Qual a Importância da Deteção de Fugas de CO₂ de Baixo Nível

À medida que as empresas adotam refrigerantes naturais, como o dióxido de carbono, para cumprir os objetivos de sustentabilidade e as exigências regulamentares, a necessidade de deteção precisa e precoce de fugas nunca foi tão grande.

O aumento da procura por soluções de refrigeração ecológicas, muitos setores estão a migrar para refrigerantes naturais com um potencial de aquecimento global (GWP) não superior a 150.

O dióxido de carbono (também conhecido como CO₂ ou R-744) surgiu como um dos principais candidatos devido ao seu baixo GWP e potencial zero de destruição da camada de ozono.

Ele está a ser utilizado no projeto de novos equipamentos para se alinhar com as metas de sustentabilidade e os requisitos regulamentares, como a Seção 608 da Lei do Ar Limpo da EPA dos EUA e os regulamentos da California Air Resources Board (CARB), que visam reduzir o uso de refrigerantes com alto GWP.

A escolha entre um detetor de pontual de CO₂ e um sistema de deteção automática de fugas (ALD) de baixo nível pode ter um impacto profundo em fatores como custo, requisitos de manutenção, requisitos de segurança e complexidade do sistema.

Os sistemas ALD utilizam tecnologias comprovadas de deteção de gases para fornecer alertas rápidos e fiáveis para pequenas fugas até 10 partes por milhão (ppm).

A deteção de baixo nível é particularmente importante ao escolher CO₂ para refrigeração.

Como os sistemas de CO₂ são de alta pressão, eles libertam a sua carga rapidamente quando há uma fuga. A deteção de fugas de baixo nível pode ajudar a detetar fugas mais cedo e evitar a descarga total.

Benefícios ambientais do CO₂

Refrigerantes naturais como CO₂, amoníaco e hidrocarbonetos podem ser preferidos como refrigerantes de escolha quando se trata de minimizar o impacto ambiental.

Com potencial de destruição da camada de ozono (ODP) nulo e GWP muito baixo ou nulo, os refrigerantes naturais são vistos como uma ótima alternativa aos refrigerantes sintéticos, pois são menos poluentes para a nossa atmosfera.

Para retalhistas e fabricantes de alimentos, a adoção de sistemas de refrigeração com CO₂ pode estar alinhada com os objetivos de sustentabilidade e ressoar com os consumidores que valorizam práticas ecológicas.

Desafios dos 2 sistemas de deteção de refrigerantes

1 – Fornecimento e custo

À medida que os HFC estão a ser eliminados gradualmente ao abrigo de acordos internacionais, como a Emenda de Kigali ao Protocolo de Montreal, a procura por refrigerantes naturais, como o CO₂, está a aumentar.

Essa mudança é impulsionada pela implementação de regulamentações ambientais e, consequentemente, pelos custos mais elevados dos refrigerantes sintéticos.

Embora o CO₂ como gás processado seja geralmente mais acessível do que os refrigerantes sintéticos — variando de US$ 4 a US$ 8 por kilo, em comparação com US$ 40 a US$ 200 por kilo para os HFC —, o seu preço tem sofrido uma alta pressão devido a fatores como interrupções na cadeia de abastecimento e aumento da procura da indústria de bebidas.

À medida que esses preços continuam a subir, proteger a operação de refrigeração e sua rentabilidade torna-se cada vez mais importante.

A implementação de um sistema ALD como o MSA Bacharach® Multi-Zone, que recolhe ativamente amostras para detetar fugas, oferece uma solução proativa para minimizar perdas dispendiosas.

Existem também desafios na disponibilidade de cilindros de armazenamento de CO₂. A crescente procura levou à escassez e a desafios logísticos, causando um aumento no preço dos cilindros. Com as soluções ALD, pode ajudar a enfrentar esse desafio.

2 – Altas pressões do sistema

Os sistemas de refrigeração com CO₂ operam a pressões significativamente mais altas em comparação com os sistemas refrigerantes tradicionais.

Pressões elevadas exigem uma atenção cuidadosa na seleção de componentes, protocolos de segurança e procedimentos operacionais para confirmar a integridade e a eficiência do sistema.

Os sistemas de alta pressão também exigem componentes maiores e mais robustos, o que pode levar ao aumento do tamanho geral e do custo de um sistema.

Ao contrário de alguns projetos de sistemas de refrigeração de alta tecnologia, os sistemas ALD são fáceis de manter.

Os pontos de amostragem são instalados em locais estratégicos para fornecer dados em tempo real e detetar e alertar automaticamente sobre fugas. A bancada de deteção centralizada de um monitor de refrigerante tem uma vida útil longa e continuará a detetar com alta precisão com calibração anual e uma inspeção visual.

3 – Saúde e segurança

O CO₂ é uma opção cada vez mais atraente para uso como refrigerante por várias razões. No entanto, o CO₂ pode representar um risco potencial significativo para a saúde humana quando exposto em altas concentrações ao longo do tempo.

As concentrações de CO₂ desempenham uma função importante nos limites de exposição da Administração de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA), caso ocorra uma fuga. Os valores típicos estipulados pela OSHA para a exposição ao CO₂ são:

5.000 ppm – Limite de exposição permissível (PEL) para exposição de 8 horas

40.000 ppm – Perigo imediato para a vida ou a saúde (IDLH)4

Como o CO₂ faz parte do ar que respiramos (cerca de 0,04% ou 400 partes por milhão), pode ser difícil medir uma fuga de CO₂ em baixas concentrações, devido ao seu nível natural de fundo.

Ao medir o CO₂ de fundo em partes por milhão num supermercado de retalho, por exemplo, os níveis podem variar consoante o número de clientes que se encontram perto do ponto de amostragem.

Também pode variar consoante está a ser utilizado gelo seco na área ou não, uma vez que isso também pode aumentar a concentração global de CO₂.

Uma vez que os sistemas de CO₂ funcionam a pressões muito mais elevadas do que os sistemas utilizados com muitos outros tipos de refrigerantes, tais como os sistemas HFC DX, quando ocorre uma fuga de refrigerante CO₂, este tende a encher rapidamente o espaço.

A pressão mais elevada também significa que a quantidade de refrigerante perdido é maior e pode causar perturbações no comércio, perdas de stock e riscos para a saúde.

Tecnologia de deteção automática de fugas

Os sistemas de deteção de fugas de refrigerante CO₂ utilizam normalmente um de dois métodos: amostragem por aspiração ou deteção pontual.

Os sistemas por aspiração sugam o ar de vários pontos de amostragem localizados até 365 metros de distância — o equivalente ao comprimento de quatro campos de futebol —, tornando-os ideais para monitorizar áreas grandes ou complexas.

Em contrapartida, os sistemas de deteção pontual detetam gás num espaço fechado através da difusão natural em locais específicos.

Independentemente do método escolhido, a tecnologia de infravermelho não dispersivo (NDIR) é o padrão da indústria para a deteção de CO₂.

A decisão entre sistemas de aspiração e sistemas de deteção pontual depende, em última análise, dos objetivos da empresa. Ambos os sistemas são eficazes na deteção para a segurança do pessoal.

No entanto, os sistemas aspirados geralmente oferecem desempenho superior e valor a longo prazo ao longo do ciclo de vida do equipamento, devido à sua capacidade de recolher amostras ativas e detetar em níveis mais baixos, evitando assim perdas por fugas menores.

Os utilizadores de CO₂ devem instalar deteção de fugas por razões de saúde e segurança, para proteger as operações e o pessoal, especialmente em espaços confinados, ou seja, câmaras frigoríficas/congeladores e salas de racks confinadas, da exposição a altos níveis de CO₂.

Independentemente da tecnologia de deteção de gases como o CO₂, os alarmes tendem a incluir sinalização adicional e alarmes/sirenes para alertar o pessoal, incluindo dentro da câmara frigorífica/congelador e fora das salas de racks de CO₂.

Faça o CO₂ funcionar de forma mais inteligente com a deteção avançada de fugas

À medida que a mudança para a refrigeração sustentável acelera, o CO₂ surgiu como um refrigerante natural líder devido ao seu baixo impacto ambiental e alinhamento regulamentar.

No entanto, a sua utilização introduz novos desafios, incluindo altas pressões de operação, potenciais riscos para a saúde e custos crescentes.

Os sistemas avançados de deteção automática de fugas (ALD) podem desempenhar um papel vital na mitigação desses riscos, promovendo a segurança e a eficiência.

As tecnologias ALD não só aumentam a fiabilidade operacional, como também protegem o pessoal e os ativos, fornecendo alertas rápidos e precisos de fugas, mesmo em concentrações muito baixas.

Neste panorama em evolução, investir em soluções robustas de deteção de CO₂ não é apenas uma medida de conformidade, mas um passo proativo em direção a sistemas de refrigeração mais seguros e ecológicos.

Veja também o nosso artigo CO₂: O Assassino Silencioso que precisa conhecer