O isolamento térmico nas câmaras frigoríficas

29/09/2017

O isolamento térmico é a forma mais eficiente de conservar o frio. Tecnicamente consiste em minimizar a transmissão de energia calorífica entre espaços contíguos. Falamos com Jaime Maruny, administrador do Grupo Infrisa, uma das empresas mais sólidas no que se refere a desenho e construção de câmaras frigoríficas na Espanha e que habitualmente colabora com a Mecalux na realização de muitos de seus projetos. Neste artigo, explica como se consegue o isolamento térmico dos armazéns que operam a baixas temperaturas e destaca a importância de um rigoroso desenho com a finalidade de garantir o excelente funcionamento das câmaras frigoríficas.

A maioria de produtos alimentares é perecível deteriorando-se com rapidez quando expostos à temperatura ambiente. Historicamente a aplicação de frio (através de congelamento ou refrigeração) foi um dos métodos mais usuais para a conservação dos alimentos durante um tempo prolongado.

Foi no século XX quando se começou a explorar o frio em âmbito industrial. A pesquisa foi fundamental para o desenvolvimento de novas e inovadoras soluções cada vez mais eficazes, desde a melhoria dos materiais utilizados para conservar o frio até a construção de instalações e câmaras frigoríficas com a tecnologia mais avançada. Poder dispor dos alimentos durante mais tempo exerce uma grande repercussão em termos sociais e econômicos.

 

Evolução do isolamento térmico

Os isolantes térmicos são materiais resistentes à passagem da energia. São utilizados na construção das câmaras frigoríficas para criar uma barreira que evita a transmissão de energia e mantém o interior a uma temperatura adequada. Do ponto de vista econômico é a melhor solução para a economia energética. Escolher corretamente o material que vai ser utilizado é fundamental na hora de construir uma câmara frigorífica.

Historicamente foram aplicados diferentes materiais e soluções como isolantes térmicos. Da mesma forma, graças à pesquisa, “o setor evoluiu nas últimas décadas para novos sistemas e produtos cada vez mais eficazes”, comenta Jaime Maruny.

Inicialmente era utilizada a cortiça com barreiras de vapor de alcatrão, tudo isso fixado a um suporte de obra e aplicado à mão pelos próprios pedreiros, com acabamentos interiores de cimento ou cerâmicos.

Logo a cortiça foi substituída por materiais orgânicos derivados do petróleo, principalmente as placas de poliestireno expandido (EPS), mas continuavam unindo-se às paredes com alcatrão. As chapas metálicas corrugadas serviam como acabamento interior.

Com o tempo foram introduzidos novos produtos e tecnologias modulares que prescindem de paredes de obra, tal como os painéis sanduíche utilizados atualmente e que proporcionam uma elevada resistência.

 

Painéis sanduíche

Na segunda metade do século XX, devido à crescente demanda de câmaras frigoríficas em âmbito industrial e à expansão da tecnologia, se desenvolveram os painéis sanduíche.

Jaime Maruny destaca que a utilização destes painéis representou um grande avanço no setor da construção e do isolamento, uma vez que conseguiram juntar em um mesmo produto uma série de vantagens, entre as quais se destacam:

  • Modularidade: são fáceis de transportar e montar.
  • Oferecem uma ampla gama de espessuras em seu núcleo e de chapas metálicas de revestimento em suas faces. Suas características dependem do uso do painel.
  • Excelentes propriedades mecânicas.
  • Magnífica barreira de vapor.
  • Elevada resistência contra a passagem de calor.
  • Acabamentos higiênicos e sanitários. Fácil de limpar e estáveis contra o ataque de micro-organismos.
  • Custo moderado.

 

Hoje em dia as câmaras frigoríficas modernas são construídas com painéis sanduíche com um núcleo isolante de poliuretano (PUR) – embora o uso de poliisocianurato (PIR) esteja cada vez mais consolidado em virtude de seu bom comportamento contra o fogo –, unido a duas camadas de revestimento exterior que podem ser metálicos ou não metálicos (geralmente de aço ou alumínio).

O PUR e o PIR são espumas rígidas celulares compostas por dois líquidos: o poliol e o isocianato, formulados em diferentes proporções, com um agente espumante e outros aditivos. Ao formar-se a espuma se adere às duas faces. As densidades da espuma do produto de acabamento situam-se em 40 kg/m3.

As faces do painel costumam ser chapas de aço galvanizado, imprimado e com acabamento em tinta poliéster de silicone (mais conhecida como laca). Estas chapas possuem uma grossura mínima de 0,5 mm – de até 0,7 mm no máximo – e são perfiladas com um acabamento corrugado, que as torna mais resistentes e rígidas, assim como melhora o aspecto estético uma vez que oferece uma ampla gama de cores.

Nos armazéns situados em ambientes agressivos (marinhos, industriais, etc.) ou onde são manuseados e elaborados produtos especiais (conservas de alimentos em salga, sem embalar, etc.), costumam aplicar revestimentos mais resistentes e anticorrosivos como o HDX, PVDF ou PET.

Os fabricantes costumam produzir painéis que medem entre 1,10 e 1,20 m de largura, o que permite padronizar seu transporte e facilitar sua montagem. São cortados na medida apropriada na própria linha de produção de forma a evitar fazê-lo na obra.

A junta longitudinal dos painéis é um dos elementos mais críticos e delicados que é preciso considerar durante a montagem, por isso cada fabricante proporciona a sua própria solução. A união dos diferentes painéis sanduíche deve ser assegurada com precisão na montagem e selada na obra para evitar a passagem de calor, a entrada de vapor de água e a criação de pontes térmicas.

No que se refere à situação atual dos painéis sanduíche, Jaime Maruny explica que suas características e processos de produção se encontram em constante pesquisa e evolução, melhorando cada vez mais sua qualidade e resistência. “Atualmente – especifica – uma única linha pode fabricar milhões de metros quadrados por ano, cumprindo rigorosas normas internacionais. Isto é resultado dos investimentos milionários em P&D+I e do espírito de progresso da indústria.

Os painéis são utilizados em câmaras frigoríficas e em galpões industriais de elaboração de alimentos, tanto em faixas positivas (em temperaturas de 0 a 10 ºC, docas ou salas de trabalho) quanto em negativas (túneis de congelamento e câmaras de conservação de produtos congelados, que normalmente estão a -25 ºC).

Jaime Maruny destaca que a Infrisa também concebeu e construiu câmaras de grande complexidade que operam sob temperaturas muito inferiores, chegando inclusive a -60 ºC, para conservar peixes da família do atum. A colocação de estantes metálicas em armazéns com estas condições é delicada e exige que o equipamento técnico do fornecedor, neste caso a Mecalux, realize um estudo em profundidade com a finalidade de encontrar a solução mais adequada uma vez que o aço é frágil e menos resistente em temperaturas inferiores a -35 ºC.

As espessuras dos painéis instalados nas câmaras de refrigeração industriais oscilam entre 100 e 125 mm (em temperaturas positivas) e entre 175 e 200 mm (em temperaturas negativas).

 

Desenho de câmaras frigoríficas

Existem dois tipos de construções de câmaras frigoríficas: tradicionais e autoportantes. Em ambos os casos, Jaime Maruny ratifica a teoria da Mecalux de que o desenho adequado destas instalações deve ser formulado de dentro para fora.

Trata-se de projetar e construir um galpão começando pelo seu interior, levando em conta todos os equipamentos de armazenamento e movimentação para que sua operação seja eficiente e cumpra as normativas. Inclusive se prevê a distribuição e organização dos sistemas de armazenamento sobre a superfície disponível, de acordo com as necessidades logísticas da empresa.

Uma vez definido o interior projeta-se o exterior com os parâmetros do galpão e de suas câmaras, cuidando com muito zelo do conjunto de pavimentos e do isolamento com os painéis em paredes, tetos e solos (com um sistema complementar que evite o congelamento do subsolo), das portas e acessos, das válvulas equilibradoras de pressões, dos fechamentos adequados, do sistema contra incêndios, etc.

O desenho do galpão e das câmaras é abordado de forma conjunta e, ao mesmo tempo, multidisciplinar, avaliando todos os componentes que intervêm na operação e como interagem entre si. É necessário fazer um estudo em profundidade juntamente com o cliente – ou representantes do cliente – que tem como objetivo conhecer todas as particularidades e variáveis do galpão, as necessidades logísticas e as perspectivas de futuro da empresa, assim como os sistemas de armazenamento que serão fornecidos. O resultado obtido é uma instalação construída sob medida e que se adapta às características e necessidades de cada empresa.

O desenho considera muitos aspectos certamente complexos, como as medidas e características do próprio lote, a legislação de cada país, região e cidade, as particularidades e exigências de cada cliente, o regulamento referente à proteção contra incêndios, o estado da tecnologia e dos materiais de cada mercado, etc. Este estudo é realizado de forma muito detalhada e sem esquecer que algumas normas podem variar em países da Europa, África ou América Latina.

Uma câmara frigorífica é um investimento considerável que deve ser rentabilizado, por isso Jaime Maruny assegura que um bom desenho é indispensável para conseguir uma vida útil longa.

 

No setor logístico de frio as soluções automáticas de armazenamento que maximizam a capacidade de armazenamento e proporcionam um correto controle dos produtos ganham cada vez mais força

 

Câmaras autoportantes

No final do século XX e início do XXI começaram a propagar-se os armazéns de grandes dimensões robotizados, que aproveitam toda a superfície e altura permitida com o propósito de maximizar a capacidade de armazenamento e melhorar o desempenho dos movimentos logísticos. Ao ocupar unicamente o espaço necessário, o custo energético para manter a instalação a baixas temperaturas de forma constante é menor.

Estes armazéns são edifícios integrais formados por estantes metálicas sobre as quais se fixam os painéis, os fechamentos verticais e o telhado. Sua construção é diferente em relação às câmaras tradicionais, uma vez que sua execução se realiza em pouco tempo e com pouca obra civil. É básico colocar de forma correta os painéis sanduíche no momento de isolar termicamente a instalação.

Executar uma fixação perfeita dos painéis é essencial, assim como seu posicionamento (horizontal ou vertical) e dar a devida atenção às juntas para evitar tensões que provoquem rugas nas chapas dos painéis. Jaime Maruny aponta que como estão submetidos constantemente a alterações de temperaturas no exterior “os painéis são especialmente selados em suas juntas para evitar a entrada de calor, devendo ser impermeabilizados de forma esmerada no telhado”.

Na construção destes armazéns devem ser observados outros elementos de vital importância. Em primeiro lugar é necessário que a laje esteja corretamente isolada e seja resistente às grandes cargas dinâmicas e estáticas às quais está submetida. Depois é preciso prever a galeria superior onde são colocados e mantidos os evaporadores, válvulas, tubulações e cabos das instalações frigoríficas, elétricas e contra incêndios. Finalmente há a segurança na montagem, com os equipamentos de elevação para operar a mais de 30 metros de altura, etc.

 

Proteção contra incêndios

A segurança e proteção contra incêndios nas câmaras frigoríficas é primordial e imprescindível, ao mesmo tempo que é complicada devido aos inconvenientes que representa operar a baixas temperaturas.

É possível ser realizada de forma ativa, com a distribuição de sprinklers estrategicamente localizados nas áreas com uma carga de fogo mais elevada, ou de forma passiva, com o uso de materiais de melhor comportamento diante do fogo, setorizações e técnicas para impedir ou atrasar sua propagação.

Os painéis sanduíche permitem setorizar o armazém por motivos de segurança, tal como a proteção contra incêndios. São cada vez mais seguros, especialmente os de núcleo de lã de rocha (que permitem setorizar contra o fogo) e os de núcleo PIR, que não o propagam. Além disso, estes produtos superam exigentes e custosos testes de incêndios em larga escala a fim de garantir sua estabilidade.

Concretamente, os painéis sanduíche com núcleo incombustível de lã de rocha proporcionam uma excelente proteção contra incêndios, desde que sejam fixados a uma estrutura que também esteja protegida contra o fogo. No entanto, contam com uma capacidade isolante menor, maior absorção de vapor de água e os painéis são mais pesados.

No caso da Infrisa, adiciona Jaime Maruny, são combinados os sistemas contra incêndios de forma ativa e passiva. Também desenharam o sistema Infrisa RF Cold, que se aplica em casos específicos em lugares de temperatura negativa.

“Os painéis sanduíche nunca foram a causa primária dos incêndios em galpões construídos com painéis que tenham núcleos de espumas de poliuretano (PUR), mas é verdade que outrora contribuíam para propagar as chamas. A utilização do painel PIR reduz muito o risco, pois se trata de um produto com um melhor comportamento em caso de incêndio”, destaca Maruny.

Os incêndios ocorrem habitualmente nas seguintes circunstâncias:

  • Imprudências humanas: soldagens, cortes de painel com ferramentas que soltam faíscas, pontas de cigarro, etc.
  • Falhas elétricas: curto-circuitos, cabos e conexões em mau estado, incidentes nas áreas de carga das baterias das empilhadeira, etc.
  • Propagação de incêndios vizinhos: através de imóveis ou veículos.

 

Com a tecnologia que dispomos atualmente e o desenvolvimento de núcleos isolantes cada vez mais resistentes relativamente aos painéis, muitos dos inícios de incêndio não prosperam.

Da mesma forma, a evacuação de fumaça também é fundamental, ao mesmo tempo que é complexa nas câmaras frigoríficas. É possível ser realizada através da extração natural ou forçada da fumaça gerada, com barreiras que limitem sua propagação e um sistema de clarabóias especiais que permitam a saída adequada de fumaças ao conjunto.

Em resumo, um desenho preciso e detalhado, com a maior quantidade de informação possível e considerando as especificações e normativas, assim como a utilização dos materiais mais inovadores e resistentes do mercado, permitirá construir uma câmara de frio que supere as expectativas dos clientes.

 

Os painéis que contam com uma fórmula de espuma adequada não apresentam um risco excessivo em caso de incêndio, são a solução mais segura e confiável

 

Quem é a Infrisa

A Infrisa é uma empresa que nasceu em Barcelona em 1971. Referência de destaque no desenho e construção de câmaras frigoríficas para uma grande variedade de clientes do setor de carne, lácteo, logístico, pesca, hortifrutícola, etc., conta com engenheiros próprios na Espanha, França, Portugal e México. Há muitos anos colabora com frequência, com a Mecalux, na realização de projetos inovadores e eficientes em âmbito nacional e mundial.