunciou no ano passado a aprovação do uso de HFOs nos equipamentos compactos das linhas CSH e CSW. Em 2015, a indústria alemã já havia homologado o uso de compostos do gênero na linha Ecoline e nos compressores da série HSK/HSN.

Outro nome forte do setor, a Emerson fabrica modelos semi-herméticos para CO2 em ciclos transcríticos, equipamentos scroll para CO2 em ciclos subcríticos e compressores herméticos para sistemas de pequeno porte com carga de propano (R-290) inferior a 150 gramas.

A indústria também validou equipamentos para operar com misturas de HFOs não inflamáveis, como o R-449A, fluido desenvolvido para uso em sistemas comerciais e industriais de expansão direta de baixa e média temperatura, sendo adequado tanto para novas instalações, quanto para a substituição dos HFCs R-407A, R-407C, R-404A e R-507, além do HCFC-22.

E a Emerson ainda estuda o uso de refrigerantes levemente inflamáveis à base de HFOs em seus produtos. O objetivo da multinacional é se preparar para a provável introdução dos compostos desse tipo em sistemas estacionários de refrigeração comercial nos EUA.

Em 2014, a Trane lançou seu primeiro chiller de alta tonelagem com HFO-1233zd(E), um gás alternativo ao HCFC-123. Este ano, a multinacional promete ampliar o portfólio da linha CenTraVac, com o lançamento de uma máquina de baixa tonelagem para mercados como o de escritórios e prédios públicos compatível com o R-514A, que combina HFO-1336mzz(Z) com trans-1,2-dicloroetano, gás nunca utilizado anteriormente em refrigerantes.

O presidente comercial de HVAC da Ingersoll Rand na América do Norte, Europa, Oriente Médio e África, Dave Regnery, afirma estar satisfeito em trazer novas opções aos clientes, para que eles possam atingir suas metas de construções, negócios e sustentabilidade sem comprometer a segurança, a performance e a eficiência das instalações.

“Nós equiparamos conhecimento técnico e aplicações com novas ofertas de fluidos refrigerantes e serviços para oferecer a eficiência e a confiabilidade que o mercado espera”, salienta o executivo.

Visando flexibilizar, a empresa também vai disponibilizar uma opção de serviço que requer retrabalho mínimo para converter os chillers CenTraVac existentes com R-123 para HFO.

A indústria de espumas isolantes também aposta em tecnologias de baixo impacto climático. A Dow, por exemplo, conta com uma gama abrangente de produtos que atendem à Política de Novas Alternativas Significativas (SNAP, na sigla em inglês), da agência ambiental norte-americana, incluindo HFO, água e pentano.

“Graças ao nosso vasto portfólio de agentes de expansão e rede global de cientistas, podemos otimizar nossas soluções para atender a qualquer necessidade de aplicação de nossos parceiros, seja ela redução do GWP, eliminação de ataque à camada de ozônio, melhor desempenho ou economia em termos de custo”, salienta o diretor de marketing para poliuretanos da companhia na América Latina, Marcelos Fiszner.

Segundo o executivo, a emenda ao Protocolo de Montreal estabelecendo metas e prazos para a eliminação dos fluidos refrigerantes fluorados com efeito estufa está completamente alinhada às políticas de sustentabilidade e meio ambiente da multinacional. “Por isso, nós celebramos essa decisão”, afirma.

Casos de sucesso

Em todo mundo, a ascensão das HFOs é a cada dia mais notável. “Esses fluidos são as melhores opções para quem precisa instalar novos equipamentos ou deseja realizar retrofit”, destaca Renato Cesquini, da Chemours, informando que muitos supermercados europeus e norte-americanos têm adotado as substâncias do gênero, devido a fatores como segurança, eficiência e sustentabilidade.

“Com essa mudança de tecnologia, a redução do consumo energético tem sido da ordem de 3% a 12%, com necessidade mínima de ajustes em seus sistemas de refrigeração”, revela.

Os refrigerantes à base de HFO também já estão disponíveis comercialmente no Brasil. “Recentemente, um retrofit realizado aqui proporcionou uma eficiência energética de 4% a 10%, com baixo custo de investimento, permitindo um payback em menos de um ano para o supermercado”, acrescenta.

As redes de varejo também apostam em outras alternativas de baixo GWP. O supermercado alemão Rewe, localizado na cidade de Dortmund-Hörde, está usando o CO2 em suas instalações.

Com o novo sistema de refrigeração, o varejista não só poupa dinheiro, mas também cerca de 20% das emissões anuais de CO2, em relação a um sistema com o R-404A, segundo informações da Danfoss, fornecedora dos componentes utilizados no projeto.

No Brasil, também há casos de sucesso semelhantes. Em 2015, a Coop – maior cooperativa de consumo da América Latina – inaugurou sua loja mais moderna e sustentável, na cidade de Tatuí, no interior de São Paulo.

Entre os diferenciais da unidade, que ocupa um prédio histórico tombado, está o uso de CO2 no sistema de congelados e propileno glicol no de refrigerados, com soluções tecnológicas fornecidas pela multinacional dinamarquesa.

O que são HFOs?

As HFOs não são nenhuma grande novidade no universo da química. Assim como os HFCs tradicionais, essas substâncias são compostas por hidrogênio, flúor e carbono. A única diferença é que elas são insaturadas, o que significa que possuem pelo menos uma dupla ligação molecular. Tais moléculas são chamadas olefinas ou alcenos. Portanto, é correto nomear esses refrigerantes como HFC, HFA ou HFO. Esta última sigla, porém, se tornou a mais popular para se referir aos fluidos frigoríficos desse tipo.

As HFOs são compostos relativamente estáveis, mas que se desintegram em menos tempo que os HFCs na atmosfera, devido à reatividade da ligação carbono-carbono. Isso também reduz o seu GWP e, portanto, tornou-se uma propriedade favorável à luz das crescentes preocupações globais sobre as mudanças climáticas.