No setor médico, a refrigeração é muito mais do que uma conveniência — é uma garantia de segurança. Unidades de produção, armazéns e laboratórios de investigação dependem de condições de temperatura estáveis e validadas para garantir a integridade de medicamentos, amostras e materiais de investigação. Pequenas variações no set point podem ter consequências sérias.

Para minimizar riscos, as instalações são muitas vezes construídas com redundância a 100%: dois sistemas de refrigeração totalmente independentes, pensados para assegurar funcionamento contínuo. Mas esta mesma redundância levanta questões importantes de conceção. Devem os dois sistemas funcionar em simultâneo? Ou deve um permanecer em standby, entrando em operação apenas quando ocorre um alarme?

Independentemente da configuração, há um requisito que não muda: a temperatura deve manter-se sempre dentro dos limites validados.

A transição dos HFCs para os refrigerantes naturais

Historicamente, os sistemas de refrigeração médica utilizavam refrigerantes HFC (hidrofluorocarbonetos), como o R404A. Estes gases sintéticos ofereciam um desempenho fiável, mas tinham um elevado potencial de aquecimento global. Com o reforço das regulamentações ambientais a nível mundial, a indústria está a avançar rapidamente para refrigerantes naturais, que garantem desempenho equivalente com um impacto ambiental muito menor.

A mudança para sistemas a CO₂ representa mais do que um tema de conformidade — é uma oportunidade para repensar todo o design do sistema, melhorando eficiência energética, controlo e sustentabilidade a longo prazo.

Um caso em Copenhaga

A Pharmacold A/S, especialista dinamarquesa em refrigeração com décadas de experiência no setor médico, recebeu o desafio de renovar uma câmara de congelação de uma empresa farmacêutica local. A instalação original, com R404A, incluía duas unidades condensadoras independentes numa sala técnica, cada uma com o seu próprio quadro de controlo.

O design era típico de sistemas de geração anterior: circuito pump-down, válvulas de expansão termostáticas, válvulas solenóides e controlo de temperatura simples on/off. A ventilação era necessária para remover o calor dos condensadores. A otimização energética era praticamente inexistente e o controlo da pressão de sucção dependia apenas de um pressóstato de baixa. Em resumo, havia muito espaço para melhorar.

Os objetivos do projeto foram definidos assim:

• substituir o sistema HFC por uma alternativa com refrigerante natural;

• manter redundância total com duas unidades independentes;

• introduzir válvulas de expansão eletrónicas para controlo mais preciso;

• melhorar a eficiência energética mantendo a temperatura dentro de ±3°C do set point. Na prática, o resultado atual é de ±2,5°C.

Uma nova filosofia de design

A nova instalação substituiu o sistema HFC por duas unidades de CO₂ de alta eficiência. Cada unidade funciona de forma independente, mas em conjunto para garantir controlo de temperatura preciso.

Uma das principais inovações foi a estratégia de redundância. Em vez de utilizar um sistema tradicional em standby, acionado por sinais remotos on/off, a Pharmacold implementou uma configuração com ambas as unidades ativas:

• ambas permanecem em funcionamento, mas uma opera com um set point ligeiramente deslocado (cerca de +2°C);

• os ventiladores do evaporador da unidade em standby continuam a funcionar, garantindo uma distribuição homogénea do ar e estabilidade térmica;

• uma mudança automática semanal alterna as funções de lead e lag, equilibrando horas de operação e desgaste;

• em caso de falha na mudança, ambas as unidades regressam automaticamente ao mesmo set point, assegurando continuidade total.

Esta lógica de controlo simples, mas robusta, garante redundância constante sem necessidade de sistemas de supervisão complexos, alcançando estabilidade térmica através de um design direto.

Monitorização e validação mais inteligentes

Na indústria médica, conformidade e rastreabilidade são tão importantes quanto o desempenho. Por isso, o sistema foi equipado com dupla supervisão:

• um sistema independente de registo de temperatura, com gestão de alarmes high/low e validação regulamentar;

• uma plataforma central de monitorização com dados em tempo real sobre funcionamento dos compressores, ciclos de descongelação e desempenho energético.

A monitorização comunica diretamente com o BMS do cliente via TCP/IP, integrando alarmes, dados de operação e estado do sistema. Esta estrutura dual garante conformidade regulamentar e fornece informação útil para otimização e validação, tanto em funcionamento normal como durante descongelações.

Resultados mensuráveis

A atualização trouxe melhorias imediatas e claras:

• maior estabilidade da temperatura, tanto em regime permanente como durante descongelações;

• menor tempo de funcionamento dos compressores graças à modulação inverter;

• redução do consumo energético e dos custos operacionais;

• redundância fiável, com mudança suave entre as duas unidades.

O resultado é um sistema de refrigeração eficiente, sustentável e preparado para o futuro, alinhado com os elevados requisitos de fiabilidade do setor médico.

Um modelo para o futuro

Este caso mostra como a transição de sistemas HFC para CO₂ pode gerar benefícios reais num dos setores mais exigentes. Para além das vantagens ambientais dos refrigerantes naturais, a combinação de lógica de controlo moderna, monitorização orientada a dados e redundância inteligente oferece melhorias claras em eficiência e fiabilidade.

Para a Pharmacold A/S e o seu cliente, a conclusão foi simples: manter as coisas simples. Com princípios de design inteligentes, mas diretos, é possível alcançar estabilidade térmica validada, melhor desempenho energético e sustentabilidade a longo prazo — elementos essenciais para a próxima geração da refrigeração médica.