Como os ar condicionados funcionam e qual é o efeito no meio ambiente? | Notícias interativas

As ondas de calor em todo o mundo estão se tornando mais longas e mais intensas e a necessidade de resfriamento está subindo rapidamente, colocando a tensão não apenas nas contas de energia, mas nas grades de eletricidade e no planeta. Com 2024 o ano mais quente já registrado e 2025 não muito atrás, o ar condicionado não é mais um luxo para muitos – é uma linha de vida.

A Al Jazeera quebra como os ar condicionados funcionam, traça a história do resfriamento e oferece dicas práticas para proteger seu CA e reduzir os custos de energia.

Como funciona o ar condicionado?

Os aparelhos de ar condicionado resfriam os espaços internos movendo o calor de dentro de sua casa para o exterior, usando um fluido químico chamado refrigerante. O processo começa quando a unidade interna traia o ar quente da sala e passa por bobinas de evaporador, preenchidas com refrigerante líquido frio e de baixa pressão. À medida que o ar se move através das bobinas, o refrigerante absorve o calor e evapora em um gás, resfriando o ar no processo. Um ventilador sopra o ar resfriado de volta à sala.

O refrigerante agora aquecido viaja para a unidade externa, onde um compressor aumenta sua pressão e temperatura. Nas bobinas do condensador, o refrigerante libera calor no ar externo, transformando -se em um líquido. O ciclo então se repete.

Há quanto tempo já existem aparelhos de ar condicionado?

Em 1820, o cientista britânico Michael Faraday descobriu que a comprimindo e evaporação de amônia poderia relaxar o ar. Foi um avanço inicial que estabeleceu as bases para os modernos sistemas de refrigeração e resfriamento.

Na década de 1830, o médico americano John Gorrie adotou uma abordagem prática da idéia. Ele construiu uma máquina na Flórida que criou gelo e a usou para esfriar os quartos do hospital, com o objetivo de tratar pacientes que sofrem de doenças tropicais.

A era moderna do ar condicionado começou em 1902, quando Willis Carrier, um engenheiro americano, projetou um sistema para controlar a umidade e a temperatura em uma imprensa de Nova York. Embora destinado a remover a umidade, o que faz com que o papel se expanda e se contraa e possa alterar as cores da tinta, a invenção do transportador é considerada o primeiro ar -condicionado verdadeiro.

Em 1914, o primeiro ar condicionado residencial foi instalado em uma mansão em Minneapolis. Era enorme – aproximadamente o tamanho de uma sala inteira – e longe de ser acessível para a família média.

Em 1931, os engenheiros HH Schultz e JQ Sherman desenvolveram a primeira unidade montada em janelas, tornando o resfriamento mais acessível para salas individuais. Essa inovação abriu o caminho para a adoção das famílias em áreas urbanas.

As décadas de 1940 e 1950 houve uma rápida expansão no uso de ar condicionado. Após a Segunda Guerra Mundial, o crescimento econômico, a produção em massa e os booms habitacionais suburbanos trouxeram AC para casas e escritórios. Durante esse período, Freon (um clorofluorocarbono ou CFC) substituiu refrigerantes tóxicos como amônia e propano, tornando os sistemas mais seguros, mais compactos e fáceis de instalar.

O sistema de mini-split foi desenvolvido pela primeira vez no Japão no final da década de 1950, como uma alternativa mais eficiente às unidades de janelas volumosas e sistemas de HVAC centralizados. Sua principal inovação foi um design sem duto, que entrega o ar diretamente de um compressor externo a um manipulador de ar interno – minimizando a perda de energia normalmente causada por dutos.

Nas décadas de 1970 e 1980, mini-splits estavam sendo usados na Ásia e em partes da Europa e depois expandiram-se para a América do Norte. Sua instalação flexível e eficiência energética os tornaram ideais para edifícios mais antigos, onde os dutos de adaptação eram caros ou impraticáveis, bem como para os proprietários que buscam controle climático de sala por sala precisos. Foi também quando a tecnologia do inversor, que ajusta a velocidade do compressor para ajudar a economizar energia, foi desenvolvida.

Nos anos 90, o aumento dos custos de energia e as crescentes preocupações ambientais levaram os governos a adotar padrões de eficiência energética para sistemas de refrigeração. Em resposta, os fabricantes introduziram compressores, termostatos e projetos de sistemas mais eficientes para reduzir o consumo de eletricidade. Durante esse período, a Lei do Ar Limpo dos Estados Unidos foi alterada para eliminar os clorofluorocarbonetos de eliminação de ozônio (CFCs). Sua substituição, hidrofluorocarbonetos (HFCs), como o R-134A, ganhou popularidade. Mas, embora os HFCs não prejudiquem a camada de ozônio, são gases potentes de efeito estufa que contribuem significativamente para o aquecimento global.

Os anos 2000 trouxeram uma nova onda de inovação, com os ar condicionados começando a integrar controles digitais, sensores de movimento e termostatos inteligentes. A conectividade Wi-Fi permitiu que os usuários ajustassem as configurações de temperatura remotamente, enquanto a automação tornou os sistemas mais adaptáveis e eficientes.

Nos anos 2010, as preocupações com o aquecimento global e os efeitos ambientais dos refrigerantes desencadearam uma transição para longe dos hidrofluorocarbonetos (HFCs). Refrigerantes mais recentes como R-32 e R-290 (propano), já sendo usados em partes da Ásia e Europa, marcaram uma mudança em direção ao resfriamento de baixa emissão e amigável ao clima.

Como escolher o ar condicionado certo

Escolher o ar condicionado de melhor tamanho é essencial para manter sua casa confortável e suas contas de energia sob controle. Como um CA é um investimento de longo prazo, ter o tamanho correto pode economizar dinheiro e aborrecimentos.

Uma unidade muito pequena lutará para esfriar uma grande sala de maneira eficaz – ou pode não esfriar. Por outro lado, um AC de grandes dimensões pode esfriar o espaço muito rapidamente, sem remover a umidade suficiente, deixando a sala desconfortavelmente fria e úmida.

Outros fatores a serem considerados:

• Luz solar: os quartos expostos ao sol podem precisar de uma tonelagem mais alta.
• Altura do teto: tetos mais altos significam mais ar para esfriar.
• Número de ocupantes: mais pessoas geram mais calor.
• Aparelhos: salas com computadores, fornos ou TVs podem exigir resfriamento extra.

Como proteger seu ar condicionado

Os aparelhos de ar condicionado trabalham duro durante os meses mais quentes, e os cuidados adequados podem evitar avarias, reduzir o uso de energia e prolongar a vida útil do sistema.

Veja como manter o seu funcionando bem:

• Não defina o termostato muito baixo
• Mantenha os filtros de ar limpos
• Dê um tempo
• Não continue ligando e desligando
• Mantenha a unidade externa na sombra

Como reduzir o uso de energia do ar condicionado

• Instale e defina um termostato programável
• O uso de um ventilador de teto pode permitir que você aumente a temperatura do termostato em cerca de 4 graus
• Focar rachaduras e aberturas para evitar vazamentos de ar quente na sala
• Evite usar aparelhos de calor
• Desenhe as cortinas para reduzir o calor do sol
• Use as fãs de exaustão para expulsar o calor ao usar fogões de cozinha ou tomar banhos quentes.

Quanto os aparelhos de ar condicionado contribuem para o aquecimento global?

Embora os ar condicionados forneçam alívio muito necessário do calor extremo, eles também contribuem significativamente para o próprio problema que estão tentando resolver-o aquecimento global.

De acordo com a Agência Internacional de Energia (IEA), a tecnologia de refrigeração espacial-que inclui ar condicionado e ventiladores elétricos-consumiu cerca de 2.100 terawatt-hora (TWH) de eletricidade em todo o mundo em 2022. Isso representa cerca de 7 % do uso total de eletricidade global, que era aproximadamente 29.000 TWH. Ao analisar especificamente os edifícios, o resfriamento representa quase 20 % do consumo de eletricidade.

Essa enorme demanda de energia tem um custo climático. A AIE estima que o resfriamento do espaço foi responsável por cerca de 1 bilhão de toneladas de emissões de CO₂ em 2022, apenas pelo uso de eletricidade – cerca de 2,7 % das emissões globais de COP de combustíveis fósseis e indústria.

E isso é apenas parte da imagem. Esses números não incluem o efeito dos refrigerantes – poderosos gases de efeito estufa usados em muitas unidades CA – que ampliam ainda mais a pegada climática do resfriamento.

Embora o ar condicionado nos ajude a nos sentir confortáveis em um mundo de aumento de calor a cada ano, também corre o risco de aprofundar a crise climática, a menos que sejam adotadas energia mais limpa e tecnologias amigáveis ao clima.

Um aumento global no ar condicionado

O aquecimento global e a rápida urbanização estão provocando um aumento global no uso do ar condicionado.

A demanda por resfriamento está aumentando mais rapidamente nas regiões tropicais e subtropicais, principalmente nas áreas urbanas.

As cidades aquecem mais rápido do que as áreas do campo circundante por causa do “efeito urbano da ilha de calor” causado pelo calor preso por asfalto e concreto.

Segundo a AIE, em 2018, o ar condicionado era quase universal em países como o Japão, os EUA e a Coréia do Sul. Por outro lado, a propriedade permaneceu baixa em países expostos ao calor, mas de baixa renda, como a Índia e a África do Sul, onde o acesso é limitado, apesar da intensificação das ondas de calor.

Países com climas quentes e renda mais alta – como a Arábia Saudita, onde 63 % das famílias têm uma unidade de CA, e a Coréia do Sul (86 %) – têm adoção generalizada. Enquanto isso, a propriedade da CA em economias emergentes, como a Indonésia (20 %) e a Índia (13 %), está se expandindo rapidamente à medida que as mudanças de refrigeração de um luxo para uma necessidade básica.

Como construir um refrigerador de ar caseiro

Se você não possui um ar condicionado ou está tentando economizar nos custos de energia, aqui estão algumas etapas que você pode seguir para construir seu refrigerador de bricolage a partir de um refrigerador de isopor, gelo e um ventilador.

Embora isso não ajude com a umidade, ele pode proporcionar alívio temporário durante o tempo mais quente do dia.