A cadeia de refrigeração começa no campo, com a armazenagem frigorificada de acordo com normas reguladoras, logo após a colheita, a fim de garantir produtos de qualidade aos demais setores. Isso vale para as exportações de algumas frutas e grãos, por exemplo, que também exigem um processo de resfriamento controlado.
“Um ponto importante é que, devido à expansão na produção de grãos, também existe a necessidade de ampliar a área e a qualidade de armazenagem, de modo a diminuir as perdas proporcionais ao crescimento do setor. Tanto no âmbito nacional quanto internacional, a expansão no setor do agronegócio gerou uma demanda por equipamentos e soluções modernas e mais eficientes para câmaras frias. Podemos destacar os desafios na armazenagem de frutas e sementes. Cada tipo de semente demanda uma condição específica, assim como cada região do Brasil tem uma determinada condição climática, requerendo projeto e solução de armazenagem diferenciadas. Além dessa expansão, todos os mercados (nacional ou internacional) têm sido mais rigorosos nos controles de qualidade, em alguns casos com a exigência do histórico dessas condições. Para este cenário, projetos com centrais frigoríficas mais compactas de alta confiabilidade e, em alguns casos específicos, sistemas distribuídos, são os mais utilizados. Sempre com possibilidade de integração ao monitoramento remoto e capacidade de geração de um histórico de temperaturas e funcionamento dos equipamentos. Os sistemas de refrigeração devem ser eficientes e de baixa manutenção, de maneira a não agregar mais custos ao produto, garantindo a competitividade. Outra crescente preocupação é relacionada à sustentabilidade e disponibilidade dos fluidos refrigerantes. Os equipamentos mais modernos já abandonaram a utilização do fluido R404A que, além de não ser energeticamente eficiente neste regime de aplicação, possui alto GWP (Potencial de Aquecimento Global). Por isso é muito importante que o produtor saiba escolher sistemas que não sejam generalistas e tratem o ambiente conforme a necessidade específica de cada grão e sua região de armazenagem, incluindo também um correto controle de umidade”, orienta Alexandre Cavagnoli, gerente de vendas & marketing da Plotter Racks.
Para Edu Dória, diretor da BPlan Consultoria, o uso de refrigeração nos processos de produção e armazenagem de produtos, no caso a estocagem de grãos sob controle de temperatura e umidade, era vista como algo inviável, devido ao consumo de energia elétrica. “Esta é uma ideia totalmente errada, sem base técnica nem econômica aprofundada o suficiente. Hoje, tem que se calcular o retorno do investimento computando todos os ganhos gerados na aplicação de uma nova tecnologia. Por exemplo, um sistema de refrigeração por absorção a gás natural, destinado à produção de água gelada de processo, gera dez vezes menos manutenção que qualquer outro sistema elétrico por compressão mecânica de gás. Um empresário do ramo de frigorífico de suínos (Olinto R. de Arruda Jr, executivo da Gran Corte Alimentos, em Cerqueira César/SP) me alertou certa vez que minha planilha, apesar de ser bastante abrangente, não havia apontado o ganho por não se pagar os operários em duplicidade e em hora extra. Se o sistema de refrigeração para de funcionar por vazamento durante o horário comercial, para cumprir os prazos do pedido de compra do cliente, há necessidade de se trabalhar à noite, num sábado ou domingo. Esse ganho é substancial quando aplicamos a nova tecnologia e reduz significativamente o payback do investimento, portanto tem que ser computado. Quando se fala de refrigeração no agronegócio, o que vem à cabeça são câmaras frias, isso é verdade para algumas matérias primas e certos produtos acabados, como maçãs para a produção de polpas congeladas. Comecemos a pensar em silos para estocagem de grãos ou galpões-aviários para a produção de frangos de corte, ambos recebendo ar com características específicas e controladas (temperatura, teor de umidade e grau de desinfecção/pureza, por exemplo). Esse ar desinfectado pode ser produzido através da tecnologia de oxidação avançada existente, denominada PHI (Photo Hidro Ionização), já presente no Brasil. A pressão por redução de perdas no armazenamento dos grãos ou o aumento da produtividade na criação aviária, vai impulsionar ainda mais o uso da refrigeração no campo”, defende Dória.
Outro ponto destacado por Rogério Marson Rodrigues, gestor industrial SRM da Eletrofrio, é a geração de novas oportunidades no setor da refrigeração comercial, que tem no varejo de produtos perecíveis sua base de atuação, em função do aumento populacional e de riquezas nas regiões onde este setor da economia atua, gerando a necessidade da abertura de novos pontos de venda, ou melhoria dos pontos existentes, para atendimento às novas demandas decorrentes destes fatores.
“Nessas condições destaco os sistemas utilizados para conservação de alimentos, que têm se modernizado de acordo com as novas necessidades de atendimento aos regulamentos que visam a preservação do meio ambiente e que tragam a melhor eficiência energética possível. Com estas premissas, sistemas de refrigeração com fluido secundário e gases de alta eficiência têm sido os preferidos nos projetos de novos supermercados. Em supermercados, a existência de um sistema de refrigeração é condição básica para a preservação de alimentos perecíveis, do armazenamento à exposição no salão de vendas. Não há comercialização de produtos perecíveis sem a utilização de algum tipo de sistema de refrigeração”, enfatiza Marson.
Centros de pesquisa, armazenagem e conservação, melhoria de processos, secagem, aeração e até o conforto de áreas adjacentes, são apontados por Ricardo Gibrail, diretor da Air System: “O agronegócio hoje tem proporcionado a criação de centros de pesquisas. Desenvolvemos desde 2017 três laboratórios voltados para a produção de bactérias empregadas no controle biológico de pragas, um outro de análise genética para a modificação de DNA para sementes de algodão e, o mais recente, um laboratório de criação de lagartas para a pesquisa e desenvolvimento de melhorias estratégicas de controle químico e biológico para a aplicação no campo. A criação de centros de pesquisas para cultivo de insetos com o objetivo de desenvolver defensivos agrícolas também tem crescido muito. Quando tratamos do mundo do agronegócio, estamos envolvendo gerações de famílias que se utilizam da terra para sua subsistência ou obter lucros, e, de um outro lado, grandes empresas nacionais e multinacionais. O produtor só entende de retorno financeiro, o que precisa ser comprovado. Pelo lado familiar encontramos grandes dificuldades para mostrar novas tecnologias e provar que o seu uso trará lucros. O nosso maior trabalho é fazer com que o produtor entenda que essas novas tecnologias lhe trarão investimentos e, associados a ele, reduzirá seu consumo de energia e trará rendimentos. Pelo lado das grandes empresas é mais fácil, pois o lucro já foi planejado antecipadamente com o uso de tecnologias, maquinários modernos, apoio técnico e investimentos. Na maioria dos casos a safra já está toda vendida antes mesmo da colheita”, revela.
No campo das oportunidades, Daniel Marcucci, gerente de vendas da Danfoss, cita as relacionadas a ventilação, pois muitos tipos de sementes e grãos necessitam de cuidado na conservação por meio da temperatura e umidade (sistemas de refrigeração e ventilação). “Por isso, produtores investem em sistemas para esse tipo de controle, transformando seus armazéns convencionais ou até mesmo construindo novos locais onde esses parâmetros são controlados. Paralelo a isso, o conforto do operador de máquinas está diretamente ligado à sua produtividade, fato que leva os fabricantes de máquinas agrícolas a investirem em cabines climatizadas cada vez mais. Hoje, dificilmente é encontrado no mercado tratores, plantadeiras, colheitadeiras ou irrigadores com cockpit sem ar condicionado”.
Conservação de alimentos, sementes e grãos
Os sistemas de refrigeração compreendem as faixas de alta, média e baixa temperatura, respectivamente, +5ºC a +15ºC, -10ºC a +5ºC e -35ºC a -10ºC. Estas faixas de temperatura compreendem a primeira fase que seriam os preparos ou o primeiro processo de resfriamento, a segunda fase é de armazenagem para um período curto de tempo, e a última, a faixa de temperatura mais baixa, que permite armazenar produtos por um período maior.
“Cada tipo de alimento e processo de armazenagem requer condições específicas e períodos de armazenagem distintos. Em diversos processos a utilização de túneis de congelamento são necessários, tanto no congelamento de alimentos “in natura” como de alimentos já processados, denominados pratos prontos (Cook-Chill), que consiste no processo de preparação e resfriamento dos alimentos com o objetivo de prolongar seu armazenamento, distribuição e consumo de forma segura e nutritiva. As refeições são embaladas por meio de um processo exclusivo e prontas para servir em poucos minutos, aumentando a flexibilidade dos serviços em alimentação. A técnica engloba o cozimento total do alimento, seguido de rápido resfriamento, envaze e armazenamento em temperaturas controladas. A temperatura normal de refrigeração para o sistema Cook-Chill é de 3ºC. A tecnologia Cook-Chill, identificada como a sexta geração de elaboração de alimentos, supera os processos de pasteurização, como o sous-vide e o quick frost. Esse procedimento impede que o alimento permaneça em uma temperatura identificada como zona de perigo, situada entre 4,4ºC e 60,0ºC, quando os microrganismos se reproduzem rapidamente. A diminuição de temperatura impede, ainda, a formação de cristais oriundos do congelamento no interior dos alimentos, interferindo em suas qualidades nutritivas e organolépticas”, explica Gibrail.
Dória acrescenta que um mercado bastante presente é o de tanques resfriadores de leite e câmaras frias. “O setor leiteiro é hoje o que emprega o maior número de equipamentos de refrigeração. Já o uso de câmaras frias está mais concentrado nas regiões produtoras de hortifruti. Os equipamentos de refrigeração empregados no campo normalmente operam na faixa entre 15ºC e 0ºC, as ditas temperaturas alta e média. O objetivo principal do uso da refrigeração no campo é apenas conservar o produto, através do resfriamento, até sua venda ou coleta, normalmente por curtos períodos de tempo. Porém, existe espaço para o crescimento do uso da refrigeração no campo, em novas técnicas e processos, o resfriamento de grãos é um ótimo exemplo. Devido à tecnologia por trás das novas variedades de sementes, como as de soja e milho, produtos de elevado valor agregado, sua comercialização é feita por unidade de semente, não mais por quilograma. Esse setor percebeu que o emprego de sistemas de refrigeração na estocagem de sementes não é apenas uma questão econômica, mas também de segurança, pois uma boa safra começa com uma boa semente. Alguns estudos realizados mostram que sementes resfriadas mantém a taxa de germinação inalterada por até 5 meses de estocagem, enquanto sementes não resfriadas podem sofrer redução de até 15% na taxa de germinação. Alguns produtores de sementes ainda insistem em métodos convencionais, como a aeração à temperatura ambiente, sem qualquer controle das propriedades do ar insuflado; esse método não consegue produzir o mesmo efeito de uma estocagem sob temperatura, umidade e grau de desinfecção (tecnologia PHI) de ar controlado”.
Ele explica, ainda, que assim como a semente, o grão também respira, queimando reservas, carboidratos no caso do milho e proteínas e lipídios no caso da soja. Essa taxa de respiração é tão maior quanto mais elevada for a temperatura e esse processo pode gerar uma perda de até 5% em um ano de armazenamento, transformando massa (reservas) em energia térmica (calor). Outro resultado do processo respiratório é a liberação de água e calor, criando um microclima úmido e quente dentro do silo, ambiente propício ao crescimento de fungos que deterioraram a massa dos grãos. Se não houver uma ação para a redução da temperatura e umidade, ocorre a fermentação da massa, onde as temperaturas podem chegar a até 70ºC, levando a perda total do silo.
“Ainda são muito utilizados os sistemas de aeração natural, onde ventiladores de elevada potência insuflam grandes quantidade de ar no interior dos silos, com o objetivo de reduzir a temperatura e a umidade do grão. No entanto, esta aeração é uma ação incompleta, que tenta reduzir os efeitos de um processo, mas não impede que o mesmo volte a ocorrer. Uma desvantagem desse método, dito natural, é a dependência das condições climáticas do local e, consequentemente, do ar ambiente a ser insuflado, que pode não ser o mais apropriado, além de inexistir qualquer tipo de controle de segurança microbiológica do ar insuflado. Existe, por exemplo, um processo inovador e muito eficiente, desenvolvido e idealizado pelo Prof. Dr. Rodrigo Jordan, que utiliza ar controlado, obtido através da combinação da refrigeração com outras tecnologias, reduzindo o teor de água de produtos como grãos de café. No setor de armazenagem de grãos, a perda evitada com o uso da refrigeração pode chegar, na média, a 10%, sem falar dos ganhos qualitativos. Estamos falando de pelo menos 15 milhões de toneladas, atingindo R$15 bilhões em perdas evitadas, anualmente. O setor de grãos representa um mercado potencial para a indústria de equipamentos de refrigeração de aproximadamente 2 a 3 milhões de TR (toneladas de refrigeração) de capacidade instalada em função da quantidade de silos por propriedade, entre outras características específicas de cada projeto”, revela o diretor da BPlan Consultoria.
No que toca à conservação de sementes, Gibrail diz que atualmente os sistemas predominantes são de expansão direta, tipo “plug in”, com controle de umidade via reaquecimento (calor do condensador, ciclo reverso ou mesmo resistências), mas aos poucos sistemas mais eficientes com o uso de água gelada e desumidificação química estão sendo implantados, tornando a potência elétrica instalada muito menor, e consequentemente o custo operacional. “Alguns silos possuem termometria para monitorar a temperatura, mas a maioria não possui nenhum controle de temperatura e/ou umidade efetivos, o que seria o ideal para a manutenção de peso, eliminação de mofo e fungos e inibição de insetos, além de manter as características nutricionais dos grãos, bem como seu poder de germinação. Produtos como milho e soja, denominados commodities, já são também armazenados em galpões refrigerados para prolongar sua utilização e manter o poder de germinação”, explica o diretor da Air System.
Cavagnoli chama a atenção para a o dimensionamento dos equipamentos e a manutenção da temperatura para armazenagem de sementes e grãos: “Os equipamentos devem ser dimensionados de maneira a garantir a correta manutenção da temperatura e, dependendo do tipo da semente e das condições climáticas do local, um desumidificador deve ser incluído no projeto. Apenas com o conjunto refrigeração + desumidificador, é possível manter a umidade e temperatura da semente dentro das zonas seguras de conservação (livres de insetos, fungos e germinação indesejada das sementes). Para armazenagem e conservação da grande maioria dos grãos de interesse comercial, é necessário manter a temperatura e umidade dentro de uma zona bem delimitada. A armazenagem fora da zona adequada pode levar à proliferação de fungos e insetos. Para grãos, um aumento de apenas 5% em sua umidade pode representar a diferença entre a estocagem segura e a perda de produto. Já a refrigeração para a conservação de alimentos é utilizada sempre que as condições ambientes não permitem manter as propriedades do produto conforme as normas e padrões de mercado e onde é necessário aumentar o tempo de armazenagem. Isso envolve o transporte do produto, pois, no caso do Brasil, é comum existirem longas distâncias desde a produção até o ponto de consumo ou processo final do produto”.
Automatização em aviários
Marcelo de Andrade Cruzeiro Junior, gerente de vendas e marketing da WEG Automação, diz ainda que as oportunidades devem ser vistas do ponto de vista do aumento do mercado de ar condicionado, ventilação e refrigeração, mas também do ponto de vista do produtor, que pode obter ganhos de competitividade e aumento da qualidade dos alimentos produzidos e armazenados. “Assim, temos a implementação de sistemas de automação de processos, desde aqueles relacionados com a produção do alimento até a conservação dos mesmos. Como referência cito a criação de aves de corte (produção de carne), onde o controle do ambiente é imprescindível para a existência do negócio. A climatização de ambientes através de climatizadores, exaustores e ventiladores precisamente controlados através de um sistema de automação, possibilitam ganhos de produtividade e proporcionam o bem-estar das aves. Exemplo: em um aviário climatizado e totalmente automatizado é possível trabalhar com uma densidade de aves maior do que em aviários sem um sistema de automação para o controle da climatização. Ambientes de produção de aves adequadamente climatizados garantem o conforto térmico, resultando em máximo ganho de peso das aves e, consequentemente, em uma ótima conversão alimentar (quantidade de ração necessária para gerar 1 kg de frango vivo). Para climatização de galpões de aviários, normalmente se adota o sistema de pressão negativa, onde em um lado do galpão estão os exaustores, e do outro lado, a entrada de ar. No sistema de pressão negativa, o fluxo de ar tende a ser laminar (sem turbulência) e uniforme ao longo do galpão, mantendo a ventilação adequada sem causar estresse às aves. O controle é realizado de acordo com a temperatura e a vazão de ar projetados. Sensores de pressão monitoram o fluxo de ar, e controladores de ambiência, que podem ser CLPs, como o PLC300 da WEG, controlam o ligamento e o desligamento dos exaustores e a abertura da entrada de ar. Os galpões de aviários também devem possuir um bom isolamento térmico e uma boa vedação. Já a ventilação é utilizada em sistemas de pressão positiva, e normalmente para criação de aves de postura (produção de ovos), onde não há grande necessidade de um controle preciso de ambiência. Nesse sistema, a vedação do galpão não é tão importante, uma vez que não trabalha com controle de vazão. Para obter sistemas ainda mais eficientes, o controle da velocidade dos exaustores e a entrada de ar adequada podem ser obtidos com a utilização de inversores de frequência. Atualmente, vêm sendo empregados em sistemas de AVAC-R, inversores de frequência capazes de transformar as grandezas elétricas em informações específicas do sistema de climatização, como informações de pressão em bar e psi, e de vazão em l/s e m3/h, entre outros, tornando a aplicação destes produtos mais amigável aos usuários do sistema”, explica.
“Do ponto de vista elétrico e de automação, o investidor deve ter especial atenção aos requisitos das normas técnicas em vigor, como a NR10, no que se refere a infraestrutura elétrica das instalações. No caso de sistemas automatizados de climatização, os dispositivos e componentes de automação devem estar em conformidade com as normas internacionais IEC e certificados (CE, UL, TUV, entre outros), comprovando o seu desempenho de acordo com as normas aplicáveis. Além disso, devem ser montados em painéis elétricos, fabricados em conformidade com as normas aplicáveis, como a IEC61439, uma das exigências da NR10. Estes painéis são comumente chamados ‘Painéis Totalmente Testados’, como a linha TTW, da WEG. Um cuidado por parte do investidor é o local de instalação dos painéis. É muito importante não permitir que os painéis elétricos fiquem expostos a incidência direta do sol e da umidade. Assim, o local de instalação dos painéis deve ser adequado para protegê-los contra intempéries. Considerando o exposto acima, o investidor terá uma instalação de qualidade, segura e com alto desempenho, para obter maior produtividade e garantir a competitividade do negócio. Para muitas indústrias e instalações do agronegócio, especialmente aquelas de grande porte, os sistemas de automação existentes estão mais preparados para conexão com os sistemas ERP ou MRP (Planejamento e Controle de Materiais de Produção). Assim, os dados da linha de produção são carregados em tempo real ao sistema ERP ou MRP, possibilitando ajustes do processo e ganhos de produtividade. Porém, para pequenas instalações do agronegócio, que muitas vezes não possuem os sistemas de ERP ou MRP, a conectividade dos equipamentos pode ser uma forte aliada dos produtores para administrar a sua unidade produtiva. Os produtores de menor porte podem também ter acesso aos dados da sua planta produtiva em tempo real, conseguindo trabalhar antecipadamente, a fim de evitar paradas de produção indesejadas, além de ter um maior controle dos meios de produção e matérias-primas utilizadas”, conclui Cruzeiro Junior.
Temperatura, umidade e estanqueidade
As edificações devem comportar os produtos de maneira adequada com a correta temperatura, circulação e controle do ar, teor de umidade e proteção contra fatores externos. Os sistemas e materiais podem fazer a diferença na durabilidade do empreendimento, principalmente onde há diferenciais de temperatura. No caso, é indicada a utilização de painéis térmicos frigoríficos que, além de isolar, diminuem a carga térmica e facilitam a manutenção da limpeza do local.
Karin Teodorovicz, do marketing da Bry-Air, aponta os sistemas de desumidificação do ar, já bastante utilizados, principalmente na região Centro-Oeste, onde as condições climáticas tornam essencial o controle de temperatura e umidade. “Consiste em, através do controle de umidade e temperatura, manter o vigor e germinação da semente durante o período de armazenamento, que pode variar de 3 a 8 meses. A principal diferença do sistema AgroDry, em comparação com os sistemas convencionais, é o controle independente de temperatura e umidade nas câmaras de sementes. O sistema permite a armazenagem de acordo com a curva de equalização do grão ou da semente, fazendo com que não exista variações do conteúdo de umidade do grão, garantindo a estabilidade na câmara de acordo com a necessidade de cada tipo de semente, mantendo a umidade em seu interior sempre no mesmo nível, com a qualidade do produto independente da época do ano. Na armazenagem de grãos a instalação do AgroDry nas tomadas de ar de aeração garante armazenagem para longos períodos. Já para a armazenagem de grãos e sementes, onde busca-se manter o vigor e germinação da semente durante o período de até 8 meses, indico também um sistema de climatização, e, ainda, dependendo do produto armazenado, se faz necessária a insuflação de ar fresco e a exaustão do ar saturado, como no armazenamento de batata e alho. Não só a utilização de refrigeração, mas o controle de umidade também é essencial para conservação adequada de alimentos. Principalmente, porque o Brasil é um grande exportador e tem que atender as normas que regulamentam essa aplicação”.
“A população mundial hoje é de cerca de 7,8 bilhões de pessoas. Especialistas estimam que até o final do século seremos 12 bilhões de habitantes. Como produzir alimentos para uma população crescente em número e em exigência? Só existe uma alternativa, aumentar a produtividade dos processos, seja na produção em ambiente aberto ou em ambientes confinados, porém sem aumentar a área desmatada. Para aumentar a produtividade em ambientes confinados, o controle do clima, da luminosidade, do nível de ruído e/ou do nível de contaminantes são essenciais. Não é possível produzir em ambiente confinado sem criar as condições ideais de temperatura e umidade para animais e vegetais, pois cada família de produto tem suas exigências climáticas ideais para o desenvolvimento, baseadas nas respectivas pesquisas genéticas. Este é o futuro da produção de alimentos: confinar, climatizar e produzir mais e melhor. Assim, o confinamento e a respectiva climatização permitem a produção de alimentos nos locais mais inóspitos e agressivos. Com o desenvolvimento de fontes alternativas de energia e, consequentemente, a redução do preço da energia elétrica, é possível utilizar tecnologia que torne viável, por exemplo, dessalinizar água salgada ou descontaminar água poluída, criando as condições ideais para geração de nutrientes. Tudo isto requer a devida climatização, necessária quando a opção de criação intensiva em ambientes fechados é escolhida. Não é possível criar animais ou plantas sem controle do clima em ambientes fechados. Climatização é muito mais abrangente do que somente equipamentos com ciclo de refrigeração. Sombreamento, ventilação e nebulização, são maneiras alternativas de criar clima propício à produção de alimentos”, diz Mariovaldo Silva, sales manager da Munters Brasil.
Frederico Schmaltz, diretor comercial Regional Centro-Oeste da Isoeste, diz que “através de cálculos de transmissão térmica é possível saber quais as possíveis espessuras e o tipo de isolamento a ser utilizado. No caso da estanqueidade, depende muito das características dos ambientes que se deseja. Em alguns casos, é necessário estanqueidade total, em outros, é preciso fluxo de ar etc. Tudo depende da característica do produto a ser conservado. O mais importante é fazer isso de maneira sustentável, pois o controle das variações climáticas consome muita energia. Assim, é necessário criar um ambiente que seja capaz de conservar a energia, viabilizando o custo para conservação dos produtos. Existe uma clara percepção das vantagens dos sistemas de climatização nas mais diversas áreas do agronegócio, dobrando os resultados para os produtores. Vale lembrar a importância do auxílio de um profissional para todos os casos, pois, na maioria das vezes, os custos de construção e projetos destes estabelecimentos são elevados”, conclui Schmaltz.
Ana Paula Basile Pinheiro anapaula@nteditorial.com.br
