Um trabalho de conclusão de curso (TCC) evidenciando o grau de maturidade da tecnologia de refrigeração magnética frente à bem desenvolvida compressão mecânica de fluidos refrigerantes recebeu, em 13 de julho, menção honrosa do prêmio anual da Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas (ABCM).
Defendido em dezembro de 2020 na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) pela então graduanda Natália Maleski de Sá, o TCC reúne dados relevantes sobre o tempo de redução de temperatura, consumo de energia e fluxo de calor reverso verificados em duas adegas comerciais montadas para a pesquisa comparativa em laboratório.
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“Diversos protótipos de refrigeradores magnéticos foram desenvolvidos nos últimos anos, mas a maioria está focada no desenvolvimento e otimização de componentes, e não do sistema como um todo”, escreveu a autora.
Segundo a UFSC, o protótipo da unidade de refrigeração magnética foi o primeiro na literatura a considerar gabinete e trocadores de calor reais, além de levar em conta, de forma rigorosa, as perdas térmicas e mecânicas nas análises de desempenho termodinâmico.
O trabalho, que também foi publicado na International Journal of Refrigeration, analisou e demonstrou os principais pontos de melhoria para a unidade de refrigeração magnética que vêm sendo incorporados em uma nova versão do protótipo, miniaturizada e otimizada, atualmente em desenvolvimento para o projeto de dissertação de mestrado da pesquisadora.
O artigo recém-premiado pela ABCM revela que o equipamento magnético, nos testes realizados a uma temperatura ambiente de 25 °C, “forneceu valores inferiores de COP [coeficiente de performance] e eficiência de segunda lei [da termodinâmica] em relação à adega a compressão mecânica. Para manter uma temperatura de gabinete de 12.5 °C, a adega magnética apresentou um consumo de energia de 505 kWh/ano e uma capacidade de refrigeração de 24.3 W. Para o mesmo ponto, o COP foi de 0.41, a eficiência de segunda lei 1.7% e o tempo de pull down de temperatura de 5.0 h”.
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Nas mesmas condições, “para manter uma temperatura de gabinete de 12 °C, a adega a compressão mecânica apresentou um consumo de energia de 272 kWh/ano e uma capacidade de refrigeração de 22.2 W. Para o mesmo ponto, o COP foi de 0.70, a eficiência de segunda lei 3.1% e o tempo de pull down de temperatura de 1.1 h. Em uma análise mais detalhada da eficiência de segunda lei e do COP, foi constatado que os baixos resultados em termos de performance da adega magnética foram devidos, em maioria, a irreversibilidades internas”.
Embora a tecnologia de refrigeração magnética tenha apresentando desempenho “inferior no que diz respeito à tecnologia de compressão mecânica de vapores” e ainda exista “um longo caminho a ser percorrido” para ela se tornar competitiva, há “um amplo potencial para que este nível possa ser atingido” nos próximos anos.
Para a engenheira mecânica, “a refrigeração magnética tem se mostrado como uma das tecnologias [de baixo carbono] mais promissoras em aplicações próximas à temperatura ambiente”.
O artigo completo (em inglês) está disponível neste link.
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