CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Este trabalho avaliou as possíveis alternativas de drop-in tomando o R134a como referência de fluido no ciclo de alta temperatura, em sistemas de refrigeração comercial tipo cascata, utilizando o CO2 como fluido refrigerante no lado de baixa temperatura. O objetivo dessa dissertação foi verificar experimentalmente o melhor par refrigerante para o CO2 operando em climas tropicas, sob o ponto de vista energético e ambiental, testando os principais fluidos alternativos ao R134a. Assim, a compatibilidade do tipo de óleo lubrificante, bem como questões de segurança, inflamabilidade, toxicidade, características químicas, estabilidade e compatibilidade com os materiais, além da disponibilidade do fluido foram consideradas. Os fluidos refrigerantes escolhidos foram o R513A, R1234yf e R436A (mistura de R600a e R290), propostos para substituir o R134a no ciclo de alta temperatura, operando em condições similares no sistema de refrigeração em cascata. Os resultados para o cenário brasileiro, por intermédio de uma análise global, visando eficiência energética e um menor impacto ambiental, mostraram que os fluidos R1234yf e R436A, podem ser substitutos com melhor desempenho ao R134a. O R436A mostrou-se mais eficiente que o R134a em termos energéticos, enquanto o R1234yf apresentou valores levemente inferiores ao R134a, obtendo valores de consumo de potência cerca de 5 maiores e dentro de uma faixa de até 10 % na redução dos valores de COP. Por último, o R513A apresentou valores energéticos similares ao obtido testando o R1234yf. Contudo, levando em consideração o TEWI, esse fluido refrigerante apresentou uma redução de 35 %, justificada pelo valor de GWP significativamente menor. Vale ressaltar que o R513A, mesmo apresentando resultados inferiores de eficiência energética, pode ser utilizado em um processo drop-in do R134a, além de ser classificado como não inflamável. This work evaluated the possible drop-in alternatives taking R134a as a fluid reference in the high temperature cycle, in commercial cascade refrigeration systems, using CO2 as the refrigerant fluid on the low temperature side. The aim of this work was to experimentally verify the best refrigerant pair for CO2 operating in tropical climates, under the energetic and environmental point of view, testing the main alternative fluids to R134a. Thus, the compatibility of the type of lubricating oil, as well as issues of safety, flammability, toxicity, chemical characteristics, stability and compatibility with materials, in addition to fluid availability were considered. The chosen refrigerants were R513A, R1234yf and R436A (mixture of R600a and R290), proposed to replace R134a in the high temperature cycle, operating under similar conditions in the cascade refrigeration system. The results for the Brazilian scenario, through a global analysis, aiming at energy efficiency and a lower environmental impact, showed that R1234yf and R436A fluids can be substitutes with better performance for R134a. R436A proved to be more energy efficient than R134a, while R1234yf presented values slightly lower than R134a, obtaining power consumption values around 5% higher and within a range of up to 10% in the reduction of COP values. Finally, R513A had similar energy values to those obtained by testing R1234yf. However, taking into account the TEWI, this refrigerant showed a 35% reduction, justified by the significantly lower GWP value. It is noteworthy that R513A, even with lower energy efficiency results, can be used in an R134a drop-in process, in addition to being classified as non-flammable. Dissertação (Mestrado)