Dos fluidos apresentados na Tabela 1, destacam-se o hélio e nitrogênio líquidos. O primeiro permite atingir as temperaturas mais baixas possíveis (-268.93°C), atendendo ao seu baixo ponto de ebulição, enquanto que o nitrogênio líquido é aquele mais utilizado a nível mundial, sendo comercializado globalmente.
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Apesar de ambos os sistemas permitirem atingir baixas temperaturas, apenas os sistemas passivos utilizam os fluidos criogênicos, descrevendo-se de seguida, de forma sucinta, os dois sistemas. Na Figura 1, é evidenciada a gama de temperaturas que é possível atingir com a utilização dos diversos fluidos criogênicos, no caso dos sistemas passivos de crio-refrigeração.
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# Figura 1. Gama de temperatura comum para os diversos fluidos criogênicos utilizados [^4].
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| Fluido Criogênico | Temperatura (K) |
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| Hélio | 5.2 |
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| Hidrogênio | 33.2 |
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| Néon | 44.5 |
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| Nitrogênio | 126.0 |
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| Monóxido de Carbono | 133.8 |
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| Argônio | 150.8 |
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| Oxigênio | 154.0 |
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| Metano | 190.0 |
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| Dióxido de Carbono | 215.9 |
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| Amônia | 240.5 |
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**Legenda:**
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- **Solid phase**: Fase sólida
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- **Liquid phase**: Fase líquida
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- **Critical point**: Ponto crítico
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- **Boiling point (at 1 ATM)**: Ponto de ebulição (a 1 ATM)
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- **Triple point**: Ponto triplo
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- **Minimum solid temperature (at 0.10 torr)**: Temperatura mínima sólida (a 0.10 torr)
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_**Figura 1.** Gama de temperatura comum para os diversos fluidos criogénicos utilizados_
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Fonte: Ross Jr., R. G., 2009 [^4].
Este tipo de sistemas encontra-se bem desenvolvido, devido à sua utilização em grande escala, permitindo a manutenção da temperatura em valores estáveis, sem estarem suscetíveis a perturbações externas (térmicas, vibracionais ou eletromagnéticas), apresentando ainda um consumo energético reduzido. No entanto, são sistemas com um tempo de vida limitado, requerendo o reabastecimento constante dos fluidos criogênicos.
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Tendo em conta as baixas temperaturas a que estes tipos de fluidos se encontram, é necessário atender aos riscos para a saúde humana a si associados. Assim, incorre-se no risco de frio extremo, de asfixia e de intoxicação.
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O risco de frio extremo está associado aos vapores frios e gases libertados pelos fluidos criogênicos, que podem causar efeitos na pele semelhantes à queimadura, podendo causar danos severos.
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O risco de frio extremo está associado aos vapores frios e gases libertados pelos fluidos
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criogénicos, que podem causar efeitos na pele semelhantes a queimaduras, podendo causar danos
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permanentes nos tecidos da pele, bem como nos olhos. Devido à sua temperatura extremamente
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baixa, o contacto desprotegido com superfícies arrefecidas por fluidos criogénicos levar a que a
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pele cole com a mesma, causando repercussões graves no tecido da derme.
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A libertação de gases por estes fluidos está também associada a riscos de asfixia. Uma vez que estes se encontram muito frios e apresentam uma densidade superior à do ar, não se dispersam com facilidade o que leva à sua acumulação na parte inferior de espaços fechados. Mesmo tratando-se de gases não tóxicos, podem causar asfixia por depleção do oxigênio existente em espaços confinados. A inalação prolongada destes gases pode ainda causar danos graves nos pulmões.
No caso da utilização de monóxido de carbono ou metano líquidos, existe ainda o risco de intoxicação por inalação, podendo levar à morte.
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Como referido anteriormente, de entre os vários fluidos existentes, o nitrogênio líquido é a opção mais barata (2.5€/L [^6]) e com uma ampla gama de aplicações:
#### ▪ Indústria alimentar:
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- Utilizado no congelamento de alimentos, para não perderem as propriedades nutricionais ao longo do transporte como, por exemplo, as grandes cadeias de restauração de comida rápida.
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- No engarrafamento de garrafas de plástico e/ou latas de alumínio, para bebidas ou conservas, o líquido é injetado com uma certa quantidade de nitrogênio líquido (1 mm³/cm³ de garrafa) imediatamente antes de ser selado e armazenado. Isto possibilita uma sobrepressão no interior da embalagem, permitindo que esta mantenha a sua integridade física.
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Utilizado no congelamento de alimentos, para não perderem as propriedades nutricionais ao longo do transporte como, por exemplo, as grandes cadeias de restauração de comida rápida.
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No engarrafamento de garrafas de plástico e/ou latas de alumínio, para bebidas ou conservas, o líquido é injetado com uma certa quantidade de nitrogênio líquido (1 mm³/cm³ de garrafa) imediatamente antes de ser selado e armazenado. Isto possibilita uma sobrepressão no interior da embalagem, permitindo que esta mantenha a sua integridade física.
#### ▪ Indústrias aeroespacial:
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Para além do nitrogênio líquido, a mistura de hidrogênio e oxigênio líquido é utilizada em foguetes espaciais, devido às características físico-químicas, conseguem atingir uma elevada energia de propulsão, até ao momento em que o foguete entra em órbita.
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Para além do nitrogênio líquido, a mistura de hidrogênio e oxigênio líquido é utilizada em foguetes espaciais, devido às características físico-químicas, conseguem atingir uma elevada energia de propulsão, até ao momento em que o foguete entra em órbita.
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Apesar destas vantagens, existem limitações na utilização destes fluidos quando sujeitos a um ambiente espacial, ou seja, o comportamento destes compostos na ausência de gravidade. A utilização de oxigênio líquido para suporte de vida e hélio para a pressurização de tanques, em ambiente espacial, leva à não separação do líquido e do vapor, sendo necessário fornecer uma aceleração auxiliar.
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Apesar destas vantagens, existem limitações na utilização destes fluidos quando sujeitos a um ambiente espacial, ou seja, o comportamento destes compostos na ausência de gravidade. A utilização de oxigênio líquido para suporte de vida e hélio para a pressurização de tanques, em ambiente espacial, leva à não separação do líquido e do vapor, sendo necessário fornecer uma aceleração auxiliar.
#### ▪ Aplicações médicas e bioquímicas:
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Atualmente, para o armazenamento e preservação de informação genética, como por exemplo, na criopreservação de tecidos e amostras de sangue, recorre-se a baixas temperaturas. Esta técnica apresenta limitações para a preservação de grandes amostras, uma vez que o congelamento das células acaba por danificar a sua integridade. Contudo, isto possibilitou uma nova via de tratamento de tumores, a criocirurgia, apresentado resultados promissores.
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Atualmente, para o armazenamento e preservação de informação genética, como por exemplo, na criopreservação de tecidos e amostras de sangue, recorre-se a baixas temperaturas. Esta técnica apresenta limitações para a preservação de grandes amostras, uma vez que o congelamento das células acaba por danificar a sua integridade. Contudo, isto possibilitou uma nova via de tratamento de tumores, a criocirurgia, apresentado resultados promissores.
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Outra aplicação do nitrogênio líquido na área médica é no armazenamento de vacinas, em sistemas de congelamento por *blast* ou por imersão.
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Outra aplicação do nitrogênio líquido na área médica é no armazenamento de vacinas, em sistemas de congelamento por *blast* ou por imersão.
