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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

SETOR DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

TM-374 REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO




Refrigeração e Ar condicionado

Introdução à refrigeração

por

Christian Strobel

"Não existe esse negócio de alma. Foi uma coisa que criaram para assustar as criançinhas, assim como bicho-papão e Michael Jackson.”

- Homer J. Simpson

INTRODUÇÃO

A refrigeração é a ciência que estuda o resfriamento de fluidos como o ar e líquidos, de maneira a prover ambientes de baixa temperatura para preservar alimentos, resfriar bebidas, fazer gelo, e para diversas outras aplicações, que incluem ainda o condicionamento de ar em ambientes.

O uso da refrigeração e do ar condicionado representou um dos mais importantes avanços da civilização moderna. A possibilidade de guardar e distribuir alimentos e de viver e trabalhar em climas adversos deu às atividades humanas perspectivas melhores do que aquelas anteriormente possíveis.

Muitas evidências indicam que os chineses foram os primeiros a guardar e estocar neve e gelo natural para resfriar vinhos e outras iguarias. Mesmo em climas razoavelmente quentes, áreas naturais de armazenamento, como cavernas ou rachaduras do solo, possibilitam a conservação do gelo e da neve muito depois que a acumulação do inverno desaparece da superfície.

Antigos soberanos, com a ajuda de trabalho escravo em grande escala, mandavam trazer enormes pilhas de neve das montanhas próximas para produzir brisas refrescantes na primavera e esfriar os refrescos. Na Europa, durante a Idade Média, os nobres mandavam encher de neve buracos e trincheiras, durante o inverno, para que pudessem preparar bebidas frias e sobremesas geladas durante os meses de verão. Foram descritos muitos dispositivos engenhosos onde se usava a evaporação da água para esfriar o ar e tornar a vida mais amena.

Os antigos egípcios e indianos resfriavam líquidos em ânforas porosas. Estas jarras eram deixadas no ar seco da noite, e, sem conhecer matematicamente o fenômeno, refrigeravam as mesmas pelo efeito do resfriamento evaporativo, aliado com a transferência de calor com o albedo, chegando a produzir, inclusive, gelo.

A água foi o primeiro refrigerante, com uma longa história que se estende até os tempos modernos. Com a passagem dos anos, foram melhorando os métodos de armazenagem e manuseio, mas em todas as partes do mundo o gelo natural continua sendo usado.

Com a invenção do microscópio no século XVIII, verificou-se a existência de micro-organismos (micróbios, bactérias, enzimas).

Mais tarde, cientistas demonstram que alguns desses micróbios são responsáveis pela decomposição dos alimentos. Outros estudos provaram que a propagação dos micróbios pode ser impedida com o resfriamento dos alimentos, que enquanto mantido no frio, permanecem conservados.

A primeira descrição completa de um equipamento de refrigeração, operando de maneira cíclica, foi feita por Jacob Perkins, em 1834 (British Patent 6662), (fig. 1). O trabalho de Perkins despertou pouco interesse. Não foi mencionado na literatura da época e permaneceu esquecido por aproximadamente 50 anos, até que Bramwell descreveu o artigo para o Journal of the Royal Society of Arts.

O principal responsável por tornar o princípio de refrigeração por compressão mecânica em um equipamento real foi James Harrison (escocês nascido em 1815 ou 1816 – fig. 2). Não se sabe se Harrison conhecia ou não o trabalho de Perkins. Em 1856 e em 1857 obteve, respectivamente, as patentes britânicas 747 e 2362.



Figura 1: Equipamento de Refrigeração de Jacob Perkins



Figura 2: Equipamento de Refrigeração de James Harrison

Em 1862, em uma exibição internacional em Londres, o equipamento de Harrison, fabricado por Daniel Siebe, foi apresentado à sociedade da época.

A partir daí desenvolveram-se diversos sistemas de produção do frio artificiais e também vários tipos de gás refrigerante foram desenvolvidos e usados.

Depois de muita luta em sistemas falidos, a engenharia da refrigeração recebeu uma contribuição decisiva. Foi no começo do século, com a descoberta da eletricidade por Thomas Edson. Já em 1918 surgiu o primeiro refrigerador automático movido à eletricidade e com um pequeno motor. Quem fabricou o primeiro refrigerador em pequena escala foi Kelvinator Company, dos Estados Unidos.



Mas foi em 1928 que surgiram os gases refrigerantes fluorados, desenvolvidos por Sr. Thomas Midgely e esta substância demonstrou-se que não era tóxica, a partir daí a indústria de refrigeração desenvolveu-se a todo vapor, onde abrange os mais variados tipos de aplicação.


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