Tabla 7. Control de plantas dañinas con Glifosato, 13 días después

Tabla 7. Control de plantas dañinas con Glifosato, 13 días después de la
aplicación aérea con boquilla convencional (CP) y con boquilla
electrostática.
,
Bicos
CP
Dosagens
(9 ¡aM')
930
1178
1426
1674
Médía
Eletrostáticos
CV(%)
930
1178
1426
1674
Média
L hexandra
12,5 a ~ 1 )
17,5
22,5
32,5
22,5
12,5
22,5
42,5
52,5
32,5
18,2
a
b
b
B
a
a
a
a
A
P modesfum
17,5
37,S
40,0
60,0
38,7
20,0
42,5
47,5
70,0
45,0
14,6
a
a
a
b
B
a
a
a
a
A
complexo de poaceas
12,5
20,0
27,5
42,5
25,6
20,0
20,0
40,0
SO.O
32,5
14.5
,
b
a
b
b
B
a
a
a
a
A
Medias seguidas por letras iguales no difieren entre si según prueba Duncan al 5%. Letras minúsculas para
comparación entre medias de cada dosis, en cada planta dañina. Letras mayúsculas para comparación de
medias generales en cada planta dañina.
(1)
32
8.
EQUIPOS DE
COMERCIALMENTE.
PULVERIZACiÓN
ELECTROSTÁTICA
UTILIZADOS
La empresa más reconocida que desarrolla equipos para pulverización
electrostática es Electrostatic Spraying Systems Inc. (ESS), empresa americana
con sede en Georgia, USA.
Esta compañía ha desarrollado tecnología
electrostática para cultivos bajos en hilera, cultivos bajo invernadero y para
aplicaciones poscosecha de frutas y productos hortícolas.
ESS desarrolló la boquilla denominada ESS MaxCharge ™ (Figura 27) que
produce gotas eléctricamente cargadas por inducción, que son dirigidas hacia el
centro de la planta con un flujo aire de alta velocidad. Según el fabricante las
gotas electrostáticamente cargadas, resultan con una cobertura uniforme 3 a 5
veces mayor que la obtenida con la tecnología convencional, incluso en áreas
escondidas de la planta donde otros pulverizadores no logran cubrimiento.
Figura 27. Boquilla ESS MaxCharge TM.
La boquilla MaxCharge ™ utiliza aire comprimido para atomizar las gotas con un
tamaño promedio de 34 ~m, luego las transporta dentro del cultivo en una nube
turbulenta. Dentro de la punta de la boquilla se encuentra empotrado un electrodo
especial que produce una alta concentración de electrones en la corriente líquida,
el cual permite electrizar las gotas con una carga de 4 a 5 mC/L. El aire se mueve
a través de la boquilla a una velocidad cercana a la velocidad del sonido,
impactando al flujo de líquido donde la concentración de la carga electrostática es
más alta. Las gotas son impulsadas hacia el cultivo por la energía del aire
presurizado, es decir con asistencia neumática.
,
La boquilla esta compuesta de una punta de cerámica, un electrodo de acero
inoxidable y plásticos resistentes a químico~que mantienen el funcionamiento de
la boquilla por mucho tiempo. Las boquillas presentan un promedio de 800 horas
continuas de trabajo sin problemas. Según el fabricante estas boquillas funcionan
con todo tipo de productos agroquímicos. La serie K-450 dispone de un aguilón
con 40 a 72 boquillas montando sobre brazos abatibles de 11 a 20 metros
soportado por los tres puntos de enganche del tractor (Figura 28).
33
Figura 28. Pulverizador electrostático ESS K-450 para tratamientos en
líneas. (Fuente: ESS, 2003)
La Universidad de Davis en California realizó una serie de pruebas para investigar
que le ocurre al agro-químico después que sale del la boquilla. Los resultados
indican que el 60% se queda en la planta, el 27% queda fuera del área del blanco
inmediato y el 13% restante va al suelo (ESS, 2003) .
Por lo anterior, el sistema ESS es recomendado por sus fabricantes para la
aplicación de bio-pesticidas dirigidos a la agricultura ecológica, ya que su alta
cobertura permite aumentar la eficacia de estos productos que actúan por contacto
con la plaga y tienen una baja persistencia (Figura 29) .
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Figura 29. Cobertura con diferentes tipos de pulverización.
(Fuente: ESS, 2003)
34
Este tipo de boquilla, también, ha sido evaluada en Chile en cultivos de uvas con
aplicaciones de 50 Uha y una capacidad de campo de 2 Ha/h. El equipo ESS no
produjo goteo en el parrón, lo que permite reducir la dosis de agroquímico por
hectárea. Los equipos ESS, según esta empresa, cuentan con una tecnología
electrostática fácil de usar, segura y confiable para uso intensivo (Figura 30).
Lstilo enrej ado vertical
Figura 30. Pulverizadores electrostáticos para viña. (Fuente: ESS, 2003)
ESS también ha desarrollado equipos pulverizadores electrostáticos para aplicar
tratamientos en invernaderos. Esta empresa ha desarrollado modelos para
enganche en los tres puntos y accionamiento del sistema de aire asistido desde el
toma de fuerza del tractor, con una o dos pistolas y conducciones hasta de 80
metros de longitud. También se comercializan equipos semiestacionarios, a
gasolina y eléctricos, de 5 y 3 HP, respectivamente, con pistolas y mangueras
hasta de 80 m de longitud para tratamientos localizados (Figura 31).
35 Figura 31. Equipos ESS para tratamientos en invernadero.
(Fuente: ESS, 2003)
Este tipo de equipos semiestacionarios han sido introducidos en Colombia para
tratamientos de control de plagas en algunos cultivos de flores bajo cubiertas, con
las ventajas de su uso ya mencionadas, pero sin publicación de resultados . En la
Figura 32 se muestran imágenes obtenidas de un equipo semiestacionario
empleado en una explotación del oriente antioqueño. Según Piedrahita (2003), de
acuerdo con otros autores, estos equipos han demostrado ser más eficientes en
la aplicación de pesticidas bajo invernadero comparado con los equipos
convencionales.
Figura 32. Utilización de equipo electrostático semiestacionario para el
control de plagas en un cultivo de flores en el oriente antioqueño.
Según Bragachini, Mendez y Von Martini (2001), el sistema denominado ESP 11,
desarrollado por la empresa SPRA COUPE/AGCO, consiste en un proceso de
aspersión energizado único en el mercado que utiliza carga eléctrica por contacto,
el cual fue patentado en 1998 en USA. Este sistema energiza el líquido antes de
llegar a la boquilla, creando un campo electrostático de alta intensidad entre las
boquillas y las plantas. La pulverización energizada llega a la planta con una
distribución uniforme, envolviéndola para obtener una mejor cobertura. El campo
electrostático creado de 40 kV Y 500 mA, incrementa la velocidad de la gota hacia
36
la planta con una distribución uniforme debida a la atracción de la planta, por lo
que la deriva se reduce significativamente y el producto es más eficientemente
aplicado y utilizado. Este sistema fue ensayado en los Estados Unidos por más de
7 años estimando que puede duplicar la cobertura en la parte superior de las hojas
y triplicarla en la parte inferior respecto a otros sistemas convencionales.
Las máquinas equipadas con este revolucionario sistema cuentan con un aguilón,
robusto pero liviano construido con material compuesto, de 18,3 m de ancho, con
movimientos horizontales y verticales comandados en forma hidráulica desde la
cabina, facilitando el posicionamiento del mismo para las posiciones de transporte
y trabajo en campo (Figura 33) .
Figura 33. Aguilón del equipo pulverizador SPRA COUPE ESP II®.
(Fuente: http://www.agriculturadeprecision.org)
Según los autores, esta tecnología tendría mayor prestación en aplicaciones
difíciles de herbicidas en días de viento y con insecticidas y fungicidas, donde el
blanco biológico esta arriba y debajo de la planta y en el envés de la hoja,
requiriendo muy buena penetración y cobertura. Como desventaja, el sistema
electrostático incrementa en un 25% el costo de la máquina pulverizadora.
37
9. OTRAS APLICACIONES DE LA TECNOLOGIA ELECTROSTÁTICA.
En este capítulo se consideran otras importantes aplicaciones de la pulverización
electrostática, principalmente en el sector agroalimentario, utilizadas para el
control poscosecha de productos vegetales, para mejorar la polinización natural de
flores, en insecticidas tipo aerosol de uso domestico, para tratamiento de semillas,
control de calidad en alimentos y, también incluso, para tratamientos médicos para
inhalación de producto nebulizado.
9.1. Tratamiento poscosecha de frutas.
Se han desarrollado equipos para procesamiento poscosecha de frutas y
hortalizas mediante la aspersión electrostática inducida de fungicidas, permitiendo
controlar los daños por hongos durante el posterior almacenamiento y transporte.
Ensayos realizados en bananas, por ejemplo, han permitido obtener mejores
resultados con la aspersión electrostática utilizando la mitad de la dosis de
funguicida, logrando un mayor protección contra podredumbres (Figura 34).
Figura 34. Aspersión electrostática de funguicida para tratamiento
poscosecha de bananas. (Fuente: ESS, 2003)
9.2. Polinización electrostática de estigma floral.
Se han desarrollado importantes investigaciones en la aplicación electrostática de
polen para aumentar el grado de polinización de los almendros (Law, 2001). En
este proceso biológico se requiere la transferencia y deposición de los granos de
polen finamente divididos (entre 10 y 200 ¡..tm de diámetro) sobre la superficie del
estigma floral. El proceso natural realizado por los insectos presenta serias
limitaciones debido a condiciones ambientales desfavorables durante el corto
periodo que se da la producción del polen y debido a la reducción de la población
de abejas por predadores naturales y por los mismos insecticidas.
Una estrategia para complementar la polinización natural ha sido el desarrollo de
sistemas electrostáticos aerodinámicos, mediante sistemas de carga por corona
para suspensiones de polen seco, y sistemas de carga por inducción para la
38
dispersión en forma líquida del polen. Para lograr la medida segura de cantidades
muy pequeñas de polen en las plantas objetivo (por ejemplo 1 gramo de polen por
árbol de almendro), se ha estudiado la compatibilidad biológica y electrostática de
los polvos diluyentes y el líquido transportador, y los requerimientos de carga.
También se han estudiado modelos matemáticos y simulación por computador del
campo eléctrico transiente de la nube de granos de polen cargados y de partículas
diluidas entrando a una flor. Se ha encontrado que, suspensiones de polen en el
líquido transportador neumáticamente atomizado a 276 kPa, con una carga
inducida de 12 mC/kg, en un campo de 1,6 MV/m ; logran depositar seis veces más
cantidad de polen en el estigma, manteniendo una germinabilidad del 80%
después de la deposición electrostática y logrando un 20% más de fructificación
en el cultivo de almendros (Figura 35).
Figura 35. Polinización electrostática del estigma de un almendro.
(Fuente: Law, 2001)
9.3. Aerosol electrostático para insectos en ambientes domésticos.
Un novedoso recipiente de aerosol ha sido desarrollado para entregar el producto
insecticida
de
manera
controlada.
Conocido
comercialmente
como
«Smartseeker®», es un aerosol para ambiente doméstico que imparte una
carga unipolar electrostática al insecticida sin emplear circuito eléctrico alguno
(Figura 36). Con la incorporación de pequeñas modificaciones a la geometría del
dispensador del aerosol (Fig. 36-8), que permiten lograr la separación de cargas
39
en la interfase liquido/sólido se produce una doble capa eléctrica en dicha
interfase. Además, con el mejoramiento de la formulación del producto, se ha
podido obtener una relación carga/masa de 0,1 mC/kg, que es mayor a la obtenida
en un aerosol convencional. Evaluaciones de esta novedosa tecnología en la
eliminación de moscas domesticas, aisladas eléctricamente, ha arrojado un
incremento del 34% de mortalidad con relación a un aerosol convencional (Hughes
el al., 2002; Gaunt el a/. , 2003) .
(B)
Figura 36. Insecticida en aerosol con carga electrostática . (A) Orificio de aerosol convencional . (B) Orificio de aerosol electrostático. (Fuente: Gaunt et al., 2003 y Hughes, 2007) 9.4. Aplicaciones médicas.
A partir del principio de funcionamiento del equipo denominado comercialmente
electrodyn® (Coffee, 1980), este investigador observó posteriormente que las
revolucionarias técnicas electrostáticas de aspersión se podían adaptar para
aplicaciones médicas y a mediados de los años noventa en la Universidad de
Oxford se crea la tecnología Electrosols, electro-aerosol (Figura 37).
Figura 37. Tecnología electrosols para aplicaciones médicas.
(Fuente: www.archive.Oxfordmail.net)
40
La tecnología utiliza campos eléctricos para crear nebulizaciones cargadas o sin
cargar de tamaño uniforme y controlable. Cuando alto voltaje se aplica al extremo
de un tubo capilar y el líquido fluye a través de ese tubo capilar y se pulveriza, se
rompe hacia arriba, en minúsculas partículas cargadas. Este principio resulta útil
de aplicar en tratamientos clínicos por inhalación pulmonar donde gotitas muy
finas resultan más eficientes para la asimilación de ciertas drogas para el cuerpo
humano.
9.5. Aplicaciones en alimentos.
Otras aplicaciones de la tecnología electrostática mencionadas en la literatura son:
el tratamíento de semillas; la remocíón electrostática de humedad de biomasa para
procesos de secado; control de malezas con descargas eléctricas; reactores de
plasma no térmico para desinfección de alimentos líquidos; separacíón
electrostática de contaminantes de comestibles granulares; descarga eléctrica de
ozono para control de olores; y aplicación de líquidos saborizantes, edulcorantes y
compuestos vitamínicos en las plantas procesadoras de alimentos de bocados y
frituras (Law, 2001) .
41
10. INVESTIGACiÓN FUTURA EN ASPERSiÓN ELECTROSTÁTICA.
Según Eduard Law (2001), en el siglo XXI continuará la tendencia de uso
generalizado de la tecnología electrostática para mejorar la eficiencia de la
producción y el procesamiento agrícola, así como para reducir el impacto
ambiental de los productos agroquímicos y el procesamiento de efluentes. Los
retos y oportunidades relacionados con la investigación y desarrollo en la
tecnología electrostática aplicada a los sistemas biológicos y agrícolas según el
autor serán:
- Determinación del efecto de la inestabilidad de la carga máxima Rayleigh de las
gotas y su efecto sobre la eficacia del control de plagas y sobre la velocidad de la
corriente para prevenir la evaporación del producto pulverizado.
- Aumentar el campo de carga espacial para la deposición selectiva al interior del
follaje de las plantas y en otras regiones escondidas.
- Investigar el fenómeno de carga de gotas en la interfase biológica electrostática
para la viabilidad de las partículas de polen, de agentes de biocontrol y de las
superficies de los estigmas florales sometidas a campos eléctricos elevados.
- Investigar el significado entomológico a la repulsión de gotas cargadas de
pesticida en estructuras de la planta causada por la inducción tipo corona.
- Explorar las ventajas de la carga bipolar de un líquido para la deposición sobre
objetivos difíciles.
- Desarrollo de mediciones de la eliminación del espacio de carga por inducción de
líquidos.
- Expandir los beneficios de los baños electrostáticos en aplicaciones de
poscosecha y procesamiento de alimentos.
- Lograr la consistencia, la factibilidad y el incremento de la deposición
electrostática mediante la pulverización aérea.
- Fusionar la tecnología electrostática con las maquinas inteligentes y con
tecnologías "nanoescala", para la solución de necesidades agrícolas y biológicas
básicas y aplicadas.
42 11. CONCLUSIONES.
Desde hace tiempo la tecnología de la pulverización electrostática en el sector
agrícola ha sido bastante investigada, principalmente en países como los
Estados Unidos e Inglaterra.
El principio de carga del líquido pulverizado que mejores resultados presenta
es el de la inducción electrostática con electrodo empotrado en boquilla
hidráulica con asistencia neumática.
Los principales parámetros a considerar en un pulverizador electrostático son:
la relación carga/masa y resistividad de líquido, voltaje de carga, carga límite
de Rayleigh, caudal y presión del flujo, tamaño de gota y potencia eléctrica
requerida.
Los tamaños de gotas producidos en los pulverizadores electrostáticos oscilan
entre 20 y 50 flm.
Los voltajes de carga típicos de los pulverizadores electrostáticos oscilan entre
2 y 40 kV, la relación carga/masa de líquido pulverizado es menor a -10mC/kg,
y la potencia eléctrica requerida para estos equipos es relativamente baja,
menos de 0,5 W.
Para una misma dosis de aplicación la que se obtiene con la pulverización
electrostática es mayor a la obtenida con la pulverización convencional.
Con la pulverización electrostática se obtiene mayor deposición de ingrediente
activo y mayor cobertura de producto sobre los objetivos biológicos que con la
pulverización convencional.
La pulverización electrostática permite aplicar tratamientos a bajo volumen con
dosis inferiores a 50 L/ha.
La pulverización electrostática ha sido evaluada con diferentes productos
químicos de control como insecticidas y herbicidas y con productos biológicos
como funguicidas, obteniendo resultados más favorables frente a la
pulverización convencional para reducir la cantidad de producto arrojado al
ambiente en los tratamientos de control.
Se han desarrollado diferentes tipos de equipos patentados que utilizan la
tecnología electrostática, desde los portátiles para tratamientos localizados y
de uso en invernaderos hasta los equipos de tractor para tratamientos en
cultivos extensivos y frutales.
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La tecnología electrostática presenta aplicaciones interesantes en otros
sectores agrícolas como la polinización asistida y los tratamientos poscosecha
para la conservación de productos hortofrutícolas.
La pulverización aérea con tecnología electrostática ha sido evaluada
exitosamente para el control de insectos y malezas en cultivos extensivos.
Los aerosoles electrostáticos, sin fuentes de energía para cargar
eléctricamente el producto, surgen como una alternativa bastante promisoria
para el control de insectos indeseables en ambientes domésticos.
A pesar de las fortalezas mencionadas anteriormente, la tecnología
electrostática no tiene mucha aceptación a nivel práctico debido,
principalmente, a su elevado costo comparado al de la tecnología convencional
y debido a la prevención y desconfianza del usuario de esta tecnología al tener
que manipular equipos en permanente contacto con la corriente eléctrica.
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