História da Refrigeração e Ar Condicionado
Autor: IVANOR ZAMARCHI | Publicado: 2012-03-22T11:04:00-07:00

Desde a pré-história, o homem tem a     necessidade, ou a vontade, de obter formas de resfriamento que façam com que     alimentos ou outras substâncias alcancem temperaturas inferiores a do ambiente.
Registro anteriores a 2.000 A.C indicam     que os efeitos exercidos por baixas temperaturas sobre a preservação de alimentos     já eram conhecidos. Alexandre, O Grande, serviu bebidas resfriadas com neve     aos seus soldados por volta de 300 A.C
Já a civilização egípcia, que     devido a sua situação geográfica e ao clima de seu país,     não dispunham de gelo natural, refrescavam a água por evaporação,     usando vasos de barro, semelhantes às moringas, tão comuns no     interior do Brasil. O barro, sendo poroso, deixa passar um pouco da água     contida no seu interior, a evaporação desta para o ambiente     faz baixar a temperatura do sistema. Entretanto, durante um largo período     de tempo, na realidade muitos séculos, a única utilidade que     o homem encontrou para o gelo foi a de refrigerar alimentos e bebidas para     melhorar seu paladar.
Os métodos mais antigos de produção     do frio faziam uso do gelo natural ou de misturas de sal e neve. Posteriormente     descobriu-se que dissolvendo nitrato de sódio em água abaixa a temperatura     da mistura - pelo menos no século XIV esse fato já era conhecido.
O gelo natural era enviado dos locais     de clima frio ou era recolhido durante o inverno e armazenado em salas frias,     bem isoladas termicamente. A menção histórica mais antiga a esse respeito     data de aproximadamente 1.000 A.C. num antigo livro de poemas chinês, chamado     Shi Ching. Essas casas de armazenamento eram feitas de diversos materiais     isolantes, como a palha e o esterco.
No século XVIII A.C. o gelo estava     disponível apenas para os ricos e poderosos. Em 1806 um homem chamado Frederick     Tudor deu início a um negócio no qual blocos de gelo eram retirados do rio     Hudson (em Nova York) e mananciais próximos e vendido a grande parte da população,     por um preço bem acessível.
Tudor eventualmente despachava gelo     para locais ao redor do mundo e sua primeira empreitada foi um carregamento     de 130 toneladas, para o porto de St. Pierre, na ilha da Martinique, na região     do Caribe. O gelo era desconhecido por lá e não havia instalações para armazená-lo.     A empreitada poderia ter sido um desastre caso Tudor não tivesse se associado     a um proprietário local do setor de alimentos com o qual produziu e comercializou     sorvetes.
Um intenso movimento de cargas foi     mantido para os estados do sul dos EUA até ser suspenso pela guerra civil     americana. Diversos empresários entraram no negócio do comércio de gelo e     começaram a trazê-lo de outras localidades. Dados históricos revelam que 156     mil toneladas de gelo foram embarcadas em Boston, em 1854. As casas de gelo,     ao longo dos EUA, costumeiramente faziam uso de serragem como isolante térmico     e muitas tinham paredes de até 1 metro de espessura.
O comércio de gelo natural continuou     mesmo depois do desenvolvimento do gelo artificial, estimulado pelo argumento     que tinha qualidades superiores ao feito pela mão do homem pois era crença     geral que o gelo artificial era prejudicial à saúde humana,     O negócio finalmente terminou por volta de 1930.
O principal método usado para produzir     refrigeração baseia-se no processo de evaporação de um líquido chamado refrigerante.
No ano de 1755 já se conhecia o efeito     de resfriamento causado pelo éter ao se evaporar sobre a pele. Naquele tempo,     o professor de química, William Cullen, demonstrou â formação de gelo na água     em contato com um recipiente contendo éter; ao reduzir a pressão sobre o éter     promoveu sua ebulição a uma temperatura baixa o suficiente para proporcionar     a formação do gelo.
Metade do ciclo     de refrigeração estava resolvido, entretanto, ainda restava achar uma     forma de recircular o éter evaporado, evitando desperdiçá-lo para o ambiente.     Isso tornaria o sistema inviável economicamente, pois o éter evaporado deveria     ser reposto.
Informações sobre métodos de liquefação     de gases através de compressão foram reunidas na segunda metade do século     18. Em 1780, dois homens chamados J. F. Clouet e G. Monge liquefizeram o Dióxido     de Enxofre, a Amónia foi liquefeita em 1787 por van Marum e van Troostwijk.
A ideia de unir as técnicas de evaporação     e condensação e criar um sistema cíclico parece ter sido sugerida pela primeira     vez por Oliver Evans, da Filadélfia, mas a primeira máquina cíclica de refrigeração     foi feita por Jacob Perkins. A sua descrição pode ser encontrada nas especificações     de uma patente de 1834.
Haviam patentes anteriores dadas a     máquinas de refrigeração, a primeira datada de 1790, mas Perkins parece ter     sido o primeiro a tê-la construído e colocado em uso.
O sistema poderia ser usado com qualquer     fluido volátil, especialmente éter e consiste de quatro componentes principais:     evaporador, compressor, condensador e válvula de expansão, do ciclo     de refrigeração mecânica. 
O compressor     bombeia o vapor para o condensador, que é     basicamente um trocador de calor. O vapor é aquecido pela compressão e resfriado     ao longo do condensador por um fluido externo como água ou ar, fazendo com     que ele condense tornando-se líquido. Este líquido escoa através da válvula     de expansão, que é basicamente um trecho da tubulação que de alguma forma     oferece uma restrição à passagem do escoamento, criando com isso um diferencial     de pressão através dele. Esta súbita queda de pressão faz com que parte do     escoamento entre em ebulição gerando uma mistura de líquido mais vapor.
A energia necessária para promover     esta ebulição é retirada da parte ainda líquida do escoamento reduzindo a     temperatura da mistura que se encaminha para o evaporador. O evaporador, que     é um trocador de calor, retira calor do meio que se deseja resfriar e usa     esta energia para promover a evaporação do restante do escoamento que ainda     se encontra no estado líquido. Ao final do evaporador, todo o escoamento já     se tornou vapor e é conduzido para o compressor, e o ciclo se inicia novamente.
Apesar de ter gerado grande repercussão,     não há nenhum registro da invenção de Perkins na literatura da época, e apenas     casualmente Bramwell fez-lhe uma referência 50 anos depois.
O maior responsável por colocar máquinas     de refrigeração em uso foi o escocês James Harrison. Iniciou-se no assunto     a partir de um breve treinamento técnico nas aulas de química durante seu     curso de tipografia na universidade. Ao perceber o efeito de resfriamento     do éter, inventou, em tomo de 1850, uma máquina acionada manualmente para     produção de gelo. Nos anos de 1856 e 1857 solicitou patentes na Grã-Bretanha,     e deu continuidade ao desenvolvimento construindo máquinas ainda mais evoluídas     na Inglaterra. Tais equipamentos foram enviados para diversos lugares visando     aplicações como produção de gelo e a cristalização de parafina.
As máquinas foram fabricadas regularmente     até o advento dos sistemas com Amónia e Dióxido de Carbono, chegando a se     tornar populares na Índia.
O éter quando submetido à pressão     de 1 atmosfera evapora à temperatura de 34,5°C. Quando o objetivo é produzir     gelo esta pressão deve ser bem mais baixa para que a evaporação ocorra em     temperaturas inferiores a 0°C A ocorrência de um vazamento permitiria então     a passagem de ar para dentro do equipamento, constituindo um ambiente de enorme     potencial explosivo.
Já o Dimetil Éter, com ponto de ebulição     de -23,6°C introduzido por Caries Tellier em 1864 e o Dióxido de Enxofre,     com ponto de ebulição de-l 0°C introduzido em 1874, não incorriam neste problema.
Estes dois refrigerantes possibilitavam     a produção de gelo mantendo o sistema â uma pressão acima da atmosférica.     O Dimetil Éter nunca chegou a ser usado de forma generalizada, entretanto,     o Dióxido de Enxofre foi usado extensivamente por aproximadamente 60 anos.
Cari Von Linde foi o primeiro a introduzir     Amónia como refrigerante em torno de 1870. Por ter um ponto de ebulição de     -33,3°C proporcionava temperaturas bem mais baixas do que as disponíveis anteriormente,     apesar de apresentar pressões em torno de dez atmosferas ou mais no condensador,     requerendo assim construções mais robustas.
Apesar do primeiro sistema de refrigeração     por compressão ter sido desenvolvido em 1834 por Jakob Perkins, apenas     uma década após o início da comercialização     da máquina de refrigeração     por absorção de Carré, esse sistema somente passou     a dominar o mercado na década de 1930. Essa demora se deveu aos seguintes     fatores:
- Alto custo da energia mecânica e elétrica.
- Elevado nível de ruído.
- Motores grandes, pesados e caros. Lembrando que até o início     do século os motores elétricos eram isolados por meio de tecido.
O domínio dos sistemas de refrigeração     por compressãoocorreu devido a:
- Invenção dos CFCs (Cloro-Fluor-Carbono). Os CFCs, usados como     fluido refrigerante em máquinas por compressão não podiam     ser usados em máquinas por absorção por não terem     afinidade química com outras substâncias, apresentavam a vantagem     de serem atóxicos, não inflamáveis e menos corrosivos     que os refrigerantes até então empregados, como amônia,     butano, e outros. Naquela época desconhecia-se a ação     destruidora dos CFCs sobre a camada de ozônio troposférico que     protege a Terra da radiação ultra violeta vinda do Sol. Hoje     devido a esse efeito os CFCs estão sendo banidos';
- Barateamento da eletricidade;
- Introdução do verniz isolante que barateou e reduziu as dimensões     dos motores elétricos;
- Logo após a 2ª Guerra Mundial a Tecumseh     desenvolveu o compressor hermético para refrigerante R12, o que popularizou     definitivamente a refrigeração por compressão.
Na década de 1970 em razão da crise energética     foram comercializados, por empresas com Carrier, York e Trane, vários     modelos de equipamentos de condicionamento ambiental por absorção     para uso em sistemas de cogeração, principalmente usando o par     água – Brometo de lítio.