O consumo de carvão, petróleo e gás está contribuindo para o aumento das temperaturas globais. Para aguentar o calor, muitos instalam aparelhos de ar-condicionado. Mas os equipamentos, além de produzirem barulho, também ajudam a aquecer ainda mais as cidades com seu calor residual. Por fim, eles também consomem muita energia elétrica, podendo sobrecarregar as redes e provocar apagões.

Para contornar tais problemas, cidades como Paris, Munique, Hong Kong, Singapura, Dubai e Toronto vem apostando em grandes sistemas de refrigeração centralizados ou de refrigeração urbana, que bombeiam água fria através de grandes redes de distribuição. O sistema ajuda a refrescar hospitais, hotéis, centros de computação e grandes edifícios.

Mais eficiente que pequenos aparelhos de ar-condicionado

Essa tecnologia da refrigeração moderna já é encontrada em refrigeradores, sistemas centrais de ar-condicionado e bombas de calor.

O princípio funciona assim: num sistema fechado, um gás é comprimido e se torna líquido. O processo libera calor. Depois, a pressão diminui, com o líquido voltando a esquentar e ficar gasoso, retirando energia térmica do ambiente. A partir daí o ambiente fica mais fresco. Esses sistemas consistem em enormes equipamentos, e produzem frio com mais eficiência do que dispositivos pequenos.

Para alimentar esses equipamentos, muitas operadoras municipais também fazem uso do frio natural, proveniente de rios, lençóis freáticos, lagos ou do mar. Dessa forma, os sistemas consomem menos energia. "Tentamos usar o máximo de águas subterrâneas ou córregos urbanos como principal fonte de resfriamento", diz Stefan Dworschak, da Stadtwerke München, concessionária de serviços municipais de Munique.

Tal como outras redes de refrigeração urbana, a de Munique também possui um sistema de armazenamento de gelo. O gelo é produzido ali com os grandes refrigeradores, especialmente à noite, "quando o consumo de eletricidade na cidade é baixo, o que alivia a rede elétrica", explica Dworschak. O frio é liberado durante o dia, quando a necessidade de resfriamento nos edifícios é mais alta.

Resfriamento por absorção

Além disso, o frio também pode ser gerado através de calor. Em Viena, por exemplo, o calor residual de uma usina de incineração de resíduos alimenta um sistema de refrigeração de absorção. Munique também está investindo nessa tecnologia, e o calor para alimentar os equipamentos virá de uma profundidade de mais de 1.800 metros a partir de meados de 2024: esfriamento urbano com energia geotérmica profunda.

A tecnologia de absorção já é amplamente usada. Geladeiras de motorhomes funcionam de acordo com este princípio e geram frio através da queima de gás propano e, portanto, não necessitam de eletricidade para o seu funcionamento.

Através da combinação inteligente de diferentes tecnologias, fontes de refrigeração naturais e calor residual existente, os sistemas de refrigeração urbana normalmente requerem bem menos eletricidade. Em Munique, a economia gerada por esses sistemas em comparação com equipamentos descentralizados fica "entre 50% e 70%", informa Dworschak.

Economia de energia

As redes de refrigeração urbana, tal como as grandes redes de aquecimento urbano, porém, apresentam algumas desvantagens. Os custos de investimento são elevados, exigindo que se instalem tubulações no subsolo da cidade, e os edifícios têm que ser conectados. Além disso, parte do resfriamento ou aquecimento é perdida durante o transporte pelas longas tubulações no solo. Estas perdas são particularmente elevadas quando o tempo é excessivamente frio ou quente.

Mas, segundo especialistas, existe aqui um grande potencial de economia, caso a instalação combine redes de refrigeração e aquecimento, algo cada vez mais comum na Europa, como no bairro de Moosach, perto do Estádio Olímpico de Munique.

Lá, o data center municipal é conectado a uma rede de refrigeração urbana, que resfria os servidores e depois bombeia água aquecida de volta para a linha. A algumas centenas de metros de distância, esta água aquecida é utilizada para a bomba de calor de um bloco de apartamentos, aquecendo 114 apartamentos. Depois, a água resfriada é enviada de volta à rede de refrigeração. "É uma boa forma de aumentar a eficiência. É por isso que queremos continuar a expandir essas redes", comenta Dworschak.

Estas redes combinadas de refrigeração e aquecimento de quinta geração são particularmente úteis em regiões de clima temperado como a Alemanha. Em locais assim, a necessidade de frio e calor pode ser bem articulada, por exemplo, se o calor residual dos sistemas de refrigeração for utilizado para bombas de calor.

Bom isolamento reduz necessidade de refrigeração

No entanto, o fator mais importante para um resfriamento eficiente é o isolamento do edifício, aponta Wolfgang Hasper, do Passive House Institute, em Darmstadt, Alemanha, um centro de pesquisa que calcula o consumo de energia de edifícios, organiza conferências e treina arquitetos em planejamento de eficiência energética.

Se os edifícios tiverem um bom isolamento das fachadas e telhados, janelas com vidros duplos ou triplos, bom sombreamento e ventilação inteligente, "o calor externo não poderá mais entrar", explica Hasper.

Edifícios com bom isolamento necessitam até dez vezes menos energia de refrigeração em comparação com um edifício todo envidraçado, sem sombra e sem isolamento. Além disso, apartamentos isolados em regiões quentes têm a opção de ser equipados com dispositivos de refrigeração eficientes e, assim, economizar muita energia elétrica, enfatiza Hasper.

O isolamento é uma boa alternativa às redes de refrigeração distrital, porque os proprietários podem implementá-lo a qualquer momento, sem esperar que o sistema de refrigeração seja expandida na região. E em países quentes, a tecnologia de isolamento e refrigeração pode muitas vezes ser bem combinada com a energia fotovoltaica.

"O bom é que o sol brilha intensamente, justo nesses países, e os sistemas solares podem gerar muita eletricidade quando a necessidade de energia para refrigeração for alta", enfatiza Hasper. "É uma correlação favorável entre oferta e demanda. Uma boa combinação."