Microsoft Word - 7-revisado_807_Agra Original Article 52 UNIFORMIDADE DE DISTRIBUIÇÃO VOLUMÉTRICA DE PONTAS DE PULVERIZAÇÃO EM FUNÇÃO DA PRESSÃO DE TRABALHO E ALTURA DA BARRA VOLUMETRIC DISTRIBUTION UNIFORMITY OF SPRAY NOZZLES UNDER DIFFERENT LIQUID PRESSURES AND BOOM HEIGHTS João Paulo Arantes Rodrigues da CUNHA1; Renato Augusto de Morais SILVA2 1. Engenheiro Agrícola, Doutor em Mecanização Agrícola, Instituto de Ciências Agrárias - ICIAG, Universidade Federal de Uberlândia - UFU, Uberlândia, MG, Brasil. jpcunha@iciag.ufu.br; 2. Acadêmico do Curso de Agronomia, ICIAG – UFU. RESUMO: O objetivo deste trabalho foi determinar a uniformidade de distribuição volumétrica de pontas de pulverização (jato plano defletor, jato plano defletor duplo, corpo duplo com duas pontas de jato plano defletor e jato cônico vazio) em função da pressão de trabalho e da altura da barra porta-bicos em relação a uma mesa de ensaio. Em ambiente controlado de temperatura e umidade, determinou-se a vazão, o perfil de distribuição individual e o coeficiente de variação da distribuição volumétrica superficial conjunta das pontas. O perfil de distribuição volumétrica foi influenciado pela pressão de trabalho e pela altura da barra. As pontas de jato plano defletor apresentaram níveis de uniformidade de distribuição satisfatórios. No entanto, a vazão nominal das mesmas influenciou seu desempenho. A ponta de jato cônico vazio apresentou restrições de uso em área total, devido a baixa uniformidade de distribuição em algumas pressões e alturas da barra. PALAVRAS-CHAVE: Tecnologia de aplicação. Pulverizador. Bico. INTRODUÇÃO A correta aplicação de agrotóxicos é possível quando se dispõe de pontas de pulverização que propiciem distribuição transversal homogênea e espectro de gotas uniforme e de tamanho adequado. Nos pulverizadores hidráulicos, as pontas representam os principais componentes. Têm como funções: fragmentar o líquido em pequenas gotas, distribuir as gotas em determinada área e controlar a saída de líquido por unidade de área (SIDAHMED, 1998). O tamanho e a energia contida na gota, características proporcionadas por cada modelo de ponta, são responsáveis pela sua capacidade de penetração no dossel das culturas. Assim, é preciso combinar a segurança das gotas grossas e a eficácia biológica das gotas finas com a uniformidade de distribuição. A prevenção da deriva deve ser sempre levada em conta nas aplicações de agrotóxicos (GULER et al., 2007). A uniformidade de distribuição da calda, ao longo da barra de pulverização, é dada pelas condições de montagem, operação do equipamento, espaçamento entre bicos, altura da barra, ângulo de abertura dos bicos e pressão de trabalho (PERECIN et al., 1994; BAUER; RAETANO, 2004), sendo avaliada pelo coeficiente de variação, resultante da sobreposição da distribuição do conjunto de bicos colocados na barra. Quanto maior o coeficiente de variação, maior a variação da distribuição, menor será a uniformidade da aplicação (DEBOUCHE et al., 2000). Na Europa, em condições de ensaio padronizado em laboratório, para as pressões e alturas estabelecidas pelo fabricante como ideais para cada ponta de pulverização hidráulica, o coeficiente de variação deve ser inferior a 7%, e para as demais pressões e alturas especificadas pelo fabricante como passíveis de uso, o coeficiente de variação não deve exceder 9% (FAQIRI; KRISHNAN, 2001). Recentemente, foram lançadas as pontas de jato plano defletor duplo e o corpo de bico duplo para colocação de duas pontas de pulverização com angulação de 90°. Ambas produzem um jato para frente e outro para trás, com o objetivo potencial de melhorar a penetração, no entanto, é preciso estudar suas características técnicas. Desta forma, este trabalho teve como objetivo determinar a uniformidade de distribuição volumétrica de pontas de pulverização em função da altura da barra porta-bicos e da pressão de trabalho. MATERIAL E MÉTODOS O ensaio foi realizado no Laboratório de Mecanização Agrícola da Universidade Federal de Uberlândia - UFU, em Uberlândia – MG, localizada nas coordenadas geodésicas: 18°58’52” de latitude Sul e 48°12’24” de longitude Oeste. Biosci. J., Uberlândia, v. 26, n. 1, p. 52-58, Jan./Feb. 2010 Received: 19/09/08 Accepted: 19/02/09 mailto:jpcunha@iciag.ufu.br Uniformidade de distribuição... CUNHA, J. P. A. R.; SILVA, R. A. M. 53 Os ensaios foram realizados em ambiente controlado com o intento de minimizar o efeito das condições ambientais: temperatura inferior a 28°C, umidade relativa superior a 60% e ausência de vento. Os manômetros utilizados, com capacidade nominal de 686,5 kPa (7,0 kgf cm-2) e resolução de 9,8 kPa (0,1 kgf cm-2), foram previamente calibrados por meio de um manômetro padrão (Classe A4). O delineamento estatístico utilizado para o estudo da uniformidade de distribuição foi o inteiramente casualizado (DIC), em esquema fatorial 3 x 3, sendo três alturas da barra e três pressões, com cinco repetições. As pontas de pulverização hidráulicas avaliadas foram: jato plano defletor TT 110-02, jato plano defletor duplo TTJ60 110-02, corpo duplo com duas pontas de jato plano defletor QJ90- 2XTT110-01 e jato cônico vazio MAG 2. Para caracterização das pontas, tomaram-se os seguintes parâmetros: vazão, perfil de distribuição individual e coeficiente de variação da distribuição volumétrica superficial conjunta. Com as pontas TT 110-02, TTJ60 110-02 e QJ90–2XTT 110-01, operou-se com pressões de 200, 300 e 400 kPa, e com a ponta MAG 2 operou-se com pressões de 300, 400 e 500 kPa, de acordo com suas pressões usuais de trabalho. Trabalhou-se com altura da barra porta- bicos de 40, 50 e 60 cm em relação às canaletas de coleta da mesa de prova. Para a avaliação da capa dupla QJ90, montada com duas pontas TT 110-01 defasadas de um ângulo de 90°, avaliaram-se as pontas separadamente em virtude das dimensões da mesa de prova, multiplicando-se os valores de vazão por dois. Na determinação da vazão, coletou-se o líquido pulverizado em proveta graduada por 60 segundos, calculando-se a vazão média e o desvio- padrão. Para a avaliação da distribuição volumétrica, analisaram-se as pontas individualmente, para determinar o padrão de deposição individual e, posteriormente, três pontas semelhantes foram analisadas em conjunto, espaçadas de 50 cm, para obtenção do coeficiente de variação da distribuição volumétrica. Os bicos de pulverização foram montados numa barra porta- bicos, sobre uma mesa de prova, com canaletas em forma de “V” com 5 cm de profundidade e largura. As pontas foram alimentadas por uma bomba de diafragma, com vazão máxima de 25,4 L min-1 e pressão máxima de 690 kPa, acionada por um motor elétrico de 220 V e 0,37 kW (0,5 cv) de potência. Coletou-se o líquido recolhido nas provetas alinhadas com as canaletas, ao longo da faixa de deposição das pontas. Posteriormente, os volumes de cada proveta foram transformados em percentagem do volume total pulverizado, buscando-se eliminar o fator tempo dos dados analisados. O perfil de distribuição de cada ponta testada individualmente foi determinado por meio de gráficos plotados com dados de volume e posição. A homogeneidade de distribuição transversal do líquido pulverizado pelo conjunto de pontas montadas na barra foi avaliada com base no coeficiente de variação (desvio-padrão dividido pela média do volume coletado nas provetas) da distribuição volumétrica. Utilizou-se o teste de Tukey, a 5% de probabilidade de erro, para a comparação de médias. Os dados de percentagem foram transformados em arco-seno da raiz quadrada de x/100. RESULTADOS E DISCUSSÃO As pontas apresentaram um perfil característico que foi influenciado pela altura da barra sobre o alvo e pela pressão de trabalho. De maneira geral, as pontas de jato plano defletor proporcionaram perfis mais regulares do que a ponta de jato cônico vazio, o que facilita a uniformidade de distribuição em tratamentos em área total. Observou-se que a ponta TT 110-02 (Figura 1) apresentou simetria no perfil, com redução no pico central e alargamento do perfil à medida que se aumentou a altura da barra e a pressão de trabalho. A ponta TT 110-01 (Figura 2) apresentou um perfil mais irregular quando comparada à ponta TT 110- 02. Houve tendência de alargamento do perfil com o aumento da altura da barra. Junto ao pico central, ocorreram pequenas depressões que dificultam a uniformidade de distribuição. Provavelmente, as irregularidades são decorrências da dificuldade em moldar o orifício de saída da ponta TT 110-01, que é o menor desta série. A ponta TTJ60 110-02 (Figura 3) apresentou irregularidades no perfil, principalmente junto ao pico central. Em todas as condições testadas, ocorreu pequena depressão na parte central do perfil. À medida que se aumentou a altura de trabalho, houve diminuição do formato triangular do perfil. A ponta MAG 2 (Figura 4) apresentou perfil irregular, que dificulta a uniformidade de distribuição volumétrica quando da sobreposição dos jatos adjacentes. O incremento da pressão de trabalho promoveu aumento da depressão da zona central do perfil. A cobertura uniforme pressupõe distribuição satisfatória do líquido pulverizado, caracterizada por Biosci. J., Uberlândia, v. 26, n. 1, p. 52-58, Jan./Feb. 2010 Uniformidade de distribuição... CUNHA, J. P. A. R.; SILVA, R. A. M. 54 baixos coeficientes de variação da distribuição volumétrica superficial do conjunto de pontas. A distribuição depende do perfil de distribuição de cada ponta trabalhando isoladamente. A. Ponta TT 110-02 40 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 200 kPa 300 kPa 400 kPa Posição (cm) B. Ponta TT 110-02 50 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 200 kPa 300 kPa 400 kPa Posição (cm) C. Ponta TT 110-02 60 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 200 kPa 300 kPa 400 kPa Posição (cm) Figura 1. Perfis de distribuição volumétrica (volume versus posição) da ponta hidráulica de jato plano defletor TT 110-02, sob trabalho isolado, em diferentes pressões e alturas em relação ao alvo. Figura 2. Perfis de distribuição volumétrica (volume versus posição) da ponta hidráulica de jato plano defletor TT 110-01, sob trabalho isolado, em diferentes pressões e alturas em relação ao alvo. A. Ponta TT 110-01 40 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 200 kPa 300 kPa 400 kPa Posição (cm) B. Ponta TT 110-01 50 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 200 kPa 300 kPa 400 kPa Posição (cm) C. Ponta TT 110-01 60 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 200 kPa 300 kPa 400 kPa Posição (cm) Biosci. J., Uberlândia, v. 26, n. 1, p. 52-58, Jan./Feb. 2010 Uniformidade de distribuição... CUNHA, J. P. A. R.; SILVA, R. A. M. 55 A. Ponta TTJ60 110-02 40 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 200 kPa 300 kPa 400 kPa Posição (cm) B. Ponta TTJ60 110-02 50 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 200 kPa 300 kPa 400 kPa Posição (cm) C. Ponta TTJ60 110-02 60 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 200 kPa 300 kPa 400 kPa Posição (cm) Figura 3. Perfis de distribuição volumétrica (volume versus posição) da ponta hidráulica de jato plano defletor duplo TTJ60 110-02, sob trabalho isolado, em diferentes pressões e alturas em relação ao alvo. A. Ponta MAG 2 40 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 300 kPa 400 kPa 500 kPa Posição (cm) B. Ponta MAG 2 50 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 300 kPa 400 kPa 500 kPa Posição (cm) C. Ponta MAG 2 60 cm de altura 0 2 4 6 8 10 % d o V ol um e T ot al -60 -45 -30 -15 0 15 30 45 60 300 kPa 400 kPa 500 kPa Posição (cm) Figura 4. Perfis de distribuição volumétrica (volume versus posição) da ponta hidráulica de jato cônico vazio MAG 2, sob trabalho isolado, em diferentes pressões e alturas em relação ao alvo. Biosci. J., Uberlândia, v. 26, n. 1, p. 52-58, Jan./Feb. 2010 Uniformidade de distribuição... CUNHA, J. P. A. R.; SILVA, R. A. M. 56 Observando-se as médias das vazões (Tabela 1) proporcionadas pelas pontas de mesma especificação, para mesma pressão, verificou-se que a série de pontas TT 110-02 apresentou desvio máximo de 3,88%, a série TT 110-01, de 6,01%, a série TTJ60 110-02, de 4,12% e a série MAG 2, 4,01%. Mediantes estes valores, pode-se considerar que as pontas estudadas apresentam, entre os conjuntos, desempenho uniforme quanto à vazão, uma vez que, não superou o limite máximo de 10%, estabelecido para manter um bom padrão da aplicação (MARQUEZ, 1994). Rodrigues et al. (2004), avaliando pontas de jato plano de material plástico, também encontraram boa repetitividade quanto à vazão, ficando os desvios abaixo de 5% para todas as pontas estudadas. Tabela 1. Vazão e coeficiente de variação da distribuição volumétrica de pontas de pulverização de jato plano defletor, jato plano defletor duplo e jato cônico vazio, medido em mesa de prova, em função da altura da barra porta-bicos e da pressão do líquido. Coeficiente de variação* (%) Altura da barra porta-bicos (cm) Ponta Pressão (kPa) Vazão (L min-1) 40 50 60 200 0,650 9,8Aa 10,4Aa 10,1Aa 300 0,810 9,8Aa 9,6Aa 9,7Aa TT 110-02 400 0,940 6,8Cb 8,3Bb 10,1Aa 200 0,330 13,2Aa 14,3Aa 14,2Aa 300 0,410 14,2Aa 14,8Aa 14,6Aa TT110-01 400 0,460 14,2Aa 14,3Aa 14,5Aa 200 0,670 13,2Aa 13,3Aa 12,6Aa 300 0,810 7,9Bb 10,8Ab 11,9Aa TTJ60 110-02 400 0,930 5,6Bc 8,4Ac 9,7Ab 300 0,550 12,4Ab 6,5Bc 13,7Ac 400 0,630 10,9Cc 16,6Bb 19,9Ab MAG 2 500 0,700 15,7Ba 21,0Aa 22,2Aa * Para cada ponta, médias seguidas da mesma letra maiúscula, nas linhas, e minúscula, nas colunas, não diferem significativamente entre si, a 5% de probabilidade, pelo teste de Tukey. Analisando-se o coeficiente de variação da distribuição conjunta, é possível verificar que as melhores condições de trabalho ocorreram, para as pontas TT 110-02 e TTJ60 110-02, quando as mesmas operaram a 400 kPa de pressão e 40 cm de altura da barra, ou seja, maior pressão de trabalho e menor altura da barra. Isso foi verificado por Cunha et al. (2004) e Faqiri e Krishnan (2001). Para a ponta MAG 2, as melhores condições ocorreram a 300 kPa de pressão e 50 cm de altura. Para a ponta TT 110-01, não houve diferença entre as condições testadas. Freitas et al. (2005), avaliando a ponta TT 110-02, encontraram coeficientes de variação menores do que os apresentados neste trabalho. No entanto, eles foram calculados por meio de simulação matemática a partir do perfil de distribuição individual, o que pode levar a erros. Debouche et al. (2000) desenvolveram um trabalho para comparar o coeficiente de variação simulado e medido em bancadas de ensaio de forma semelhante. Trabalhando com pontas de jato plano, concluíram que a simulação nem sempre representa de forma correta a uniformidade de distribuição; dessa forma é preciso sempre verificar experimentalmente a relação existente entre o coeficiente de variação simulado e o medido em laboratório. Em geral, o efeito da variação da altura da barra em relação ao alvo é similar para as pontas; não muda o padrão, mas aumenta o espalhamento com o incremento da altura (PERECIN et al., 1998), o que interfere na uniformidade da sobreposição e, portanto, no coeficiente de variação. Rodrigues et al. (2004) e Voll et al. (2004) encontraram as melhores condições de trabalho para pontas de jato plano em pressões próximas a 300 kPa e altura de barra de 50 cm. Entretanto, não se pode generalizar uma condição ótima para todas as pontas. Levando-se em conta um limite máximo aceitável do coeficiente de variação de 15% (AZIMI et al., 1985), não é recomendado trabalhar com a pontas MAG 2 na pressão de 500 kPa, nas três alturas testadas e, na pressão de 400 kPa, a uma altura de 50 e 60 cm em relação ao alvo, pois a sobreposição dos jatos não permite obter boa uniformidade de distribuição. O resultado se deve ao perfil de distribuição individual dessa ponta. Com Biosci. J., Uberlândia, v. 26, n. 1, p. 52-58, Jan./Feb. 2010 Uniformidade de distribuição... CUNHA, J. P. A. R.; SILVA, R. A. M. 57 relação às demais pontas, dentro das condições avaliadas não há restrição de uso. Ressalta-se que esse limite do coeficiente de variação de 15% é um pouco menos rigoroso que o proposto pela norma européia. CONCLUSÕES O perfil de distribuição volumétrica das pontas avaliadas (jato plano defletor TT 110-02, jato plano defletor duplo TTJ60 110-02, corpo duplo com duas pontas de jato plano defletor QJ90- 2XTT110-01 e jato cônico vazio MAG 2) foi influenciado pela pressão de trabalho e pela altura da barra porta-bicos. As pontas de jato plano defletor avaliadas apresentaram níveis de uniformidade de distribuição satisfatórios (coeficiente de variação da distribuição volumétrica abaixo de 15%), no entanto, a vazão nominal influenciou seu desempenho. A ponta de jato cônico vazio analisada apresentou restrições de uso, devido a baixa uniformidade de distribuição em algumas pressões e altura da barra. AGRADECIMENTOS À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), pelo suporte financeiro. ABSTRACT: The objective of this work was to analyze the volumetric distribution uniformity of different spray nozzles (turbo flat-fan, turbo twin flat-fan, turbo duo flat-fan and hollow cone) as influenced by work pressures and boom heights on the test table (patternator). In a controlled atmosphere of temperature and humidity, the following parameters were determined: the flow, the distribution profile and the coefficient of variation of the nozzle distribution. The volumetric distribution profile was influenced by the liquid pressure and boom height. The turbo flat-fan nozzles presented satisfactory levels of distribution uniformity, but the nominal flow altered their performance. The hollow cone nozzles presented use restrictions in broadcast application caused by the low distribution uniformity in some pressures and heights. KEYWORDS: Application technology. Sprayer. Nozzle. REFERÊNCIAS AZIMI, A. H.; CARPENTER, T. G.; REICHARD, D. L. 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