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árqu
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Equipos para la aplicación de fitosanitarios: de la boquilla de
latón a la dosis variable
Equipos para la aplicación de fitosanitarios: de la boquilla de
latón a la dosis variable
Prof. Luis Márquez Dr. Ing. Agrónomo
Pte. AENOR/CTN 68 “Tractores y maquinaria agrícola”
Condicionantes del uso sostenible de plaguicidas
25 de abril de 2013
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Introducción• La aplicación de fitosanitarios en forma líquida, que es la
que se utiliza con mayor frecuencia, ha mejorado considerablemente como consecuencia de la evolución de los equipos de aplicación.
• Han sido determinados componentes de los equipos los que han marcado la evolución, siendo los elementos más críticos:• Las boquillas y los sistemas de estabilización de las barras
porta-boquillas• Las bombas y los sistemas de regulación de presión/caudal.• Los depósitos y sus sistemas de agitación• Los filtros y elementos de limpieza• Los ventiladores y colectores en los pulverizadores
hidroneumáticos y neumáticos
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Condicionantes en la aplicación de fitosanitarios
materia activa
diluyente
mezcla
Mínimo producto• Tamaño de gota• Cobertura
residuo
deriva
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Boquillas para la pulverización hidráulica
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Gotas: cubrir o mojar
Gotas finas Gotas gruesas
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Medida de las dimensiones de las gotas
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Equipos para la aplicación de fitosanitarios 1
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El tamaño de las gotas y el volumen de caldo
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Cobertura en función del tamaño de las gotas
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Diferencia en le tamaño de las gotas que componen la población
NMD VMD
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Diámetro de las gotas
Porc
enta
je a
cum
ulad
o
Número
Volumen
NMD VMD
D 10 D 90
Uniformidad = spanrelación VMD / NMD
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Efecto de las condiciones atmosféricas sobre la deriva
Tiempo de evaporación de la gota
0,1
1
10
100
1000
50 100 200
Diámetro de la gota [ m]
Vid
a [s
]
20 ºC 80% HR 30ºC 50% HR
μ
Con 60% de humedad relativa• 50 μm – 30% gotas = 5% de caldo• 300 μm – 5% gotas = 30% de caldo
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Volumen de aplicación el L/hadependiente del Índice de Área Foliar (LAI)
Volumen Cul t ivos bajos
Árboles y arbustos
Al to > 600 > 1000
Medio 200 - 600 500 - 1000
Ba jo 50 - 200 200 - 500
Muy ba jo 5 - 50 50 - 200
Ul t ra ba jo < 5 < 50
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Sistemas de pulverizaciónhidráulica
neumática
centrífuga
Formación de la gota
liquido liquido
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Comparación entre espectros de gotas
Diámetro de las gotas (µm)
Volu
men
acu
mul
ado
(%)
Según el sistema de formación de la gota
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Pulverizadores hidráulicos
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Componentes de un pulverizador hidráulico
Boquillas
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Boquillas hidráulicas
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Boquillas de abanico (normal)
Perfil de distribución
Gota media /uniformidadsuperficial con solapamiento(300-400 µm – span 2.0 - 8.0)altura sobre el objetivo
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Boquillas de turbulencia (cónica)
Perfil de distribución
Gota fina /penetración(260 µm – span 1.8 - 5.0)
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Boquillas de choque (deflectoras)
Perfil de distribución
Gota gruesa y poco uniforme(650 µm – span 4.0 - 12.0)
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Boquillas de baja deriva
Aumento del tamañode las gotas producidas
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Boquillas de abanico
Baja deriva con restrictor L. M
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ez
Boquillas de baja deriva
L. M
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Boquilla de inyección de aire
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Caracterización de la población de gotas (boquillas de baja deriva)
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Deflectora con inyección de aire
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Caracterización de la población de gotas
Fuente: Nuyttens et al.
Diámetro de las gotas (µm)
Volu
men
acu
mul
ado
(%)
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Deriva para unas condiciones de referencia estándar
Fuente: Nuyttens et al.
Der
iva
(%)
Distancia (m)
Condiciones:• Temp. 15 ºC• HR 70%• Viento: 3 m/s
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Influencia del tipo de boquilla en la deriva
0
5
10
15
20
25
30
Albu
z AP
I-02/
3
Teej
et T
P-02
/3
Albu
z AX
I-03
/1.5
Teej
et X
R-
03/1
.5
Teej
et D
G-0
2/3
Albu
z AD
I-02/
3
Teej
et T
T-02
/3
Albu
z AD
-01
5/6
BFS
AB
J-02
/3
Volu
men
de
gota
s y
deriv
a (%
)
% deriva
% liquido <100
Chorro plano Baja presión Restrictor Deflectora Inyección
μm
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Inyección de aire (Givelet, 1979)
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Sistema AirJet de Spraying Systems
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Pulverización neumática sobre cultivos bajos
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Pulverización neumática
dv/s = 5000 / v
Aumento velocidad:• gotas más finas
Relación aire/líquido:• 3 / 1 en peso• 0.8 a 2.4 m3 aire/litro
Consumo de energía
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Equipos neumáticos
L. M
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Buscando la polivalencia
L. M
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Pulverizadores centrífugos
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Pulverización centrífuga
Gotas más finas con:• Mayor diámetro del
disco (φ-2)• Mayor velocidad de
giro• Mayor densidad del
líquido• Menor tensión
superficial del líquido
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Pulverizadores centrífugos
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Caracterización de la población de gotas
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Pulverizador centrífugo para cultivos bajos
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Componentes de un pulverizador hidráulico
Barrassoporte
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Aumentar la capacidad de trabajo
mayor anchura de trabajo
plegado parael transporte
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Estabilidad de las barras portaboquillas
plano vertical
plano horizontal
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Sistemas de estabilización
Péndulo con corrector de pendientes
Pivote central Pivote alto
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Sistemas de estabilización
Pendular - trapecio deformable
bastidor
bielas
bastidorbotalón
cilin
dro
hidr
áulic
o
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Sistemas de estabilización
articulaciones
bielas
bastidor
doble trapecio deformable
botalón
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Estabilidad en el plano horizontal
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Altura de barras
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Pegado y desplegado de las barras
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Anchura variable por deslizamiento
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Estabilización activa
CEMAGREF (FRANCIA)
NIAE (UK)
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Botalones: simples, robustos y fiables
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Botalones con ruedas de apoyo
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Suspensiones (altura constante)
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Guiado para minimizar la huella
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No hay un botalón ideal
• El sistema de barras tendría que ser totalmente independiente del chasis del pulverizador
• Los sistemas de suspensión y estabilización limitan la transmisión de choques y oscilaciones del chasis a las barras porta-boquillas.
• Su diseño se complica a medida que aumenta la anchura de trabajo que puede superar los 40 m.
• Se ofrecen sistemas con suspensión activa.• Conviene que sean simples, robustos y fiables.• Algunos se fabrican con aluminio para reducir su peso y con
ello las inercias. Se ha experimentado con fibra de vidrio.• En algunas situaciones se recurre a las ruedas de apoyo.
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Aire para transportar las gotas pulverizadas
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Cortina de aire en cultivos bajos (< 50 L/ha)
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Adaptación de las barras
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Pantallas perforadas
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Optimización de la producción de aire
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Sistemas con recuperación de caldo
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Componentes de un pulverizador hidráulico
Impulsión del caldo
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Depósito (forma y materiales)
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Características de los depósitos
• Material:• Polietileno (preferentemente)• Poliester reforzado en depósitos muy grandes
• Boca de llenado amplia con filtro y cierre hermético
• Salida que permita el vaciado completo y válvula de fondo manejable sin riesgo de recibir la proyección del caldo
• Agitación mínima: 5% de su capacidad expresada en L/min
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Agitación del caldo
Caudal (L/min): 5 - 10% del volumen del depósito (L)
Agitación mecánica
Agitación hidráulicacon bomba auxiliar
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Depósito: agitación y volumen residual
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Integración del depósito con las barras
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Características de las bombas• Generalmente bombas volumétricas, en las
que el caudal impulsado no varía con la presión.
• Alternativas:• Pistón• Membrana (o pistón membrana)• Rodillos o paletas y engranajes
• Bombas no volumétricas: Centrífugas • necesidad de contar con un regulador diferente, o• complementaria de la bomba principal (agitación)Hidro-inyector (llenado del depósito)
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Bombas volumétricas no recomendadas
Engranajes
Paletas y rodillos
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Bomba de pistón - membrana
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Bomba de pistones con reductor
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Curvas característicasCaudal (L/min)
Presión (bar)
Centrífuga
Pistón
Pistón - membrana
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Bomba centrífuga dedoble cuerpo
Caudal (L/min)
Presión (bar)
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Volumen residual y automatización
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Sistema de filtración
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Dispositivos antigoteo
Función:Impedir la salida del caldo cuando baja el nivel de presión en las conducciones.Presión de apertura/cierre: 0.5 bar
Tipos:• Bola• Membrana• Accionado
neumáticamente
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Filtros autolimpiables
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Innovaciones en los filtros
centrífugos
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Mantenimiento y regulación
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Componentes de un pulverizador hidráulico
Regulación
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Distribución del fitosanitario en el campo
Coeficiente de variación
alto
bajo
mínimo: eficacia biológica
nivel recomendado
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De la presión “constante” al retorno proporcional
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Mando a distancia mediante electroválvulas
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Sistemas de regulación (CC – CPM - CPA)
Caudal constante
Caudal proporcional
al motor
Caudal proporcional
al avance
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Compensación por el cierre de un tramo de boquillas
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“Bermatic” de Berthoud
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CPA mecánico (“Volumatic” de Evrard)
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“Dositron” de Holder
CP
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Circulación continua
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Aplicación diferencial de fitosanitarios
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Aplicación selectiva de herbicida
Marcado de malezasjunto al cultivo
Comunicación ISO-BUS
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Sistemas de regulación CoV(Concentración Variable)
Dosificación de dos productos
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Concentración variable (Ciba)
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Concentración variable (Agrotop)
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Carga eléctrica de las gotas
Electrodyn ICI
Carga por inducción
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¿Perspectivas...?
• Recirculación del caldo y automatización del lavado.
• Boquillas líquido-aire para cambiar la dimensión de las gotas. Carga eléctrica + aire en cortina.
• Concentración variable.• Boquillas pulsantes para variar el caudal
manteniendo tamaño de gotas...
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Conclusiones• Las exigencias medioambientales inciden de manera
directa sobre la maquinaria para la aplicación de fitosanitarios.
• Inspección obligatoria de los equipos de fitosanitarios. Limitación en las aplicación de productos.
• Dosificación proporcional al avance. Concentración variable. Pulverización pulsante.
• Volumen residual y facilidad de limpieza• Elementos para reducir la deriva (boquillas, cortina
de aire). Agitación y limpieza de depósitos.• Poco avance en relación con la carga eléctrica de las
gotas.• Mejora en el diseño de las turbinas y de las salidas
en los equipos de aire.
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