Quando se trabalha para obter soluções de armazenamento a frio ambientalmente sustentáveis, a seleção de equipamento de armazenamento de temperatura ultrabaixa (ULT) energeticamente eficiente é um ponto de partida importante. O advento de normas energéticas e protocolos de teste de congeladores de laboratório, em particular a certificação ENERGY STAR®introduzida em 2017, deu à indústria uma nova ferramenta para orientar os compradores de congeladores conscientes da energia no sentido de reduzir as cargas de tomada e a pegada de carbono associada.

Com a expansão da certificação energética dos congeladores ULT, muitos compradores têm agora uma perceção errada generalizada de que os benefícios semelhantes em termos de energia/sustentabilidade se aplicam a todo o campo de congeladores "certificados", quando, na realidade, existe uma gama cada vez maior de desempenho energético entre os modelos elegíveis. Esta é apenas uma das razões pelas quais o bioarmazenamento sustentável não deve terminar com a compra de "autocolantes de para-brisas" e requer uma abordagem mais holística.

Considerar os efeitos da rejeição do calor do congelador no AVAC

As classificações energéticas dos congeladores não têm em conta o impacto que os ULT têm nos espaços interiores onde os seres humanos trabalham - dissipam muito calor para manter as amostras frias. Essencialmente, os congeladores ultrabaixos são aquecedores que afectam o ambiente externo do laboratório e as pessoas nas proximidades que dependem dos sistemas AVAC para manter um ambiente de trabalho confortável. De acordo com as diretrizes da American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE), podemos calcular os efeitos HVAC desta saída de calor por unidade da seguinte forma:

(Consumo de energia do congelador kWh/dia/0,024) x 3,4 = Carga de dissipação de calor para o AVAC em BTU/h

Embora varie de acordo com a sazonalidade e o clima, cerca de 29% de energia adicional proveniente da rejeição de calor é consequente, aumentando à medida que mais congeladores ULT funcionam 24/7/365 num determinado espaço, e é ainda mais substancial para sistemas antigos e ultra-baixos que utilizam significativamente mais energia.

Para além do seu motor Stirling inerentemente eficiente com uma rejeição de calor notavelmente baixa, o modelo ULT vertical SU780XLE da Stirling Ultracoldoferece outra vantagem para gerir os efeitos do AVAC. O seu design exclusivo de fluxo de ar optimizado direciona o calor acima das áreas de trabalho e para as aberturas de retorno de ar da sala para o máximo conforto, em contraste com outros ULTs que misturam o calor crescente na sala, ventilando ao nível do chão.

Otimizar as temperaturas de armazenamento por tipo de amostra

Um método comprovado para reduzir o uso de energia no armazenamento ultrafrio é operar em temperaturas de ponto de ajuste mais baixas que são confirmadas como seguras para diferentes tipos de amostras biológicas. Isto pode ser conseguido sem pôr em risco a integridade da amostra e através de uma melhor compreensão dos intervalos de temperatura no armazenamento biológico. Por exemplo, -20°C a -40°C é um intervalo seguro para o armazenamento a curto ou longo prazo de ADN e ARN, desde que as amostras tenham sido suspensas no tipo correto de soluções antes de serem armazenadas.

Naturalmente, esta abordagem pode representar um desafio prático se todos os seus congeladores ultrabaixos utilizarem tecnologia tradicional, que só pode proporcionar um desempenho estável numa gama estreita de temperaturas. Atualmente, existem opções mais flexíveis do que atribuir tipos de amostras a vários tipos de congeladores, e opções mais sustentáveis para este dilema do que optar pelas temperaturas ULT mais frias para todos os materiais biológicos.

Está disponível uma solução mais prática e energeticamente eficiente através da aplicação da tecnologia do motor Stirling, que proporciona um desempenho de temperatura estável numa ampla gama de pontos de regulação. Com o desempenho publicado do congelador vertical ULT em cinco pontos de regulação de temperatura que variam entre -20 °C e -80 °C, o SU780XLE permite, de forma única, a adaptação flexível de temperaturas de armazenamento otimizadas num único modelo de congelador ULT.

Aumentar a densidade de armazenamento por congelador

Outra abordagem para uma operação de armazenamento a frio mais sustentável, que também conserva espaço, é armazenar mais amostras por congelador, reduzindo assim a carga total da ficha e a infraestrutura de apoio. Isto pode ser conseguido organizando e consolidando o seu inventário armazenado através de melhores práticas de gestão de amostras e estantes. No entanto, também deve considerar a capacidade de armazenamento por congelador e a área ocupada nas decisões de compra de ULT, que varia consoante o modelo.

Com a mais alta densidade de armazenamento por área ocupada, o fino armário SU780XLE comporta opcionalmente até 700 caixas de 2 polegadas. Não só reduz os requisitos de espaço no chão com a sua base mais pequena, portas mais estreitas e folgas na parede, como o seu Sistema de Estantes de Alta Densidade maximiza a capacidade de amostras por congelador num pacote ULT de alta eficiência, o que também reduz o número de unidades necessárias para armazenar um determinado inventário de amostras. Isto significa menos congeladores a ocupar espaço valioso no chão, a utilizar eletricidade, a criar calor e toda a energia operacional/infraestrutura e pegada de carbono que lhe está associada.

Considerar a fonte

A verdadeira sustentabilidade em qualquer operação tem em conta uma série de impactos ambientais decorrentes dos produtos que utiliza, incluindo os efeitos da produção, do consumo de energia e de água, das embalagens e do fim de vida útil. No que diz respeito ao equipamento de laboratório e aos congeladores, existe uma auditoria de verificação independente do Fator de Impacto Ambiental (EIF), conhecida como o selo «Responsabilidade, Consistência e Transparência» (ACT) da My Green Lab.

Para complementar as suas outras vantagens sustentáveis, o Stirling Ultracold SU780XLE recebeu o selo ACT, que confirma o seu baixo EIF. Quer se considere a utilização de refrigerantes naturais com um potencial de aquecimento global mínimo neste ULT, quer o seu teor de materiais recicláveis, pode agora ter a certeza de que cumpre rigorosamente as normas de sustentabilidade em várias frentes.

Adotar uma abordagem de 360º

É necessária uma abordagem abrangente para implementar soluções sustentáveis de armazenamento a frio que tratem de vários impactos ambientais durante o tempo de vida útil da operação. Isto exige que as operações de bioarmazenamento apliquem uma combinação de recursos, soluções e mudanças de comportamento que vão para além das classificações de kWh/dia dos congeladores.

Contacte o seu representante Stirling Ultracold Solutions para saber mais e calcular/comparar os fatores de sustentabilidade ao longo do ciclo de vida da sua próxima solução de armazenamento biológico.