Sistema eletrônico para captura de gotas visando aumentar a eficiência na pulverização eletrostática

Abstract

A pulverização eletrostática é um sistema que carrega eletricamente as gotas, fazendo com que elas sejam atraídas pela planta, aumentando a eficiência na aplicação de agrotóxicos e diminuindo as perdas para o meio ambiente. Sabe-se que a pulverização eletrostática, quando utilizada de maneira correta, proporciona vantagens em relação aos sistemas convencionais, no entanto, diversos fatores podem interferir na eficiência do sistema. Sendo assim, objetivou-se com este trabalho, avaliar o efeito da distância de pulverização, a condutividade elétrica da solução na eficiência de eletrificação da gota, e a eficiência de deposição de líquido em alvos posicionados em diferentes distâncias. Também, de acordo com a lei de Coulomb, em que cargas elétricas opostas se atraem, desenvolveu-se um sistema de atração de gotas, visando aumentar a deposição de líquido no alvo e reduzir a contaminação ambiental e os riscos de contaminação dos trabalhadores. Para avaliar o efeito da distância da pulverização e da condutividade elétrica na eficiência de eletrificação da gota, foram preparadas soluções com condutividade elétrica de 0,00; 17,03; 19,44; 35,92 e 64,59 mS cm -2 . Posteriormente, pelo método da gaiola de Faraday, determinou-se as relações carga/massa (Q/M) em diferentes distâncias longitudinais (0; 1; 2; 3; 4 e 5 m). A estas distâncias, combinadas com quatro distâncias transversais (0; 0,15; 0,30 e 0,45 m), avaliou-se a deposição de calda em alvos artificiais em três sistemas de pulverização (sistema eletrostático desligado; sistema eletrostático ligado e sistema de atração de gotas ligado). Para desenvolver o sistema de atração de gotas, utilizou-se um osciloscópio para determinar a polaridade da carga presente na gota, e uma fonte de alta tensão para eletrizar o alvo com carga de polaridade oposta à da gota. E utilizando plantas de café, avaliou-se o sistema de pulverização eletrostática e de atração de gotas em campo. Observou-se que a distância afetou a carga presente na gota, sendo que a relação Q/M próximo ao alvo foi de 4,11 mC kg -1 , e nas distâncias de 1, 2, 3, 4 e xi5 m, esta relação foi reduzida para 1,38; 0,64; 0,31; 0,17 e 0,005 mC kg -1 , respectivamente. A condutividade elétrica afetou a relação Q/M, no entanto, aumentando a condutividade elétrica, não acarretou, necessariamente, aumento da relação Q/M. Com relação à deposição de líquido no alvo, observou-se que o sistema eletrostático, foi afetado tanto pela distância longitudinal como transversal, sendo que, a maior eficiência foi à distância transversal zero, com aumento de deposição com o sistema eletrostático até a distância de dois metros. Na avaliação do sistema de atração de gotas, este demonstrou-se eficiente e possibilitou eletrizar tanto alvo artificial como também natural. Em alvos artificiais, o sistema de atração de gotas ocasionou aumento de deposição de até 180 % em relação ao sistema eletrostático convencional e foi mais eficiente, principalmente, na distância transversal igual a zero, decaindo à medida que se aumentou tal distância. Nos ensaios de campo, o sistema eletrostático ligado proporcionou aumento de 37,21 % em relação ao sistema desligado. Quanto ao sistema de atração de gotas, demonstrou resultados satisfatórios, e proporcionou uma maior penetração de líquido nas copas do cafeeiro, com aumento de deposição de 33,9 % no interior do dossel da planta comparado ao sistema eletrostático convencional.

Electrostatic spraying is a system which electrically charges the droplets, so that they are attracted by the plant, increasing the efficiency of pesticide application and reducing losses to the environment. It is known that electrostatic spraying, if used correctly provides advantages over conventional systems. However, several factors can affect the efficiency of the system. Therefore, the aim of this work was to evaluate the effect of spray distance, the electrical conductivity of the solution in the efficiency of electrification of the droplets, and the efficiency of deposition of liquid on targets positioned at different distances. Also, according to Coulomb's law, in which opposite electrical charges attract each other, it was developed a system of attracting droplets aiming to increase the deposition of liquid on the target and reduce pollution and risks of contamination of workers. To evaluate the effect of distance from the spray and electric conductivity on the efficiency of droplet electrification, solutions were prepared with electrical conductivity of 0.00, 17.03, 19.44, 35.92 and 64.59 mS cm -2 . Subsequently, by the Faraday cage method, we determined the relationship charge/mass (Q/M) at different longitudinal distances (0, 1, 2, 3, 4 and 5 m). At these distances, combined with four transverse distances (0, 0.15, 0.30 and 0.45 m), it was evaluated the spray deposition on artificial targets in three spray systems (electrostatic system off; electrostatic system on and droplet attraction system on). To develop the system to attract droplets, an oscilloscope was used to determine the polarity of the charge present on the droplets, and a high voltage source to electrify the target with a charge with opposite polarity. Using coffee plants, it was evaluated the electrostatic spraying system and attraction in the field. It was observed that the distance affected the charge present in the droplet, whereas the ratio Q/M close to the target was a 4.11 mC kg -1 , and in the distances of 1, 2, 3, 4 and 5 m, the ratio was reduced to 1.38, 0.64, 0.31, 0.17 and 0.005 mC kg -1 , respectively. Electrical conductivity affected ratio Q/M, however, a higher electrical xiiiconductivity did not necessarily increase the ratio Q/M. With regard to deposition of liquid on the target, it was observed that the electrostatic system was affected by both the longitudinal and transverse distance, being that the efficiency was greater at transverse distance zero, with increased deposition with the electrostatic system to a distance of 2 m. In evaluating the droplet attraction system, this proved to be efficient and allowed to electrify both artificial targets as well as natural. In artificial targets, the system to attract droplets resulted in an increase of 180 % of deposition in relation to the conventional electrostatic system and was more efficient, especially in the transverse distance equal to zero, decreasing as this distance was increased. In field tests, the electrostatic system showed increase of 37.21 % over the system turned off. As for the droplet attraction system on, it showed satisfactory results, and provided a greater penetration of liquid in the coffee canopy, with increased deposition of 33.9 % in the interior of the canopy compared to conventional electrostatic system.