Tabla 1. Incremento relativo de deposición obtenido sobre

Tabla 1.
Incremento relativo de deposición obtenido sobre diferentes
objetivos con la pulverización electrostática.
Tipo de objetivo
Comparación de aplicación
Cargada vs No cargada 1 Cargada vs Convencional 2
Col
7,0*
2,9
Brócoli
1,8*
1,9*
Algodón
2,5*
N/A
Maíz
2,0*
4,4*
Esfera metálica lisa
7,0*
7,8*
Esfera metálica con punta
3,5*
3,5*
Plato metálico horizontal
2,5*
1,6*
Plato metálico vertical
3,0*
24,0*
1 Pulverizado con boquilla neumática a 9,4 L/ha
Pulverización convencional con boquilla hidráulica a 75 L/ha
* Nivel de significancia del 99% (Fuente: LAW, 1983)
2
Existen también estudios que reportan un mejoramiento no solo en la deposición
sino en la distribución del producto depositado por todas partes del follaje de la
planta (Law, 1982). En los estudios realizados se encontró que las plantas
maduras de algodón exhiben una respuesta diferente, y poco explicable, con
relación a la aplicación electrostática debido a que a partir de una carga de -3 f.lA
la deposición disminuye, lo que supone un nivel óptimo de carga de las gotas.
Para remediar esto se desarrolló y patentó un sistema de control y monitoreo que
permite mantener el nivel óptimo de carga permitiendo la máxima deposición
sobre el objetivo (Patente US #4168327 de 1979).
7.2. Eficiencia en el control de plagas, enfermedades y malezas.
7.2.1. Control de dos plagas del algodón con tratamientos electrostáticos y
convencionales.
Se ha estudiado también si la capacidad de incrementar la deposición con la
pulverización electrostática tiene un mayor efecto para el control de plagas. Se
emplearon para esto equipos como los mostrados en las Figuras 15 y 16 en
evaluaciones de campo durante un período de 10 años. Una amplia variedad de
defoliantes e insecticidas comúnmente utilizados en diferentes presentaciones
como soluciones, concentrados emulsificables y polvos húmedos se aplicaron en
ensayos realizados con algodón y con otros cultivos.
19
I
Figura 15. Prototipo de pulverizador electrostático para aplicaciones en tres
hileras. (Law y Milis, 1980)
Figura 16. Pulverizador electrostático de doce hileras. (Fuente: Law, 1983)
Las hipótesis de trabajo en los experimentos de campo desarrollados fueron:
- La aplicación electrostática con la mitad de la dosis de ingrediente activo (lA) de
pesticida en 9,4 litros de mezcla/ha, proporciona un nivel de control del insecto al
menos satisfactoriamente igual al obtenido con la aplicación convencional de la
dosis completa de lA recomendada y preparada en 5 a 10 veces el volumen de la
mezcla.
- Media dosis de tratamiento electrostático suministra un nivel de control del
insecto superior al obtenido con la mitad de la dosis de lA aplicado por el método
convencional de pulverización.
Un total de 10 aplicaciones con 8 replicaciones de 6 pesticidas del tipo órgano
fosforados y piretroides sintéticos fueron realizados durante la estación de 1980
en lotes de algodón de 0,3 ha, evaluando la eficacia del control de poblaciones de
20
insectos mediante técnicas entomológicas.
resultados obtenidos .
En la Tabla 2 se resumen los
Tabla 2. Resultados
en el control de dos plagas del algodón con
pulverización electrostática y convencional.
Daño ocasionado por la plaga después del
Tratamiento de pulverización
tratamiento (%)
Gusano rosado
Insecto picudo
Electrostático, dosis completa
4,1 a*
4,7 a
Electrostático, media dosis
7,2 a
6,1 a
Convencional, dosis completa
7,7 a
7,4 a
Convencional, media dosis
13,Ob
16,6b
15,1 b c
18,4 bc
Electrostático, cuarto de dosis
19,5 c
24,3 c
Convencional , cuarto de dosis
*Tratamientos seguidos de la misma letra no presentan diferencia estadfstica a un nivel del 95% de
significancia. (Fuente: Law, 1983).
Law (1983) concluye de sus estudios de transferencia de masa en la deposición
de gotas y de los ensayos de control en campo que quedan verificados y
aceptados los conceptos y los sistemas de aspersión electrostática diseñados por
su grupo de trabajo .
7.2.2. Evaluación con producto biológico Bacillus thuringiensis.
Law y Milis (1980) evaluaron la aspersión electrostática a bajo volumen de un
insecticida microbiológico, Bacil/us thuringiensis (Thuricide HPC), en cultivo de
brócoli. Como la capacidad de carga de las gotas de un pesticida por inducción
electrostática depende principalmente de la resistividad de la mezcla, se realizaron
medidas de esta propiedad a la mezcla de Bacillus thuringiensis en función del
porcentaje de dilución en agua bien agitada a 22°C (Figura 17).
12
o~~~~~~~~~~
o
10
20
30
40
50
60
70
OILUTION RATIO, (Po". H20/Pa". P..'Icide)
Figura 17. Resistividad eléctrica de diluciones de Bacillus thuringiensis.
(Law y Milis, 1980)
21
Se obseNó que a mayor dilución del producto mayor resistividad, alcanzando un
máximo de 12,4 Q-m en la proporción de mezcla 70: 1. Para las disoluciones de
aplicación en campo los valores de resistividad están en el rango de 0,8 a 1,6 Q­
m, valores que están dentro del inteNalo adecuado de carga que maneja la
boquilla de electrodo empotrado, utilizada en el rango de 10-2 a 105 Q-m en otro
trabajo (Law, 1978).
Para una dilución típica de 3:1 (Agua: HPC), la carga real del líquido en función del
voltaje OC de entrada de la boquilla se muestra en la Figura 18.
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0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
CHARGING VO LTAG E , (+ kVI
Figura 18. Características de la carga de una suspensión de Bacillus
thuringiensis en una boquilla con electrodo empotrado. (Law y Milis, 1980)
Una máxima relación carga/masa de -11,3 mC/kg fue alcanzada en esta mezcla
con un voltaje de electrodo relativamente bajo de 1,2 kV Y una potencia menor de
0,25 W (valores de manejo práctico y seguro en campo). Para un nivel medio de
carga (por ejemplo -6)lA) se pueden elevar en contra de la gravedad gotas con un
diámetro típico de 20 flm en un campo eléctrico ascendente de casi 2 kV/m.
Experimento 1. Se comparó el efecto de la aspersión electrostática utilizando dos
dosis menores de HPC con la aplicación convencional hidráulica, con la dosis
completa y con un testigo sin aplicación, para el tratamiento de tres plagas de las
hojas de un cultivo de brócoli sembrado durante dos estaciones.
22
En la Tabla 3 se presentan los resultados obtenidos . El mejor tratamiento resultó
ser el electrostático, con media dosis, obteniéndose el menor porcentaje de daño
(1,9%) . En la Figura 19 se muestran algunos grados de daño típicos resultantes
después de aplicar los tratamientos.
Tabla 3. Eficiencia de control en campo de plagas de brócoli alcanzada con
aplicaciones de Bacillus thuringiensis.
Descripción del tratamiento
Daño foliar
Dosis
Juzgamiento
Trat
Boquilla
área consumida %
visual
1. A.
l/ha
1
Testigo
severo
o
o
8,5 a*
2
TX-8
Completa
75
Fuerte
4,9 ab
3
Electrostática
1/2
9,35
Muy ligero
1,9 b
Electrostática
1/3
4
9,35
Muy ligero
5,2 ab
*Prueba Duncan al 5% (Fuente: Law y Milis, 1980)
Figura 19. Niveles de control de plagas obtenidos en brócoli con diferentes
dosis de pulverización convencional y electrostática. (Law y Milis, 1980)
El autor concluye que la aplicación de agentes de control biológico mediante la
tecnología de pulverización electrostática ofrece un medio para incrementar el
control de la plaga con la consecuente reducción de pesticida por hectárea.
23
Experimento 2. En laboratorio se realizó un estudio de análisis de producto
depositado sobre plantas de brócoli en macetas, pulverizadas con aspersión
hidráulica y electrostática empleando un trazador fluorescente con un surfactante
para identificar el ingrediente activo . En la Tabla 4 se presentan los resultados.
Tabla 4. Deposición de producto trazador asperjado sobre plantas de brócoli.
Descripción de tratamiento
Deposición de trazador en la planta
Tipo boquilla
Dosis
(L/ha)
Convencional TX-8
Electrostática (O flA)
Electrostática (-6 flA)
75
9,35
9,35
Descarga
trazador
2
(llg/cm )
1,83
1,83
1,83
Densidad de
área (llg/cm 2 )
Relación de
deposición
46,6
49,3
75,9
1,00 a*
1,06 a
1,63 b
*Prueba Duncan a11% (Fuente: Law y Milis, 1980)
La aspersión electrostática presentó un 63% de mayor depósito de material
trazador sobre el follaje que la aspersión convencional. Aunque no se realizó un
registro de la distribución del producto depositado, el autor observó
cualitativamente bajo luz ultravioleta una mejor cobertura del líquido asperjado
electrostáticamente por ambos lados de las hojas, en los tallos verticales y entre
las superficies "escondidas".
7.2.3. Evaluación de Deposición de producto trazador en Brócoli.
Law, 1982 posteriormente midió la densidad de deposición (llg/cm 2 ), hoja a hoja,
en plantas de brócoli para comparar las características de transferencia de masa
de las gotas cargadas, gotas sin cargar, y gotas pulverizadas con una boquilla de
aspersión hidráulica convencional.
El ensayo se realizó en invernadero con plantas en macetas metálicas que tenían
de 8 a 10 hojas por debajo de la yema axial. Las características de aplicación
(dosis y tipo de boquilla) fueron las mismas a las del experimento anterior. Las
hojas fueron secadas y sometidas a análisis fluorescente de trazas para
determinar la deposición de producto en una.
2
En la Tabla 5 se muestran los resultados obtenidos en deposición (llg/cm ) para
los tres tratamientos de pulverización; electrostática con y sin carga, y
pulverización convencional hidráulica . Analizando por posiciones de las hojas, no
se presentaron diferencias estadísticas en la deposición obtenida con los tres
métodos en la parte más alta (hoja #1) Y en las partes más bajas de la planta
(hojas # 7, 8 Y 9) . En las hojas de posiciones intermedias, hubo diferencias
significativas con relación a los tratamientos con gotas no cargadas .
24
Tabla 5. Deposición media de trazador sobre hojas de brócoli a diferentes
alturas para tres métodos de pulverización (T)g/cm 2).
Hoja #
Cargada
Método de pulverización de la gota
Sin cargar
Convencional
(superior) 1
2
3
4
216 a
67 b c
78 b
66 b c
49 b c
34 b c
27 c
34 b c
31 b
233 a*
136 b
89 b c
114 b c
5
6
93 b
c
74 b c
49 c
63 c
43 b
7
8
9
(inferior) 161 a
33 b
39 b
37 b
46 b
53 b
37 b
56 b
55 b
* Prueba de Duncan a110% (Fuente: Law, 1982)
En la Figura 20 se muestra un comportamiento lineal entre la masa del producto y
el área foliar, siendo mayor la constante de proporcionalidad para el método de
aspersión electrostático y menor para el método convencional hidráulico (Law,
1982).
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15(10 _
E
TARGET - Broccoli Plants
(HIOHEST)
LEAF ELEVATION
u
(LOWESTl
Figura 20. Distribución acumulada de área foliar de brócoli y masa
depositada de trazador para diferentes elevaciones en la planta. (Law, 1982)
7.2.4. Aplicaciones de Verlicillum lecanii para el control de áfidos en
chrysantemus.
Sopp, Gillespie y Palmer (1990) mediante la evaluación de un equipo rotatorio
APE-80 de pulverización electrostática de ultra bajo volumen para el control de
áfidos en crisantemos, concluyen que el uso de la pulverización electrostática
puede ser la principal ayuda para la aplicación de pesticidas microbiológicos como
25
las blastoesporas de verlicillium lecanli. En este trabajo la deposición de gotas y
esporas de pesticida microbiológico y la consecuente infección de áfidos fueron
comparadas con las obtenidas con un sistema de aspersión convencional
hidráulico de alto volumen. Se evaluaron cuatro combinaciones de dosis de
esporas y tiempos de aplicación con cada pulverizador y un testigo sin tratamiento.
Con el sistema electrostático la densidad de gotas en las superficies inferiores de
las hojas fue significativamente mayor que la obtenida con el aspersor
De 36 a 45% más de esporas fueron significativamente
convencional.
depositadas con el APE-80 en comparación a un 15 a 23% depositadas con el
sistema convencional. Con el tratamiento electrostático la infección de los áfidos
con las esporas se presentó más pronto y el pico de las poblaciones de esta plaga
tuvo las densidades significativamente más bajas. En este experimento el número
de esporas depositadas sobre el envés de las hojas y sobre el tallo fue
significativamente más alto con el sistema electrostático que con el hidráulico, lo
cual incrementó la posibilidad de contacto del pesticida biológico con la plaga.
7.2.5. Comparación de la deposición hidráulica y electrostática de Thiodan
en algodón.
Soares y Maciel (2002) realizaron un estudio comparativo entre la pulverización
electrostática y la convencional hidráulica en algodón, en el que se cuantificó la
deposición de residuos en la planta mediante análisis cromatográfico y se
determinó el rendimiento operacional para los dos sistemas. Se utilizó un diseño
completamente aleatorizado, constituido por tres tratamientos: aplicación
electrostática, hidráulica y un testigo sin aplicación. La dosis empleada en los dos
primeros fue de 2 L/ha con una concentración de I.A. del 2%. Se emplearon dos
equipos de barras para pulverización en líneas. Los objetivos de aplicación fueron
plantas de algodón de 40 días de desarrollo (12 cm de altura) con una densidad
de 250.000 plantas/ha, localizadas en tres áreas con un tamaño entre 1,05 y 1,25
ha separadas entre si 10m.
Después de aplicar los tratamientos se recogieron aleatoriamente las plantas en
las tres áreas sacando muestras representativas de hojas que fueron secadas al
aire libre. Las hojas de 20 plantas por tratamiento fueron analizadas mediante la
técnica de cromatografía de gases para determinar residuos foliares y se les
determinó su área foliar.
Se determinó para cada tratamiento el rendimiento operacional (comparación
entre la cantidad de caldo depositado en las hojas y el volumen efectivamente
aplicado durante el tratamiento) y el rendimiento comparativo (entre el rendimiento
operacional de la pulverización electrostática y la pulverización convencional),
considerando la cantidad de producto ya existente en el área antes del
trata m iento.
26
En la Tabla 6 se presenta el resultado del análisis foliar y el rendimiento
operacional de los tratamientos. Se evidencia mayor concentración de residuo en
la planta cuando se utiliza pulverización electrostática, presentando un rendimiento
comparativo del 123% superior al obtenido con la pulverización convencional.
Tabla 6. Resultados de análisis foliar y rendimiento operacional de
aplicaciones de Thiodan en algodón.
Tratamiento
Residuo foliar*
Área foliar total
Rendimiento operacional
(ppm)
(m 2 )
(ppm/l)
15,3
Electrostático
56
41.897
Convencional
19
24.440
9,1
Testigo
<10
29.095
4,0
*Volumen recuperado de Thiodan por volumen total de muestra
(Fuente: Soares y Maciel, 2002)
Estos resultados, según los autores, posibilitan una disminución de la dosificación
de producto sanitario, proporcionando una reducción del riesgo de contaminación
del operador y del medio ambiente. También posibilita la reducción de la cantidad
de agua utilizada en la disolución del producto fitosanitario, por lo que
recomiendan la pulverización electrostática para la aplicación de Thiodan en
algodón.
7.2.6. Comparación de la deposición hidráulica y electrostática de producto
fitosanitario en tomate.
La empresa brasileña de investigación agropecuaria EMPRAPA, realizó en un
cultivo de tomate un estudio de evaluación de una boquilla electrostática y la
comparó con la aplicación convencional. Se utilizó una nebulizadora de espalda
como se muestra en la Figura 21. El sistema electrostático depositó el 70% del
producto aplicado mientras el sistema convencional aplicó el 30%.
Figura 21. Nebulizadora de espalda con boquilla electrostática.
(Fuente: EMBRAPA,2003)
27
En la Figura 22 se muestra dos vistas de la boquilla electrostática empleada en la
nebulizadora de espalda.
Figura 22. Dispositivo de boquilla electrostática.
(Fuente: EMBRAPA, 2003)
En la Figura 23 se muestran los resultados de la evaluación con ambos sistemas.
Se encontró mayor depOSición de ingrediente activo sobre el follaje del tomate con
la pulverización electrostática (barra roja) que con la pulverización convencional.
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Figura 23. Comparación de la deposición obtenida con pulverización
convencional y electrostática en tomate. (Fuente: EMBRAPA,2003)
7.2.7. Comparación de pulverización con carga y sin carga para el control de
mosca blanca en algodón.
Coopera, Jonesa y Moawadb (1998), en el Instituto de Recursos Naturales de la
Universidad de Greenwich, Reino Unido, evaluaron y compararon dos equipos
manuales con boquillas centrifugas, uno de ellas con electrodo para cargar
electrostáticamente el líquido pulverizado. El equipo (Figura 24) utiliza un tanque
con capacidad de 14 litros, una bomba Shurflo® de diafragma que opera a 12 V Y
28
entrega a una presión de 414 kPa (60 PSI), un caudal de 7 Umin, y una pistola
con 2 m de longitud de manguera. El equipo electrostático produjo mayor
deposición con alta proporción en la parte inferior de las hojas. Los autores lo
recomiendan para el control de mosca blanca en algodón.
Figura 24. Pulverizador electrostático manual con boquilla centrifuga.
(Fuente: Cooper, Jones y Moawad, 1998)
7.2.8. Pulverización electrostática de Bacillus subtilis para control biológico
de infección fúngica en estigmas florales.
Law y Scherm (2005) investigaron la incorporación de fuerzas electrostáticas para
incrementar la transferencia de masa de un agente bacterial, Bacillus sub tilis ,
sobre el estigma de inflorescencias de arándanos para el biocontrol de infecciones
producidas por el hongo patógeno Monilinia vaccinii-corymbosí. El estigma,
estructura botánica donde se requiere la deposición del bioagente, es
particularmente diminuto y efímero, lo cual dificulta el control eficiente de la
infección fúngica con los métodos convencionales de pulverización hidráulica. Bajo
condiciones controladas de laboratorio y utilizando un brazo robótico, en el que se
instaló un sistema de descarga del producto, se realizaron a una velocidad de
avance del brazo de 3,2 km/h las aplicaciones sobre estigmas florales localizados
simulando una plantación, con una distancia de 3,0 m entre filas y 1,5 m entre
arbustos. El sistema permitió evaluar, usando la misma dosis de 16,4 Uha de
bioagente (empleando Serenade®, formulación comercial en suspensión acuosa
con 109 UFC/g en concentración de 1,34% de ingrediente activo), tres tratamientos
de pulverización: boquilla de atomización hidráulica convencional, boquilla
electrostática descargada, y boquilla electrostática cargada. Luego de aplicar cada
tratamiento los estigmas fueron cortados y se realizaron análisis microbiológicos
para determinar el número de bacterias viables por muestra de estigma.
Los resultados obtenidos por los autores indican que la pulverización electrostática
con carga, depositó 4,5 veces más el bioagente que la pulverización hidráulica
convencional a pesar que los tres sistemas distribuyeron la misma dosis de
producto (Figura 25).
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Figura 25. Efecto de los tratamientos de pulverización de biofungicida
Serenade® sobre la población de B. subtilis en los estigmas de arándanos.
(Fuente: Law y Scherm, 2005)
Los autores también demostraron en este estudio que con la pulverización
electrostática es posible reducir de 1/4 hasta 1/8 la dosis de ingrediente activo
aplicada con un pulverizador hidráulico convencional, depositando igual cantidad
de bioagente sobre los blancos (estigmas de la flor), indicando un gran potencial
económico (ahorro de producto) y un beneficio ambiental (menos volumen de
producto al ecosistema) con el uso de esta tecnología. Desafortunadamente, los
autores no reportan la evaluación de eficacia biológica de la tecnología sobre el
control de podredumbres en flores infestadas con Monilinia vaccinii-corymbosi, lo
cual probablemente hubiese reforzado más los resultados obtenidos.
7.2.9. Pulverización electrostática de Glifosato para control de malezas en
arroz.
Schroder y Loeck (2006) evaluaron el control de malas hierbas con diferentes
dosis de glifosato utilizando un sistema de pulverización aérea con boquillas
electrostáticas frente a un sistema con boquillas convencionales. En este trabajo
se utilizó un sistema electrostático de alta presión y de bajo volumen para cargar,
de forma bipolar, el líquido pulverizado a través de una fuente de alto voltaje con
dos generadores independientes, uno para cargas positivas y otro para cargas
negativas, cada uno provisto con un potenciómetro y un voltiamperímetro para el
control y el monitoreo de la carga y la tensión en cada barra del equipo con un
total de 88 boquillas. En la Figura 26 se muestra un detalle de la boquilla
electrostática usada en la evaluación .
30
Figura 26. Boquilla electrostática para pulverización aérea. (A) Boquilla lX-6, (B) inductor, (C) Alambre conductor, (D) Aislante. (Fuente: Schroder y Loeck, 2006) Se utilizó un diseño experimental de 2x4, dos tipos de boquilla (convencional y
electrostática) y cuatro dosis de herbicida (930, 1178, 1426 e 1674 g de
ingrediente activo/ha), con cuatro repeticiones. El volumen de solución empleado
fue de 30 Uha con una presión de trabajo de 200 y 460 kPa en las boquillas
convencional y electrostática, respectivamente. Para aplicar todos los tratamientos
sobre parcelas de 10 a 12 hectáreas, se utilizó una aeronave Ipanema modelo
EMB-202A con sistema de pulverización de las gotas de accionamiento eólico.
Los lotes con una cobertura vegetal del 95% tenían las especies Leersia hexandra
(grama-boiadeira) , Paspalum modestum (grama lombo-branco), Oryza sativa
(arroz), y Echinochloa spp. (pasto-arroz), principalmente. Se localizaron cartones
hidrosensibles a nivel del suelo para el posterior análisis de la densidad de
cobertura de gotas, tamaño medio y volumen depositado. El efecto de los
tratamientos sobre el control de las malezas fue evaluado 13 días después de la
aplicación sobre la población resultante de L. hexandra y P. modestum.
Los resultados obtenidos indicaron, contrariamente a lo esperado, una menor
cobertura de gotas y tamaño medio de gotas en los tratamientos con boquilla
electrostática, atribuido por los autores a una deficiencia del sistema de medida de
las gotas que no pudo captar gotas de tamaños muy reducidos, subestimando la
real cobertura, además del efecto de atracción de las gotas cargadas que se
depositaron en el envés de la hojas disminuyendo la población de gotas
depositadas sobre el papel hidrosensible. No obstante, el control de malezas fue
superior con el sistema electrostático y este varió en función de la dosis aplicada
(Tabla 7). La maleza P. modestum presentó mejor respuesta a los tratamientos
con boquilla electrostática. El mejor control obtenido con la pulverización
electrostática fue debido a la atracción de las gotas cargadas, pudiéndose reducir
el volumen aplicado de 30 a 10 Uha empleando una mezcla de producto más
concentrada, lo que implica un mejor aprovechamiento del herbicida desde el
punto de vista ambiental.
31