Droplets population spectrometry and its effect on costal hydraulic spraying dispersion / Espectrometria da população de gotas e seu efeito na dispersão da pulverização hidráulica costal

The droplets population and spectrum produced during a spraying influence the pesticides distribution efficiency. Through the droplets population and spectrum is possible to determine the quality of spraying and the implications on applicator and consumer safety, application efficiency and environmental impact. Droplet density (droplets cm-2), percentage of coverage, coefficient of uniformity and relative amplitude were studied in this experiment. The experimental design was a factorial scheme 3 x 2: three spray volumes and two insecticides doses. During the tests all factors were analyzed on six parts of the plant canopy: on the top and external, top and internal, middle part and external, middle part and internal, bottom and external, and bottom and internal, using the completely randomized design with three replications. The objective of this study was to assess the characteristics of droplets population and spectrum produced during the hydraulic spraying. In general, for all factors assessed there was no significant difference between the parts of the plant canopy studied, having the greater values on the external parts of the plant canopy.

A população e o espectro de gotas produzidas durante a pulverização influencia a eficiência da distribuição do defensivo agrícola. Por meio da população e do espectro de gotas é possível avaliar a qualidade da pulverização e as implicações na segurança do aplicador e do consumidor, na eficácia do tratamento e no impacto ambiental da pulverização. Foram estudadas, durante os ensaios, a densidade de gotas (gotas cm-2), a porcentagem de cobertura, o coeficiente de homogeneidade e a amplitude relativa. Foi montado um esquema fatorial 3 x 2 três volumes de pulverização e duas doses do inseticida. Durante os ensaios todos os fatores foram analisados considerando-se as amostras coletadas em seis posições na planta superior externo, superior interno, mediano externo, inferior externo e inferior interno, utilizando-se o delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. Objetivou-se com esse trabalho avaliar as características das populações e o espectro de gotas produzidas durante a pulverização hidráulica. De maneira geral, para todos os fatores avaliados não houve diferença significativa entre os volumes e as doses utilizadas, entretanto houve diferença significativa entre as posições das plantas, sendo os maiores valores obtidos nas posições externas do dossel da planta.

Adjuvantes nas propriedades físicas da calda, espectro e eficiência de eletrificação das gotas utilizando a pulverização eletrostática / Adjuvant on spray solution physical properties droplets spectrum and electrification efficiency using electrostatic spraying

Os adjuvantes têm sido empregados na pulverização de agrotóxicos, entretanto, ainda se carece de informações sobre o efeito destes produtos, principalmente quando se emprega o sistema eletrostático. O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar dez soluções de pulverização (nove adjuvantes e uma testemunha), quanto às propriedades físicas (viscosidade e condutividade elétrica) e quanto ao espectro e a eficiência de eletrificação da gota na pulverização eletrostática. Utilizou-se um pulverizador eletrostático da marca Electrostatic Spraying Systems e modelo MB 4.0. Para avaliar a viscosidade, a metodologia de Ostwald foi utilizada, enquanto a condutividade elétrica foi determinada com uso de um condutivímetro, marca Marte e modelo MB-11. Na análise da carga elétrica presente na gota, utilizou-se a metodologia da gaiola de Faraday e a avaliação do espectro foi realizada por meio de um analisador de partículas a laser (Spraytech Malvern(r)). Os adjuvantes testados alteraram a viscosidade da calda, variando entre 0,94 e 1,03mPa s. Para a condutividade elétrica, observou-se que a água apresentou 67,7µS cm-1 e, com o uso de adjuvantes, o valor obtido foi de até 607,5µS cm-1. Quanto à eletrificação das gotas, houve aumento de até 50,14% na relação Q/M com o uso de adjuvantes, demonstrando que auxiliam na pulverização eletrostática. De forma geral, os adjuvantes reduziram o diâmetro das gotas pulverizadas.

Adjuvants have been used in pesticide spraying, however, there is a need of further information about the effect of these products, especially when employing the electrostatic system. Thus, the aim of this study was to evaluate ten spray solution (nine adjuvants + control) concerning on physical properties (viscosity and electrical conductivity) and concerning on droplet spectrum and efficiency of droplet electrification in electrostatic spraying. The electrostatic sprayer Electrostatic Sraying Systems, MB 4.0 model, was used for this experiment. The Ostwald methodology was used to evaluate the viscosity, while the electrical conductivity was measured using a conductivity meter Marte, MB-11 model. The Faraday cage was used for the analysis of electric charges in the droplets and the droplets spectrum was obtained by the particle size analyzer Malvern Spraytech. Adjuvants tested altered the viscosity of the spray solution between 0.94 and 1.03mPa s. For the electrical conductivity it was observed that the water had the mean conductivity of 67.7µS cm-1, and depending on the adjuvant type it was obtained values up to 607.5µS cm-1. For the droplets electrification, there was an increasing up to 50.14% in the C/M ratio by using the adjuvants, demonstrating that adjuvants may assist the electrostatic spraying. Generally, adjuvants reduced the droplet diameter.

Efeito do déficit de pressão de vapor d'água no ar na pulverização hidropneumática em alvos artificiais / Effect of the water vapor pressure deficit in the air on hydropneumatic spraying of artificial targets

Objetivou-se com este trabalho, estudar o efeito do déficit de pressão nos parâmetros da pulverização da ponta JA-2 em diferentes alturas do alvo, e discutir suas implicações na evaporação das gotas da pulverização. Para estudar os parâmetros da pulverização utilizaram-se etiquetas de papel hidrossenssível, fixadas em suportes de madeira a 0,5, 1,5 e 2,5 metros de altura, utilizando um pulverizador hidropneumático acoplado a um trator John Deere. O experimento foi montado em esquema fatorial (3 x 13), sendo três déficits de pressão de vapor e 13 pressões de pulverização com três repetições no delineamento de blocos casualizados. Os resultados indicaram que o aumento do déficit de pressão de vapor d'água no ar afetou a pulverização, reduzindo o tamanho de gotas. A altura do alvo influenciou nos parâmetros do espectro de gotas da pulverização. A percentagem de cobertura do alvo teve um aumento com o incremento do déficit de pressão de vapor d'água no ar e da pressão de trabalho. A densidade de gotas aumentou com a pressão de trabalho e reduziu com o déficit de pressão de vapor d'água no ar. A amplitude relativa foi maior com o aumento da pressão de trabalho e menor com o aumento do déficit de pressão de vapor d'água no ar.

The objective of this study was to evaluate the effect of pressure deficit on spraying parameters for the tip JA-2 at different target heights, and discuss its implications on the evaporation of spray droplets. To study the spray parameters, water-sensitive papers were fixed to a wood frame measuring 0.5 x 1.5 meters and 2.5 meters high, and a hydropneumatic sprayer was used attached to a John Deere tractor. The experiment was setup in a factorial design (3 x 13), consisting of three vapor pressure deficits and 13 spray pressures with three replications in a randomized block design. The results indicated that the increased vapor pressure deficit in the air affected spraying by reducing the droplet size. Height of the target influenced the spectral parameters of the spray droplets. The coverage percentage of the target increased with increases in the vapor pressure deficit in the air and working pressure. Droplet density increased with pressure and decreased with vapor pressure deficit in the air. The relative amplitude was greater with increasing working pressure and smaller with increasing vapor pressure deficit in the air.

Deposição e uniformidade de distribuição da calda de aplicação em plantas de café utilizando a pulverização eletrostática / Deposition and distribution uniformity of spray in coffee plants using electrostatic spraying

No âmbito da tecnologia de aplicação de agrotóxicos, a pulverização eletrostática é um sistema disponível comercialmente, no entanto, pouco empregado, devido à existência de algumas divergências quanto à eficiência desse sistema, razão pela qual o entendimento dessa tecnologia e suas interações com a planta tornam-se necessários. Nesse contexto, objetivou-se avaliar a utilização da pulverização eletrostática na cultura do café quanto à eficiência de deposição e a uniformidade de distribuição da calda de aplicação. Utilizou-se um pulverizador eletrostático, marca Electrostatic Spraying Systems, modelo ESS MBP 4.0. O experimento foi instalado no delineamento de parcelas subsubdivididas (2x3x6), com dois sistemas de pulverização (sistema eletrostático ligado e desligado), três partes da planta (superior, médio e inferior) e seis posições de coleta das folhas, com quatro repetições. Quanto à uniformidade de distribuição, observou-se que houve maior variabilidade na deposição, quando o sistema eletrostático permaneceu ligado, com maior deposição na parte externa do dossel. Os valores de coeficiente de variação para o sistema eletrostático ligado e desligado foi de 40,3 e 33,08%, respectivamente. O sistema eletrostático foi eficiente na pulverização em plantas de café e proporcionou aumento de 37% na deposição da calda de aplicação em relação ao sistema eletrostático desligado.

In the scope of the application technology of pesticides, electrostatic spraying is a system commercially available, however, little used because there is some disagreement as to the efficiency of this system, so understanding this technology and its interactions with the plant become necessary. In this context, the aim of this study was to evaluate the electrostatic spraying on coffee as to the deposition efficiency and distribution uniformity of spray. We used an electrostatic sprayer, manufactured by Electrostatic Spraying Systems Co., model ESS MBP 4.0. The experiment was set on split plot design, (2x3x6), with two spraying systems (electrostatic system on and off), three parts of the plant (top, medium and bottom) and six positions of leaves collection, with four replications. As for the distribution uniformity of spray, it was observed there was more variability in the deposition when the electrostatic system remained on, with higher deposition in the outer canopy. The coefficients of variation for the electrostatic system on and off were 40.3 and 33.08%, respectively. The electrostatic spraying system was effective in coffee plants and increased spray deposition of 37% compared to when the electrostatic system was off.

Developing a system to control the air flow of a pneumatic sprayer / Desenvolvimento de um sistema para o controle da vazão de ar de um pulverizador pneumático

Air flow is of great importance in pneumatic sprayers as it is related to droplets sprayed size. Currently, there is a deficiency in regulating air flow in these sprayers. This work aimed to develop a system to control air flow of a pneumatic sprayer (Berthoud), and evaluate, in relation to air flow, power demanded by PTO and technical parameters of spraying (VMD, coefficient of homogeneity, percent coverage and droplets density), related to air flow. The diaphragm valve was projected using the software CAD, which was later made in galvanized steel and fixed to the fan air inlet. Air flow and power demanded on PTO was evaluated in eight diaphragm aperture positions (100, 90, 80, 70, 60, 50, 40 and 30%), and also using water sensitive papers, parameters of spraying were evaluated through a range of 30 meters in five diaphragm apertures (100, 90, 80, 70 and 60%). At the end it was found that between aperture of 100 and 70%, the closing of diaphragm caused a decrease of 4.56% in air flow. From aperture of 60%, reduction of air flow was more evident, resulting in reductions in air flow of 14.08, 24.00, 35.37 and 47.09% for opening levels 60, 50 , 40 and 30% of diaphragm, respectively. The power demand decreased linearly as diaphragm was closed. The system proved to be efficient to control spraying parameters with reduction of air flow, it has also increased droplet size (VMD), therefore resulted in reducing droplets density. Coverage percentage was influenced only by distance, reducing it as distance from the spray nozzle increased. The coefficient of homogeneity decreased as increased air flow and distanced from the spray nozzle.

Nos pulverizadores pneumáticos, a vazão de ar é de grande importância uma vez que está relacionado ao tamanho das gotas pulverizadas. Atualmente, verifica-se que existe a deficiência na regulagem da vazão de ar, nestes equipamentos. Sendo assim objetivou-se com este trabalho desenvolver um sistema de controle de vazão de ar em um pulverizador pneumático (Berthoud) e avaliar quanto à vazão de ar, potência exigida na TDP, e os parâmetros técnicos da pulverização (DMV, coeficiente de homogeneidade, porcentagem de cobertura e densidade de gotas). Projetou-se o diafragma com o auxilio do programa computacional CAD e que posteriormente foi confeccionado em aço galvanizado e fixado na entrada de ar do ventilador. Avaliaram-se as vazões de ar e a potência exigida pela TDP em oito posições de abertura do diafragma (100; 90; 80; 70; 60; 50; 40 e 30%), e também, com o auxílio de etiquetas hidrosenssíveis, avaliou os parâmetros da pulverização, ao longo de uma faixa de 30 metros em cinco aberturas do diafragma (100; 90; 80; 70 e 60%). Ao final verificou-se que entre as aberturas de 100 e 70%, o fechamento do diafragma promoveu um decréscimo de 4,56% na vazão de ar. A partir da abertura de 60%, a redução da vazão de ar foi mais evidente, obtendo-se reduções na vazão de ar de 14,08; 24,00; 35,37 e 47,09% para as aberturas de 60, 50, 40 e 30% do diafragma, respectivamente. Quanto à exigência de potência, este reduziu linearmente à medida que se fechou o diafragma. O sistema demonstrou ser eficiente no controle dos parâmetros da pulverização, com a redução da vazão de ar, aumentou o tamanho das gotas pulverizadas (DMV), consequentemente acarretou na redução da densidade de gotas. A porcentagem de cobertura foi influenciada somente pela distância, reduzindo-o conforme se distanciou do bocal do pulverizador. O coeficiente de homogeneidade reduziu à medida que aumentou a vazão de ar e se distanciou do bocal do pulverizador.

Desempenho operacional de pontas hidráulicas na determinação de parâmetros da pulverização hidropneumática / Operational performance of nozzles in determining the parameters of the hydropneumatic spray

As pontas de pulverização hidráulicas são muito importantes nos pulverizadores hidropneumáticos e as principais responsáveis pela divisão do líquido em gotas. Neste trabalho objetivou-se estudar o desempenho operacional de dois conjuntos de pontas de jato cônico, em quatro pressões. Avaliou-se a vazão das pontas, a influência da pressão no ângulo de abertura do jato, o coeficiente de descarga e a uniformidade de distribuição volumétrica na faixa de pressão de 414 a 1448 kPa. As pontas de pulverização JA-1 e JA-2 apresentaram vazões, estatisticamente, iguais às fornecidas pelo fabricante. O ângulo do jato de pulverização modificou-se de forma significativa apenas nas pontas JA-2, com a elevação da pressão de 414 para 620 kPa. O coeficiente de descarga dos dois conjuntos de pontas foi inferior ao valor proposto para orifícios de fluxo turbulento, com menores valores para a série com menor diâmetro do orifício. A distribuição volumétrica foi bastante variável, em função da vazão nominal e da pressão.

The hydraulic spray nozzles are highly important in hydropneumatic sprayers, since they are the main responsible by the division of the liquid into drops. This study was targeted to the operational performance of two sets of conical jet nozzles at four pressures. The following variables were evaluated: the nozzle flow rate; the influence of the pressure upon the jet opening angle; the discharge coefficient; and the uniformity of the volumetric distribution at the pressure range from 414 to 1448 kPa. The flow rates provided by the spray nozzles JA-1 and JA-2 were statistically equal to those provided by the manufacturer. The angle of the spray jet was significantly modified only in the JA-2 nozzles when the pressure was increased from 414 to 620 kPa. The discharge coefficient of both nozzle sets was bellow that value obtained by the turbulent flow orifice, but lower values were obtained for the set with lower orifice diameter. The volumetric distribution quite variable as a function of the nominal flow rate and pressure.

Desenvolvimento de um dispositivo eletrônico para atração de gotas da pulverização eletrostática em plantas cítricas / Development of an electronic device for attraction drops of the electrostatic spraying in citric plants

Este trabalho teve como objetivo desenvolver um dispositivo para promover a atração de gotas carregadas eletricamente para o interior do dossel de plantas cítricas, visando reduzir o impacto ambiental causado pelos agrotóxicos. Foram distribuídos condutores metálicos no interior do dossel das plantas da laranja Pêra, com o propósito de atrair as gotas. Assim como etiquetas hidrossensíveis nos terços superiores, médios e inferiores, em três profundidades do dossel. As pulverizações foram realizadas com e sem carga, combinadas com a presença e ausência do dispositivo proposto. A eficiência da pulverização eletrostática e do dispositivo proposto foi baseada na densidade de gotas que variou de 112 a 147 gotas cm-2 sem e com carga, respectivamente, e na cobertura que variou de 10,7% a 12, 1% na parte inferior e superior, nas diferentes regiões da planta, não ocorrendo diferenças significativas entre os tratamentos. Em todas as condições estudadas, a maior densidade de gotas e a maior cobertura foram obtidas na parte externa do dossel.

This study aimed to develop a device to promote the attraction of electrically charged droplets to the inner part of the citrus plants, to reduce the environmental impact caused by pesticides. Metallic conductors were distributed in the inner part of the orange Pear canopy, in order to attract the droplets. Water sensitive papers were distributed onto the upper, middle and bottom part of the plant, at three different depths of the canopy. The spraying was performed with and without charging, combined with the presence and absence of the proposed device. The efficiency of electrostatic spraying and the mechanism proposed was based onto the droplets density ranging from 112.08 to 146.76 cm- 2 droplets with and without charging, respectively, and onto the coverage ranged from 10.75 to 12.12 % in the inner and superior part, in different regions of the plant, not occurring significant difference between the treatments. In all conditions studied, the highest droplets density and coverage were obtained on the outer part of the canopy.

Deposição de calda em eucalipto utilizando pulverização pneumática / Deposition of sauce in eucalyptus spray using pneumatic

O eucalipto é uma das espécies de maior importância dentro do sistema brasileiro de produção da madeira. A área plantada tem aumentado anualmente, com isso as pragas passam a exigir maiores investimentos. O trabalho foi conduzido no Município de Belo Oriente-Minas Gerais, no campo de reflorestamento de Eucalyptus grandis da Celulose Nipo-Brasileira (CENIBRA). Foram conduzidos dois experimentos variando a vazão de ar do ventilador que foram 11300 m3 h-1 e 13250 m3 h -1, alterando a rotação na Tomada de Potência de 540 para 650 rpm. As aplicações foram realizadas utilizando três índices de volumétricos, três alturas no dossel e três posições na planta em relação ao pulverizador. O objetivo foi determinar a deposição da calda nas folhas do eucalipto. As folhas com corante alimentício Azul Brilhante foram acondicionadas em sacos plásticos e lavadas em 100 mL de água destilada para leitura da absorção no espectrofotômetro. As aplicações foram realizadas com um pulverizador de jato projetado adaptado para direcionar o jato de ar verticalmente a alturas superiores a 20 metros. O pulverizador utilizado mostrou-se eficiente para aplicação de fitossanitários em árvores adultas de eucalipto. Porém, o aumento no volume de ar não aumentou a deposição da calda.

Eucalyptus is a species of great importance in the Brazilian system of production of wood. The area planted has increased annually, with the plagues that will demand larger investments. The work was conducted in Belo Oriente, Minas Gerais, in the field of reforestation of Eucalyptus grandis Celulose Nipo-Brasileira (CENIBRA). Two experiments were conducted by varying the flow of air from the fan who was 11300 m3 h-1 and 13250 m3 h-1, changing the rotation of the power socket 540 to 650 rpm. The applications were performed using three indices of volumetric three heights in the canopy and three positions at the plant in relation to the spray. The objective was to determine the spray deposition on leaves of the eucalyptus. Leaves with Brilliant Blue food dye were placed in plastic bags and washed in 100 mL of distilled water to reading the absorption spectrophotometer. The applications were performed with a spray jet adapted designed to direct the jet of air vertically to heights exceeding 20 meters. The sprayer was efficient for the application of pesticides in adult trees of eucalyptus. However, the increase in air volume did not increase the deposition of solution.

Avaliação de pontas de pulverização hidráulicas na aplicação de fungicida em feijoeiro / Evaluation of hydraulic spray nozzles for fungicide application on common beans

As pontas de pulverização são um dos componentes mais importantes dos pulverizadores hidráulicos para aplicação de agrotóxicos por afetarem as características do jato emitido. Este estudo teve como objetivo avaliar três pontas de pulverização hidráulicas (jato plano padrão, jato plano antideriva e jato cônico vazio) no controle de doenças do feijoeiro. O fungicida clorotalonil foi aplicado aos 20, 30, 40 e 50 dias após a emergência (DAE), num volume de água de 125 L ha-1. Para comparação, foi utilizada uma testemunha que não recebeu o defensivo. Empregou-se o delineamento em blocos ao acaso, com quatro repetições. Os primeiros sintomas da antracnose, da mancha-angular e da ferrugem foram observados já aos 20 DAE. A densidade de gotas obtida com as três pontas de pulverização foi superior a 60 gotas cm-2. As três pontas proporcionaram controle satisfatório das doenças e não houve diferença entre pontas. Em média, o aumento da produtividade devido ao fungicida foi de 76 por cento, em relação à testemunha.