Universidad Nacional de Tucumán FACULTAD DE AGRONOMÍA Y ZOOTECNIA Cátedra de Terapéutica Vegetal

DISPERSIÓN AÉREA DE PLAGUICIDAS

Año 2009

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DISPERSIÓN AÉREA DE PLAGUICIDAS

La aviación agrícola es una rama de la aviación comercial empleada en la producción y protección de los cultivos. En consecuencia la dispersión aérea comprende no solamente la aplicación de diversos plaguicidas como ser insecticidas, fungicidas, herbicidas y fertilizantes, sino que también se emplea en la siembra de algunos cultivos de interés agrícola o forrajero, o en el control de incendios forestales entre otras aplicaciones. Las aplicaciones aéreas exigen un compromiso con la operación agrícola y aeronáutica, debiéndose conocer tanto el uso y manejo correcto de los plaguicidas para efectuar un control eficiente de las plagas y minimizar los riesgos de contaminación ambiental, como el conocimiento de la técnica de vuelo. En el pasado hubo tendencia a modificar las aeronaves existentes para adaptarlas a las tareas agrícolas. En la actualidad se diseñan y desarrollan aviones especiales para uso agrícola.

COMPONENTES DEL EQUIPO DE APLICACIÓN Las aeronaves diseñadas para la dispersión de formulaciones de plaguicidas pulverizables constan de los siguientes componentes: a) Depósito o tanque del caldo plaguicida: construido en acero inoxidable o fibra de vidrio, con capacidad variable según la potencia del motor, pudiendo llegar hasta los 2000 litros. Se sitúa en la parte inferior del fuselaje, presentando una tapa hermética en la parte superior, por la cual se efectúa la carga del caldo plaguicida. En su interior presenta rompeolas para evitar oscilaciones en el equipo durante los virajes bruscos. También posee una válvula para la descarga instantánea del caldo contenida en el tanque frente a una situación de emergencia. Las cargas líquidas pueden evaluarse con exactitud desde la cabina del piloto, ya sea mediante la disposición de una claraboya transparente ubicada en la parte posterior del tanque, la cual se encuentra graduada según el volumen del mismo, o mediante un tubo comunicante que sale de la parte inferior del tanque y que indica el nivel del caldo en su interior. La verificación del nivel del caldo en tanque por parte del piloto es importante para comprobar la carga en vuelo, evitando que quede vacío al efectuar las pasadas. La densidad del caldo plaguicida es un factor importante a considerar en la operación de carga en el tanque del avión, para evitar una carga excesiva en el mismo como consecuencia de cargar el mismo volumen, pero con un producto más denso.

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b) Filtros: retienen materiales que pueden ocasionar obstrucciones en el sistema. Por lo general existen cuatro puntos de filtrado, ubicándose el primero de ellos en la boca de carga. Otro punto de filtrado se ubica en la entrada de la bomba para su protección, ubicándose los demás punto de filtrado entre la bomba y la barra o en la barra, y en los portapicos. En este último punto de filtrado, el tamaño de la malla del filtro debe ser más pequeña que el orificio de salida de la boquilla. c) Bomba: suministra el caldo a presión en el equipo atomizador. Las presiones normales de trabajo están comprendidas entre 20 y 80 PSI. Las bombas pueden ser centrífugas o de engranajes. Estas últimas son menos frecuentes. La bomba centrífuga puede funcionar sin válvula de seguridad y debe instalarse en el punto más bajo del sistema para que quede cebada. El accionamiento de las mismas puede ser eléctrico, hidráulico o mecánico, siendo en este último caso mediante el motor o por un molinete situado en la corriente de aire originada por la hélice. El accionamiento mediante molinete es relativamente barato y sencillo, pero ineficiente debido a variaciones ante cambios de potencia y de velocidad del aire. En helicópteros no se emplean bombas accionadas por molinete debido a la baja velocidad del aire. Cuando se emplea bomba accionada por molinete es importante contar con sistema de frenado con el cual el piloto pueda parar la bomba durante vuelos de traslado, lo cual evita el deterioro excesivo y el exceso de velocidad de rotación del molinete si la bomba queda descargada. d) Regulador de presión: es una válvula manejable en vuelo, ubicada en el retorno al tanque. Al cerrarse la válvula, la presión del sistema aumenta, siendo el máximo cuando la válvula está completamente cerrada. Por esta razón debe existir una válvula de derivación (“by – pass”) que permita al caldo presurizado retornar al tanque, evitando rotura de tuberías y proporcionando agitación continua. e) Manónetro: el mismo debe ser visible desde la cabina del piloto. No se debe instalar ninguna tubería que trabaje a presión en la zona próxima a la cabina, ya que cualquier derrame por falla en la tubería sería un riesgo para el piloto. f) Válvula de control: controla el caudal del caldo plaguicida lanzado por el avión, la cual se maneja desde la cabina mediante una palanca. Consiste en una válvula de tres vías (“by – pass”) que permite al caldo pasar a la barra o volver al tanque (figura nº 1).

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Figura nº 1. Válvula de tres vías para dispersión aérea. g) Tuberías: las mismas presentan un retorno al tanque, lo cual puede estar diseñado para que el caldo recircule continuamente cuando la bomba está accionada, evitando la sedimentación en tanque del plaguicida. h) Equipos de dispersión: existen dos sistemas mediante los cuales se puede dispersar el caldo plaguicida, siendo ellos representados por las boquillas hidráulicas y los atomizadores rotatorios. La función de estos dispositivos es fraccionar el caldo en gotas pequeñas. Estos dispositivos están provistos de válvula antigoteo. Los componentes descriptos precedentemente pueden observarse en el esquema de un sistema de pulverización aéreo típico (figura nº 2).

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Figura nº 2. Esquema del sistema de pulverización aéreo.

EQUIPOS ATOMIZADORES

Sistema de barra y boquillas hidráulicas El caldo impulsado a presión mediante la bomba ingresa a la barra que está montada a lo largo de las alas. La barra es un cilindro hueco, barra o botalón húmedo, pudiendo ser de sección transversal aerodinámica, provista de tapones en los extremos para facilitar su limpieza. Las boquillas están ubicadas a lo largo de la barra, en número variable entre 25 y 50. La boquilla comúnmente empleada es de diafragma-difusor con proyección en forma de cono hueco. También se pueden emplear boquillas de diafragma-difusor con proyección en cono lleno y las boquillas de abanico plano. Los portapicos presentan un sistema antigoteo, compuesto por un diafragma accionado por un resorte antagonista que impide el paso del caldo a la boquilla en el momento en que la presión de la barra cae por debajo de la presión de trabajo. De esta manera, al final de la pasada se logra un corte completo del flujo evitando daños en lotes vecinos por los cuales sobrevuela el avión durante su viraje (figura nº 3).

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Figura nº 3. Válvula de retención de diafragma.

La modificación del espectro de gotas generadas por boquillas hidráulicas puede modificarse mediante la variación en los caudales erogados por las mismas, por reemplazo de sus componentes en el portapicos, como así también por la modificación de la orientación de las boquillas con respecto a la dirección de avance de la aeronave. En esta última situación, las gotas formadas por las boquillas se ven afectadas por la corriente de aire producida en vuelo. El ángulo que forman las boquillas respecto a dicha corriente de aire, incide en el tamaño de gotas cuando descargan el caldo. Si las boquillas se colocan orientadas hacia adelante, en un ángulo de 45º, se producirán gotas con diámetro pequeño. Si las boquillas se orientan hacia atrás, en un ángulo de 180º, se producirán gotas de mayor diámetro. Entre estas dos posiciones se pueden obtener gotas con diámetros intermedios con respecto a los puntos mencionados precedentemente. El diámetro medio volumétrico obtenido en cada posición dependerá de la combinación de diafragma y difusor seleccionada, de la presión de trabajo, de la velocidad de vuelo y del vehículo de dispersión utilizado. Lo mencionado puede observarse en la figura nº 4.

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Figura nº 4. Orientación de las boquillas en relación a la corriente de aire.

La variación de la presión de trabajo, dentro del rango recomendado por el fabricante de boquillas, puede producir variaciones en el espectro de gotas formadas por una determinada boquilla, pero no se deben exceder los límites de presión recomendados para no sobrecargar de presión las tuberías, ni dar lugar a la formación de gotas de mayor diámetro cuando disminuye la presión. Atomizadores rotatorios Estos dispositivos dispersores pueden ser accionados eléctricamente o mediante molinetes que emplean la corriente de aire generada por el desplazamiento de la aeronave. Los atomizadores comúnmente empleados corresponden a los modelos Micronair en dos variantes, siendo ellas el Micronair AU 3000 y Micronair AU 5000. Son atomizadores de tambor de malla rotatorios. Consiste en un cilindro de malla metálica que gira alrededor de un eje fijo unido a una armadura que lo fija a la aeronave en el caso del atomizador compacto Micronair AU 3000, o a una barra en el caso del Mini Micronair AU 5000. Estos atomizadores son accionados por la corriente de aire que incide sobre un molinete de 5 palas en el modelo AU 3000, o de 3 palas en el modelo AU 5000, el cual

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está encastrado en un rodete que mueve todo el montaje. El ángulo de las palas es ajustable y se modifica para fijar la velocidad angular (rpm). Las palas del molinete presentan diferentes diseños, pudiendo ser rectas o retorcidas, lo cual influye también sobre la velocidad angular del molinete. Para la formación de las gotas, el caldo plaguicida procedente de la barra ingresa por el vástago hueco del atomizador y se descarga a través de una lámina deflectora que lo distribuye uniformemente hacia la parte delantera y trasera del tambor. El caldo se fracciona en gotas gruesas al atravesar el tubo difusor, y luego se atomiza completamente al ser lanzado por la fuerza centrífuga contra el tambor de malla rotatorio. El esquema de estos atomizadores puede observarse en la figura nº 5.

Figura nº 5. Corte esquemático de un atomizador de tambor rotatorio.

El caudal erogado por el atomizador es controlado por un disco dosificador colocado en el paso del caldo hacia el tubo difusor. Las modificaciones en el caudal se logran variando el tamaño del orificio del disco dosificador mediante la unidad restrictora variable. Esta unidad consiste en un disco fijo que tiene 7 orificios de distinto diámetro alrededor de su circunferencia, el cual representa el disco dosificador. Además consta de un disco selector que gira sobre el disco dosificador, y presenta un solo orificio de mayor diámetro que los orificios del disco fijo (figura nº 6).

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Figura nº 6. Corte esquemático de una unidad restrictora variable.

El disco dosificador estándar de la unidad dosificadora variable identificado con números impares proporciona caudales desde 0,154 hasta 24,43 l/min. en el modelo Micronair AU 3000. La modificación del espectro de gotas generadas por atomizadores rotatorios puede realizarse mediante la variación del caudal de descarga, efectuado por medio de la unidad dosificadora variable, o por la variación de la velocidad angular del tambor rotatorio, para lo cual se debe seleccionar el ángulo de ataque de las palas y su diseño. Para garantizar el corte instantáneo de la pulverización, las aeronaves provistas de atomizadores rotatorios pueden disponer de válvulas hidráulicas de corte, o válvulas de corte de diafragma (antigoteo). El modelo Micronair AU 5000 está provisto de válvulas antigoteo. Durante las maniobras de viraje del avión en la cabecera, se debe parar la rotación del atomizador mediante un freno hidráulico montado en el rodete giratorio, el cual incide sobre un disco de frenado. La velocidad angular del molinete es determinada mediante el sensor del tacómetro, ubicado generalmente en uno de los atomizadores. Para ello, un transductor magnético sigue la rotación de un objeto ferroso ubicado en uno de los pernos de sujeción de las palas, midiendo su velocidad y transmitiéndola a la cabina. La velocidad de rotación de un atomizador puede disminuir 100 rpm cuando está atomizando. El número de atomizadores a colocar en la aeronave varía según se trate del Micronair AU 3000 o 5000. Generalmente en una avioneta de características similares a Piper Pawnee se equipa con 4 atomizadores compactos Micronair AU 3000. En avionetas mayores pueden instalarse hasta 6 atomizadores de esta característica. Los atomizadores Mini Micronair AU 5000 son más pequeños que los anteriores y se instalan directamente sobre la barra, recomendándose instalar un número mínimo de 6 unidades para garantizar uniformidad en la distribución del caldo en todo el ancho de labor.

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UBICACIÓN Y NÚMERO DE BOQUILLAS O ATOMIZADORES Cuando se efectúa una aplicación inferior a 15,25 metros de altura, no se deben ubicar las boquillas a distancias iguales a lo largo de la barra, desde un extremo a otro del ala. Ello se debe a las características del flujo de aire generadas por el desplazamiento del avión. Este movimiento produce numerosos vórtices, de los cuales los tres mayores son los causados por la hélice y por el extremo de las alas. El vórtice de la hélice es un flujo en espiral alrededor del fuselaje, en la dirección de rotación de la misma. Así en las avionetas en las que la tracción de la hélice se realiza hacia la derecha, parte del caldo emitido por la barra cerca del nacimiento del ala, del lado de estribor, tiende a desplazarse por debajo del fuselaje y cruzarse al lado de babor. Este efecto es mucho mayor en avionetas más potentes. Por este motivo se colocan boquillas suplementarias del lado de estribor. Si bien el vórtice del extremo del ala incrementa el ancho de labor, superando la envergadura de la aeronave, tiene un efecto negativo al elevar las gotas más finas, ubicándolas en posiciones desde las cuales pueden derivar a mayores distancias. Para evitar estas pérdidas, el diseño constructivo del avión presenta barra cuyo extremo está situado a un metro desde el extremo del ala. Los vórtices del extremo del ala aumentan de tamaño e intensidad cuando la velocidad de vuelo disminuye, lográndose de este modo, un incremento en el ancho de labor y en la penetración en la canopia del cultivo. Esta disminución en la velocidad tiene un límite, teniendo en cuenta los aspectos de seguridad y la necesidad de mantener un margen de velocidad que permita evitar obstáculos y elevarse al final de la pasada para efectuar un giro pronunciado subiendo a 30 metros de altura. El ancho de labor y la uniformidad en la distribución de las gotas en el mismo están determinados por la altura de vuelo; cuando se vuela próximo al sustrato, menor altura, disminuye el ancho de labor y la uniformidad en la distribución de las gotas. Por este motivo, la distancia entre la aeronave y el sustrato debe ser aproximadamente la mitad de la envergadura alar si se procura lograr una distribución óptima del producto y reducir el número de pasadas.

CLASIFICACIÓN DE DISPERSIONES AÉREAS SEGÚN VOLÚMENES DE APLICACIÓN

Volumen Alto volumen Bajo volumen Ultra bajo volumen Ultra ultra bajo volumen

Cultivos de porte bajo (l/ha) > 75 5 – 75 75 10 – 75 < 10

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PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACIÓN DE EQUIPOS DISPERSORES AÉREOS 1º) determinación de la velocidad de vuelo. 2º) determinación del ancho de labor. 3º) determinación del caudal erogado por la boquilla o atomizador, lo cual posibilitará dispersar correctamente el volumen de aplicación seleccionado. Luego de obtener los valores correspondientes al punto 1 y 2, se procede al cálculo del caudal Para ello se procede luego de la obtención de los datos indicados en el punto 1 y 2, a la determinación empírica del caudal individual de cada boquilla o atomizador mediante la siguiente expresión: q= Q.v.a 600 . N siendo, q = caudal del atomizador o boquilla en litros por minuto Q = volumen de aplicación V = velocidad de vuelo en km / h. a = ancho de labor N = número de atomizadores o boquillas funcionales en el equipo dispersor

El valor del caudal obtenido empíricamente para una boquilla hidráulica o un atomizador rotatorio, correspondiente a las condiciones operativas particulares de cada lote a dispersar, las cuales intervienen en la fórmula detallada precedentemente, permitirán su selección en las tablas conteniendo los caudales de descarga de los dispositivos mencionados. Si se trata de un atomizador rotatorio, se selecciona el número del orificio del disco dosificador y su presión de trabajo, mientras que para una boquilla hidráulica con proyección en forma de cono, se selecciona la combinación de diafragma y difusor considerando también la presión de trabajo recomendada por el fabricante.

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PARÁMETROS A CONSIDERAR EN LA DISPERSIÓN DE LOS DIVERSOS PLAGUICIDAS

Aplicación de FUNGICIDAS Modo de acción Sistémico Tratamiento Foliar Sistema de aplicación Bajo volumen Volumen de aplicación 20 - 50 l/ha DMV 200 - 400 µ Espectro de gotas Cobertura 30 - 40 gtas/cm2 C.V. Ancho de labor Altura de vuelo Boquillas

Micronair AU 3000 Micronair AU 5000

Tipo Número Presión Ángulo de las palas Número Ángulo de las palas Número

< 50 % 20 m 2a4m Cono hueco 37 20 - 40 PSI 55° a 65° 4 55° a 65° 6a8

Contacto Foliar Bajo volumen 20 - 50 l/ha 200 - 400 µ > 70 gtas/cm2 < 50 % 20 m 2a4m Cono hueco 37 20 - 40 PSI 50° 4 55° a 65° 6 a 10

Aplicación de INSECTICIDAS Tratamiento Foliar Foliar Sistema de aplicación Ultra bajo volumen Bajo volumen Volumen de aplicación < 5 l/ha 10 - 30 l/ha DMV 100 - 200 µ 200 - 400 µ 2 Espectro de gotas Cobertura 20 - 30 gtas/cm 20 - 30 gtas/cm2 C.V. 50 - 70 % < 50 % Ancho de labor 25 m 20 m Altura de vuelo 4a5m 2a4m Tipo Cono hueco Cono hueco Boquillas Número 37 37 Presión 30 - 40 PSI 20 - 40 PSI Ángulo de las Micronair AU palas 35° a 50° 55° a 65° 3000 Número 4 4 Ángulo de las Micronair AU palas 35° a 45° 55° a 65° 5000 Número 4a8 6a8

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Aplicación de HERBICIDAS Momento de aplicación Pre-emergente Tratamiento Suelo Sistema de aplicación Bajo volumen Volumen de aplicación 20 - 50 l/ha DMV > 400 µ Espectro de gotas Cobertura 30 - 40 gtas/cm2 C.V. Ancho de labor Altura de vuelo Tipo Boquillas Número Presión Ángulo de las palas Micronair AU 5000 Número

< 30 % 15 m 2a4m Cono hueco 37 20 - 30 PSI 75° a 85° 6 a 10

Pos-emergente Foliar Bajo volumen 20 - 50 l/ha 200 - 400 µ > 70 gtas/cm2 < 30 % 15 m 2a4m Cono hueco 37 20 - 40 PSI 65° a 75° 6 a 10

Ing. Agr. Ricardo Pace Jefe de Trabajos Prácticos Cátedra Terapéutica Vegetal FAZ - UNT