O presente trabalho trata da investigação teórica e experimental da ebulição convectiva de CO2 em tubo de 4,57mm de diâmetro. Após a Convenção de Viena e a crescente preocupação com os danos causados na Camada de ozônio pelos fluidos refrigerantes halogenados principalmente os CFCs (Clorofluorcarbonetos), o Protocolo de Montreal foi criado, forçando os países membros a eliminar progressivamente as substâncias que podem danificar tal camada. Mais recentemente a Emenda de Kigali foi anexada ao Protocolo de Montreal, tendo como principal objetivo o estabelecimento de um cronograma para redução gradual do consumo de hidrofluorcarbonetos HFCs. Com o intuito de adequar a legislação brasileira a esta questão, está tramitando na Câmara de deputados o Projeto de Decreto Legislativo (PDC) 1.100/2018. Nesse contexto o CO2, ou R744, surge como uma alternativa aos refrigerantes sintéticos, porque não só têm zero de potencial de depleção de ozônio (ODP) e insignificante potencial de aquecimento global (GWP), quando obtido através da técnica de captura e armazenamento de carbono (CCS), pode diminuir o aquecimento global gerado pelos combustíveis fósseis. Foi feita uma revisão do estado da arte dos estudos de ebulição convectiva de CO2 em canais convencionais, com especial atenção aos mapas de padrões de escoamento e queda de pressão em escoamentos monofásicos e bifásicos. A fim de realizar análise experimental da ebulição convectiva de R744, foi construída uma bancada, consistindo de um circuito devidamente instrumentado, que permite testar diferentes condições termodinâmicas, tais como, velocidades mássicas entre 200 e 1300 kg/(m2.s), pressões entre 20 e 70 bar, monitoramento da temperatura na entrada dos canais, fluxo de calor e queda de pressão na seção de teste. A visualização dos padrões de escoamento foi possível com a utilização de uma câmera CMOS de alta velocidade. Como exemplo de resultado, foi obtido coeficiente de transferência de calor de 11,47 kW/K, para a seguinte condição de teste: pressão de 35,5bar, fluxo de calor de 70kW/m2.K e velocidade mássica de 900 kg/(m2.s). Comparando estes resultados com os do R410a, para mesma temperatura, conclui-se que o CO2 pode subtituir o R410a com resultados similares na troca térmica e com redução no impacto ambiental.