A cadeia do frio para a indústria alimentícia é, sem dúvidas, uma das que merece mais atenção. Os produtos devem ser mantidos sob refrigeração constante e eficaz – tanto no transporte como durante o armazenamento – para que suas propriedades e características comerciais sejam preservadas. Geralmente, eles passam pelo seguinte ciclo:

- Processo produtivo refrigerado;
- Armazenagem refrigerada ainda na fábrica;
- Transporte refrigerado até os distribuidores;
- Armazenagem refrigerada nos distribuidores;
- Exposição refrigerada para acesso ao consumidor.

Se algumas destas etapas falhar ou for insuficiente, esta sobrecarregará as demais até comprometer a qualidade do produto.

Para evitar que o produto seja danificado pelo calor, as empresas do setor de refrigeração estão se desdobrando em novas tecnologias. As possibilidades que a refrigeração oferece às indústrias alimentícias estão evoluindo enorme-mente, a ponto de uma instalação frigorífica poder ficar sem energia elétrica e ter preservada por quatro dias a temperatura interna, sem nenhuma modificação, independente do calor que faça lá fora. “O bom isolamento é feito com o objetivo de não sofrer com as variações de clima”, garante Juliano Martins Canato, do departamento de marketing da Dânica. “O projeto de isolamento térmico realizado para a Sadia, em Ponta Grossa, prevê a manutenção da temperatura mesmo em quatro dias sem energia e, por conseqüência, equipamentos de refrigeração desligados”, declara. “Esta é uma situação totalmente possível, que depende do tamanho e espessura do isolamento, do tipo de produto armazenado, da temperatura que ele deve entrar e sair”, explica Canato.

Como diz o engenheiro Daniel Röhe, gerente técnico da Divisão de Refrigeração da Danfoss do Brasil, alguns cuidados devem ser tomados com o acabamento da instalação. “No caso de câmaras frias, a espessura do painel isolante terá influência direta no consumo em dias quentes, assim como o tipo de porta, freqüência de abertura, estado geral (infiltrações de ar ou de umidade). Também é importante observar a isolação dos tubos de fluido refrigerante, para não desperdiçar energia para o ambiente”. Ele completa ainda que um bom projeto deve levar em consideração as condições críticas do sistema, ou seja, carga térmica máxima e seleção de equipamentos para funcionar em condição de temperatura externa elevada (temperatura externa máxima real). “Se estes princípios forem seguidos, o frio será mantido mesmo nestas condições”.

A manutenção de uma temperatura baixa neste clima tropical que dura o ano todo no Brasil não é tarefa fácil sem um planejamento estratégico muito bem realizado. Na quarta-feira, dia 25 de janeiro, por exemplo, os termômetros de Campinas, interior de São Paulo, onde está localizado o Instituto de Tecnologia de Alimentos, marcaram 36,5ºC, a maior temperatura registrada na cidade em janeiro desde 1890, há 116 anos. Para suplantar tanto calor, só mesmo tecnologia aplicada à refrigeração. “Desde que todo o sistema tenha sido projetado para absorver o calor excedente nos dias com temperaturas externas maiores, a tendência é de manutenção da temperatura nos expositores e ambientes refrigerados”, afirma William Oliveira, consultor em refrigeração e ar condicionado da Orion Refrigeração.

O equilíbrio térmico objetiva sempre que todos os objetos contidos numa área permaneçam com a mesma temperatura. Quando há um aumento significativo da temperatura externa, a tendência natural é de que haja um efeito em cadeia, ou seja, o calor busca ‘entrar’ pelas portas ou outras áreas abertas, no caso dos expositores, ou mesmo através das paredes, se não houver um isolamento térmico eficiente. “O sistema frigorífico deve poder absorver todo esse calor adicional sem alterações na temperatura de conservação do produto final, seja ele qual for”, conta Oliveira.

Obviamente, a energia adicional será sentida pelo compressor, pois ocorrerá um aumento da temperatura de evaporação e conseqüentemente a condensação e consumo elétrico. Veja como este processo funciona, de acordo com Oliveira:

O trabalho total efetuado na compressão do vapor de sucção (temperatura de evaporação) para a pressão de condensação, varia com a taxa de compressão. Quanto maior for a taxa de compressão, maior será o trabalho de compressão. Quando a pressão de evaporação é aumentada enquanto a temperatura de condensação permance a mesma, a taxa de compressão é reduzida, bem como o trabalho de compressão. Porém, quando a temperatura de evaporação é elevada, aumenta-se também a densidade do vapor na sucção, ou seja, a vazão mássica será superior à condição anterior. Com isso, será necessária mais potência elétrica do motor do compressor para realizar o deslocamento volumétrico do fluído, fazendo-o consumir mais energia.
Por exemplo: um determinado compressor eficiente e moderno, operando com uma temperatura de evaporação em -10ºC e temperatura de condensação em 40ºC e utilizando R-22 produz uma capacidade frigorífica de: 22.807 Kcal/h e consome 10,80 kW/h. O mesmo compressor, quando aumentamos sua temperatura de evaporação para -5ºC, e mantemos as outras variáveis, produz uma capacidade frigorífica de: 24.760 Kcal/h e consome 12,98 kW/h.
Em resumo, com uma variação de apenas 5ºC, aumentou-se a capacidade em aproximadamente 8,5% e aumentou-se o consumo em aproximadamente 20%. Também aumentou a capacidade frigorífica em razão da menor taxa de compressão e cresceu o consumo devido ao aumento da densidade do vapor de sucção.

Para reduzirmos esse efeito, diz Oliveira, devem-se manter em todo o ciclo do produto, desde sua fabricação até sua exposição ao consumidor final, as temperaturas dentro dos limites de cada produto. “Para que isto ocorra, todos os equipamentos responsáveis pela refrigeração dos produtos devem ser corretamente projetados, dimensionados, selecionados, instalados e mantidos de forma apropriada e com supervisão adequada”.

Claudio Augusto Soares, sócio gerente da Isoquip Refrigeração, afirma ser importante considerar que a temperatura externa faz parte de um conjunto “temperatura externa e temperatura interna” que estabelece um diferencial de temperatura que irá influenciar diretamente na carga térmica. “A carga térmica é definida por inúmeros componentes que associados ao diferencial de temperatura irão afetar a demanda de energia, que ‘tem’ sua maior influência na unidade condensadora”. São fatores muito importantes o isolamento térmico utilizado as áreas de troca de calor, a própria configuração física do expositor bem como todos os aparatos utilizados para a redução de troca de calor de uma maneira geral. “Desta forma, é impossível precisar demanda de energia sem considerarmos todas as componentes que irão influenciar”.

O engenheiro Daniel Röhe ressalta que a temperatura externa sempre terá influência no desempenho dos sistemas de refrigeração e ar-condicionado, e a extensão desta influência varia com o tipo de equipamento e com o controle utilizado. É possível minimizar a influência da temperatura externa no desempenho do conjunto, mas não há como eliminar este efeito. Ele cita diversas situações em que o fato ocorre, como por exemplo:

1. Em um estabelecimento com ar-condicionado, o efeito sobre o expositor refrigerado será minimizado, e a variação de consumo pelos compressores será mais gradual. Obviamente os compressores do sistema de ar-condicionado serão sobrecarregados, e a relação de equilíbrio será obtida com um bom projeto de sistema.

2. É possível utilizar equipamentos para variar a vazão de ar pelo condensador, de forma a manter a pressão do gás constante. Se a temperatura do ar externo sobe, há uma tendência de a pressão de condensação subir, que por sua vez aumenta o consumo nos compressores. Existem duas formas de otimizar o consumo de energia variando a vazão de ar no condensador. Uma delas é ter mais de um ventilador e acioná-los de acordo com a demanda. A outra é ter um variador de freqüência modulando a velocidade do ventilador, e esta última é a mais eficaz. O projeto deve prever o ponto de equilíbrio que minimiza a potência dos compressores e dos motores dos ventiladores somadas, pois estes consumos representam o consumo total do conjunto.

“Tomemos como exemplo uma unidade condensadora de médio porte com compressor hermético (deslocamento de aprox. 30 m3/h)”, diz Röhe. “Para manter uma câmara a -10ºC, com temperatura ambiente de 32ºC, ela permitirá remover até 6200 Kcal/h do ambiente e consumirá 4,4 kW para isso. Se a temperatura ambiente subir para 42ºC, ela permitirá remover apenas 5300 Kcal/h e ainda aumentará o consumo para 5,0 kW. Isso significa dizer que ao aumentar a temperatura externa em 10ºC, perde-se cerca de 15% em capacidade e o consumo ainda sobe 14%. Em outras palavras, o consumo em kW do compressor por Kcal retirada do ambiente sobe em mais de 30%. O aumento no consumo é de cerca de 3% a cada grau Celsius a mais na temperatura externa”, explica.

A principal forma de minimizar este efeito é sempre manter os condensadores ventilados, e se possível variar a vazão de ar no condensador. “No caso desta última opção, o consumo adicional nos motores dos ventiladores sempre compensará a economia gerada nos compressores”, finaliza Röhe.

Balcões frigoríficos pedem atenção redobrada
A temperatura externa possui peso importantíssimo na base de cálculo da qualquer tipo de refrigeração, seja ela doméstica, comercial ou industrial e no caso de balcões comerciais, em hipótese alguma podem sofrer problemas de falta de refrigeração, dada a perecividade dos alimentos e necessidade de qualidade. Segundo a equipe do Departamento Técnico da Capital Refrigeração, a temperatura média do meio externo (temperatura de condensação) é levada em consideração no momento do cálculo, bem como o local onde o balcão será instalado, além da quantidade estimada de aberturas que o balcão sofrerá durante o período de funcionamento. “Todas as informações coletadas no dimensionamento do balcão frigorífico são importantes para o bom funcionamento da instalação, economia de energia e enquadramento nas leis vigentes de controle de qualidade”.

O engenheiro Mauricio Gaudêncio, do setor de Engenharia de Refrigeração da Auden Refrigeração Ltda., mostra que os expositores refrigerados podem ser divididos em dois grupos: fechados e abertos. Nos expositores fechados, o acesso à mercadoria exposta se dá através de portas ou tampas. “Nestes expositores, a influência da temperatura externa é um pouco menor, mas é preciso ter o cuidado de manter estas portas ou tampas fechadas o maior tempo possível”. Nos expositores abertos, com acesso direto à mercadoria, há uma cortina de ar que atua como uma barreira invísível entre o ambiente externo e o interno do expositor. Neste caso, a situação é um pouco mais crítica, pois apesar de evitar que grande parte do ar externo entre no expositor, a cortina de ar nunca será tão eficiente quanto uma barreira física. “Além disso, a cortina de ar é bastante sensível a perturbações externas, sendo que os ventiladores de teto são o seu grande inimigo durante o verão”. Ao ventilarem o ambiente, os ventiladores provocam correntes de ar, que ao atingirem o expositor, atrapalham muito o fluxo correto da cortina invisível, causando grande prejuízo para a temperatura interna do expositor.

Gaudêncio tem inclusive algumas dicas para se reduzir o consumo, que são válidas para o ano todo mas, durante o verão, é importante dar mais atenção a elas:

- manter as portas ou tampas fechadas o maior tempo possível;
- no caso de portas com gavetas, verificar se a vedação está perfeita;
- evitar que correntes de ar externas incidam sobre os expositores;
- nos expositores abertos, não colocar produtos, cartazes ou etiquetas que atrapalhem a cortina de ar (tanto na saída de ar, como no retorno de ar, ou no trajeto do ar);
- abastecer os expositores somente com produtos já previamente resfriados a temperatura adequada, vindos diretamente de uma câmara frigorífica para o expositor, sem perda de tempo neste percurso;
- não exceder o limite de carga indicado pelo fabricante;
- limpar periodicamente o condensador do sistema de refrigeração;
Sempre que a loja não estiver em operação:
- apagar as luzes dos expositores (não somente pelo consumo das luzes em si, mas também pelo calor que elas geram);
- nos expositores abertos, fechá-los com coberturas noturnas, o que pode economizar até 40% de energia neste período.

Variáveis para o projeto de câmaras frigoríficas
Segundo Luis Ricardo Ribeiro de Assis, coordenador da linha supermercados da Gelopar Refri-geração Paranaense, a temperatura interna das câmaras frigoríficas dependente de variáveis que devem ser consideradas mediante o projeto das mesma a fim de obter o melhor desempenho possível destas câmaras dentro de suas aplicações. Segundo a American Society of Heating, Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE), no cálculo da carga térmica para câmaras de estocagem de alimentos deve-se levar em conta os seguintes fatores: transmissão de calor por superfícies, calor que o alimento deve 'perder' para atingir a temperatura desejada, calor interno referente a pessoas, lâmpadas, equipamentos, infiltração de ar, calor de degelo, calor de moto-ventiladores e tempo previsto de funcionamento, além do coeficiente de segurança.

“Durante o projeto de câmaras frigoríficas, alguns dos fatores levados em conta são as condições de temperatura e umidade externas às câmaras. Estas informações fazem parte dos parâmetros de cálculo de isolamento térmico e dos equipamentos de refrigeração”, diz ele. A amplitude térmica do local de instalação é outro fator bastante importante a se considerar. “Para que se possa fazer um bom controle de condensação e evitar problemas com o dimensionamento do equipamento de refrigeração, o projetista deve averiguar a temperatura e umidade mínima e máxima do local de instalação. Porém nos dias de hoje, além das variáveis habituais, o projetista deve estar atento às alterações climáticas que o planeta vem sofrendo, estas podem causar discrepância nos valores contidos em tabelas não atualizadas”, atenta o profissional. Neste caso, ele recomenda procurar fontes de dados especializadas e que tenham seus dados atualizados constantemente como o INMET - Instituto Nacional de Meteorologia. “Com estas considerações feitas, o projetista deve estipular o coeficiente de segurança a ser aplicado, que será analisado conforme a aplicação da câmara e as condições locais da sua instalação, e dará ao sistema condições de trabalhar sem problemas de perdas apreciáveis em seu rendimento sobre qualquer condição normal de trabalho imposta ao local de instalação, mesmo com aumentos de temperatura externa”.

Ele lembra uma informação importante que deve ser considerada para que o funcionamento da câmara frigorífica consiga se manter a contento: o material humano. A utilização destas câmaras deve obedecer aos critérios impostos durante os cálculos de carga térmica, como por exemplo, tempo de permanência de fontes de calor no interior das câmaras e tempo de permanência de portas abertas. “Para isso, os usuários das câmaras devem programar uma logística de trabalho para uma utilização racional das câmaras, visando seguir as condições impostas durante o levantamento de carga térmica das mesmas”, diz. E completa: “O projetista também deve preocupar-se com a logística de utilização das câmaras. Além de reduzir possíveis discrepâncias no levantamento de carga térmica, ele pode apresentar soluções como portas de tamanhos diferentes e modos de estocagem que garantam a maneira correta e mais econômica de utilização das câmaras”.

Assis conta que os clientes para este mercado de refrigeração estão se tornando cada vez mais exigentes e atentos. “Estimativas do consumo de energia elétrica estão cada vez mais presentes nas solicitações dos clientes que pretendem adquirir equipamentos de refrigeração e/ou ar condicionado, e a preocupação que os clientes vem demonstrando com esta questão é justificável, já que um dos principais gastos com energia elétrica em supermercados, frigoríficos e outros estabelecimentos que utilizam estes equipamentos estão ligados aos sistemas de refrigeração e ar condicionado”.

Transporte também recebe atenção
No verão, quando a temperatura ambiente pode chegar a 33 ºC e 38 ºC, dentro da carroceria a temperatura pode atingir até 60 ºC e 70 ºC. Nessa época é utilizada a capacidade total de refrigeração do equipamento. Assim Edson Lazzaretti, diretor da Edcar Refrigeração explica os efeitos da estação em equipamentos refrigeradores de transporte.

Como as câmaras e balcões frigoríficos, os equipamentos de refrigeração para transportes também são projetados para manter a temperatura do produto desde que foi carregado até a última entrega. Lazzaretti lembra, no entanto, um dado relevante: “Os equipamentos de refrigeração para transporte não deveriam ser usados para baixar a temperatura”.

No transporte de cargas frigorificadas, são diversas as variáveis usadas para o calculo da carga térmica necessária: volume da carroceria, tipo e espessura do isolamento, número de abertura da porta, ou de entrega por viagem, quantidade da carga a ser transportada, temperatura do produto a ser transportado e outros. “Para uma carroceria com 5m de comprimento por 2,4m de altura, por 2,4m de largura, com um isolamento de 75 mm de poliuretano, transportando 5 toneladas de produtos congelados com 18ºC e 10 entregas (aberturas de porta), seriam necessárias aproximadamente 2200 Kcal. Assim, é preciso escolher um equipamento que tivesse essa capacidade de refrigeração na temperatura de -18ºC”. Além disso, deve-se observar os procedimentos corretos de pré-resfriamento da carroceria, o acondicionamento dos produtos e o carregamento, propriamente dito.

Unidades seladas garantem manutenção da temperatura
Como já foi dito, a busca por um equilíbrio térmico é o principal “vilão” da indústria de refrigeradores. O tempo para atingir este equilíbrio depende principalmente da quantidade da massa e da diferença de temperatura entre ambiente e sistema de refrigeração. Para manter a capacidade de “fazer frio”, João Martins, especialista de produtos da EMBRACO (Empresa Brasileira de Compressores S.A.) recomenda que os sistemas convencionais de refrigeração sejam desenvolvidos com uma unidade selada, ou seja, compressor, condensador, elemento de controle (tubo capilar ou válvula de expansão), evaporador e um fluido refrigerante (R-134a, R-22, R-600a), interligados entre si por tubos. “A unidade selada carregada com fluído refrigerante é instalada em um gabinete (caixa com paredes feitas de material isolante térmico). Este conjunto, quando funcionando em condições normais de pressão e temperatura ambiente, deve ter capacidade suficiente para manter o balanço de energia, ou seja, todo calor (energia) que se transfere do meio ambiente para o interior do sistema de refrigeração através das paredes do gabinete ou pelas portas, é retirado pela unidade de refrigeração”.

A seguir, nos exemplos práticos com expositores de bebidas, pode-se observar a significativa influência da temperatura ambiente no consumo de energia em sistemas de refrigeração. Os dados foram fornecidos pela EMBRACO:

William Oliveira, consultor da Orion, finaliza lembrando que muitas vezes o equipamen-to de refrigeração, que no ato de sua instalação funcionava corretamente atendendo as necessidades do produto, com o passar do tempo tem sua performance reduzida, e diz que provavelmente isto ocorre devido à manutenção e operação inapropriada, que contamina internamente o sistema frigorífico causando constantes paradas, elevação do consumo energético, baixo rendimento frigorífico e quebra de compressores. “Nestes casos, deve-se analisar profundamente a instalação para diagnosticar a fonte do problema e determinar um plano de ações para readequar o sistema, a fim do mesmo voltar a operar com sua máxima performance, ou seja, ter uma boa relação entre produção x consumo energético e principalmente atender as necessidades do produto”.

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Etiqueta resiste a processos
da cadeia do frio

Os fornecedores de etiquetas para o setor alimentício já se atualizaram com relação à necessidade de oferecer produtos que atendam a demandas especiais. No caso, estamos falando de etiquetas para impressão de preços, validades e outras informações – etiquetas estas que resistam ao frio e que possam ser molhadas.

Dependendo de sua aplicação e o investimento a ser feito, Hilton Agostinho, assessor de comunicação da Lavore Indústria e Comércio, mostra que há diversas opções. As etiquetas estão listadas por ordem crescente de valores.

1. Etiqueta em papel couchê com adesivo permanente.
Oferece desempenho em baixas temperaturas, e, para a obtenção de melhores resultados, é importante que sua aplicação seja realizada em temperatura ambiente.
2. Etiqueta em polietileno em material atóxico para embalagens a vácuo.
Sua principal vantagem é que ela não sofre alterações em qualquer tipo de ambiente, e pode também ser personalizada com o logotipo da empresa, ajudando assim o lay out da embalagem a um competitivo custo, com possibilidade da impressão dos dados variáveis de acordo com o produto.
3. Etiqueta em papel termo-sensível.
Indicada para a utilização em balcões frigoríficos em supermercados e açougues, esta etiqueta contém uma película que protege da umidade que estes ambientes oferecem.
4. Etiqueta em BOPP (polipropileno) adesivo.
Indicada para ambientes úmidos e que sofram abrasividade, este tipo de material resiste a variados tipos de ambientes.