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LA PULVERIZACiÓN ELECTROSTÁTICA DE AGROQuíMICOS: TEORíA, EVALUACIONES Y APLICACIONES EN EL SECTOR AGRICOLA IVÁN DARío ARISTIZÁBAL TORRES Ingeniero Agrícola, Dr. en Mecanización y Tecnología Agraria UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLíN FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Departamento de Ingeniería Agrícola y Alimentos 2008

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LA PULVERIZACiÓN ELECTROSTÁTICA DE AGROQuíMICOS: TEORíA, EVALUACIONES Y APLICACIONES EN EL SECTOR AGRICOLA

IV ÁN DARío ARISTIZÁBAL TORRES

Ingeniero Agrícola, Dr. en Mecanización y Tecnología Agraria

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLíN

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

Departamento de Ingeniería Agrícola y Alimentos

2008

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LA PULVERIZACiÓN ELECTROSTÁTICA DE AGROQuíMICOS: TEORíA, EVALUACIONES Y APLICACIONES EN EL SECTOR AGRICOLA

IVÁN DARío ARISTIZÁBAL TORRES Ingeniero Agrícola, Dr. en Mecanización y Tecnología Agraria

Trabajo de investigación presentado como requisito para la promoción a la categoría de Profesor Asociado.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLíN

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

Departamento de Ingeniería Agrícola y Alimentos

2008

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(11 ( 01--­CONTENIDO

LISTA DE TABLAS............................................................................................................................. V

LISTA DE FIGURAS ...............................................................................•.•........................................ VI

RESUMEN...............................................................••................................................................•......VIII

INTRODUCCiÓN....................................................•...........................................................•................ 1

1. CONCEPTOS BÁSICOS ............................................................................................................... 2

2. ANTECEDENTES.......................................................................................................................... 3

3. TÉCNICAS PARA CARGAR ELÉCTRICAMENTE LAS GOTAS ........................••.....•...........••••. 5

3.1. INDUCCiÓN ELECTROSTÁTICA CON ATOMIZACiÓN NEUMÁTICA UTILIZANDO BOQUILLA CON ELECTRODO EMPOTRADO . ...... .......... ........................................ ........ .. ...... ... .......................... ...... ....... 5

3.1.1. Principio de carga por ionización del campo... .. .. ........ .......... ..... .. .. .................. .. .......... 6

3.1.2. Principio de carga por contacto.. ....... .... .... .. .. ...... .. .... .... ........ .. ......... .... .. .. .. ... .. ..... .. ....... 6

3.1.3. Principio de carga por inducción electrostática.. .... .... ... ..... .. ... .. .. .............. ....... ... ...... .. 6

3.2. ASPERSiÓN ELECTRODINÁMiCA.... ... ... ...... ......... .. ....... .. ........ ...... ..... .... ..... ... ...... ..... ................ ..... 8

3.3. MÉTODO DE CARGA INDUCIDA EN UN ATOMIZADOR PORTÁTIL DE DISCO ROTATORIO. ............. ...... 10

3.4. INDUCCiÓN ELECTROSTÁTICA TIPO CAPACiTiVA........ ... ...... .. ..... ...... .. ........ ... .. .. ........... .. ....... ... .... 12

4. RETENCiÓN DE LA CARGA...................................................................................................... 13

5. OPTIMIZACiÓN DEL CAMPO DE DEPOSICiÓN....................................................................... 14

6. EFECTO DEL TRANSIENTE EN LA DEPOSICiÓN................................................................... 15

7. EVALUACIONES DE EFICIENCIA EN CAMPO DE EQUIPOS ELECTROSTÁTICOS .............. 17

7.1. TRANSFERENCIA DE MASA DE LAS GOTAS...... ..... ...... .. ...... .. ......... ..... .. ... ... .. .. ...... ....... .. ....... ....... 17

7.1.1. Resultados con objetivos artificiales.. ........ .. .. .... ... ... .... .. ... .... .. .. ...... .. ........ .. .. ... .. ..... .... 17

7.1.2. Resultados con objetivos reales (hojas) . ........... ....... ... ... ............. .. .... .. .. ...... .. .... .. .... 18

7.2. EFICIENCIA EN EL CONTROL DE PLAGAS, ENFERMEDADES Y MALEZAS.. .... .. .. ... ... .. .. ........... .......... 19

7.2.1. Control de dos plagas del algodón con tratamientos electrostáticos y convencionales. ........... ............. ....... ... ........ .... ............................ .......... ..................... .... .. .. ...... 19

7.2.2. Evaluación con producto biológico Bacillus thuringiensis. .... .. .. .. .. .. .... .... ... ........... 21 ~

fl 7.2.3. Evaluación de Deposición de producto trazador en Bróco/i.. ..... .... ........ .. ........ ....... 24

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7.2.4. Aplicaciones de Vertici/lum lecanii para el control de áfidos en chrysantemus. ... 25

7.2.5. Comparación de la deposición hidráulica y electrostática de Thiodan en algodón. ................................................................ ............ ......... .......... ..... ..... ............ .. ...... ..... ........... .... ... 26

7.2.6. Comparación de la deposición hidráulica y electrostática de producto fitosanitario en tomate . .. .. .. ..... ........... .... ..................... ..... ............ ... ... ............................................ .... ........... 27

7.2.7. Comparación de pulverización con carga y sin carga para el control de mosca blanca en algodón..... ........... .... ........ ... ............ ... ............ ... ...... ...... .... ...... ..... ........ .. .. ... .. ... ..... ... 28

7.2.8. Pulverización electrostática de Baci/lus subtilis para control biológico de infección fúngica en estigmas florales. ............................................................................... .............. .. ... 29

7.2.9. Pulverización electrostática de Glifosato para control de malezas en arroz. ......... 30

8. EQUIPOS DE PULVERIZACiÓN ELECTROSTÁTICA UTILIZADOS COMERCIALMENTE ..... 33

9. OTRAS APLICACIONES DE LA TECNOLOGIA ELECTROSTÁTiCA ...................................... 38

9.1. TRATAMIENTO POSCOSECHA DE FRUTAS •... ..................... . ........... ....... ..... .. ........ .. . .... . ........ . ..... 38

9.2. POLINIZACiÓN ELECTROSTÁTICA DE ESTIGMA FLORAL. ....... .. .... .. .. .... . ............ .... ....... ... . ....... ... .. 38

9.3. AEROSOL ELECTROSTÁTICO PARA INSECTOS EN AMBIENTES DOMÉSTICOS ... .. ....... ............ . .. .. ..... 39

9.4. APLICACIONES MÉDICAS ..... .... .... .. ...... . . .. ..... ...... .......... .. .............. .. .... .. .. ... .. .. ....... ... ... . ..... .... .... . 40

9.5. APLICACIONES EN ALIMENTOS... .... ... .. .... ..... . .............................. .... .................... ....... ....... .. .. .. .. 41

10. INVESTIGACiÓN FUTURA EN ASPERSiÓN ELECTROSTÁTiCA ......................................... 42

11. CONCLUSiONES.......................................................................................................................43

BIBLIOGRAFíA CONSULTADA ...................................................................................................... 45

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Incremento relativo de deposición obtenido sobre diferentes objetivos con la pulverización electrostática .................................................................................. 19

Tabla 2. Resultados en el control de dos plagas del algodón con pulverización electrostática y convencional. ......................................................................................... 21

Tabla 3. Eficiencia de control en campo de plagas de brócoli alcanzada con aplicaciones de Bacillus thuringiensis ............................................................................ 23

Tabla 4. Deposición de producto trazador asperjado sobre plantas de brócoli. ..... 24

Tabla 5. Deposición media de trazador sobre hojas de brócoli a diferentes alturas para tres métodos de pulverización ("g/cm2

) ......................................................•..•..•.. 25

Tabla 6. Resultados de análisis foliar y rendimiento operacional de aplicaciones de Thiodan en algodón .......................................................................................................... 27

Tabla 7. Control de plantas dañinas con Glifosato, 13 días después de la aplicación aérea con boquilla convencional (CP) y con boquilla electrostática ...... 32

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Atracción electrostática entre las gotas y la planta .... ... ...... .. .... .. .... .. .... . 2

Figura 3. Boquilla con electrodo empotrado para carga por inducción

Figura 7. Sistema de carga por inducción en un pulverizador centrífugo con

Figura 10. Montaje experimental para análisis de transiente de transferencia de

Figura 13. Deposición de líquido sobre modelos de objetivos para diferentes

Figura 14. Deposición de líquido sobre objetivos foliares para diferentes

Figura 15. Prototipo de pulverizador electrostático para aplicaciones en tres

Figura 18. Características de la carga de una suspensión de Bacillus thuringiensis

Figura 2. Esquema de una boquilla para cargar las gotas ... ..... ..... ...... ... ..... .. ... ... .. 5

electrostática .. ... .. ... .... ..... ........ ... ... ... .... .. .. .. .. .... .. ...... .. ... ....... ... ....... ... .. .. ......... ....... .. 7

Figura 4. Boquilla de inducción electrostática desarrollada por ESS® ..... .. .. ..... ..... 8

Figura 5. Pulverizador manual electrodyn® ... ..... .... .. ... ... .... ..... .... .... ... ...... ... ... ..... .. 9

Figura 6. Sistema de carga en disco rotativo con electrodo inducido ....... ........ .. .. 10

electrodo rotatorio .. .... .. ...... .... ... ... .. ...... ..... .... .. .... .. ..... .. ....... ...... .. ..... ... .. ..... ..... .... ... 11

Figura 8. Boquilla con anillo de inducción electrostática tipo capacitivo ..... ... .. .... . 12

Figura 9. Pérdida de carga por descarga gaseosa ... .... ...... .. ... ..... .. ... .. ....... ...... .... 13

carga ... .. ... .. .... .. ....... ..... .... ......... ... .. .... ... ....... .. .. ........ .. .... .... ... .. .. .... ....... .... .. .... ... .... 15

Figura 11 . índice de transiente de trasferencia de carga de plantas de algodón. 16

Figura 12. Trayectoria de gotas cargadas en la aspersión electrostática . ........ ... . 16

intensidades de carga de las gotas . ..... .. ...... .. .. .. .... .. .. ... ... .. .... ... ... .. .. ....... .. .... ... .... . 17

intensidades de carga de las gotas . ... ... ... .... .. .. .. .... .. .. ..... ... ... .. .. ....... ..... .. ........ ... ... 18

hileras... ..... ...... .. .. ... .... ... .. .. .... .... .... ... ... ....... ...... .. ...... .. ..... .. ..... .. ..... ..... .. .. .... .. ... .... .. 20

Figura 16. Pulverizador electrostático de doce hileras .. ... .... ... .... .. ..... ...... .. ... .. .. ... 20

Figura 17. Resistividad eléctrica de diluciones de Bacillus thuringiensis ... ..... ...... 21

en una boquilla con electrodo empotrado .... .. ... ...... .... ..... ...... ...... .... .. .. ... .... .. .. ...... . 22

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Figura 19. Niveles de control de plagas obtenidos en brócoli con diferentes dosis de pulverización convencional y electrostática . ... ... .. ............ .. ......... ........ ... ........ ... 23

Figura 20. Distribución acumulada de área foliar de brócoli y masa depositada de

Figura 23. Comparación de la deposición obtenida con pulverización convencional

Figura 25. Efecto de los tratamientos de pulverización de biofungicida Serenade®

trazador para diferentes elevaciones en la planta. ...... ...... ..... ..... ... .. ... .. ... .... ... ..... 25

Figura 21 . Nebulizadora de espalda con boquilla electrostática ................... .. ...... 27

Figura 22. Dispositivo de boquilla electrostática ... .. ..... ...... .... ... ...... .... ...... .. .. ... .. .. . 28

y electrostática en tomate .... .. ... .. ....... ..... ... ....... ... .... ........ .. ... .. .. .. .. ....... .. ...... ..... .... . 28

Figura 24. Pulverizador electrostático manual con boquilla centrifuga . ................ 29

sobre la población de B. subtilis en los estigmas de arándanos ........................... 30

Figura 26. Boquilla electrostática para pulverización aérea ........... .. .. .......... .... .. .. 31

Figura 27. Boquilla ESS MaxCharge TM . ... .. ................ .. ........ .. ...................... .... .... 33

Figura 28. Pulverizador electrostático ESS K-450 para tratamientos en líneas . .. 34

Figura 32. Utilización de equipo electrostático semiestacionario para el control de

Figura 34. Aspersión electrostática de funguicida para tratamiento poscosecha de

Figura 29. Cobertura con diferentes tipos de pulverización .... .... ........ .... ...... ........ 34

Figura 30. Pulverizadores electrostáticos para viña ..... .. ...... .. .. .. .... .. .. ...... ..... .... ... 35

Figura 31. Equipos ESS para tratamientos en invernadero ............ .. .................... 36

plagas en un cultivo de flores en el oriente antioqueño ........................................ . 36

Figura 33. Aguilón del equipo pulverizador SPRA COUPE ESP II® ... ...... .... ....... 37

bananas.... .... .. ............ ...... ...... .... .... ...... .. .... .. ...... .... ... ........ .... ..... ............ ...... .... ..... 38

Figura 35. Polinización electrostática del estigma de un almendro . .. ...... .... ........ . 39

Figura 36. Insecticida en aerosol con carga electrostática .......... .... ...... ...... .. .. .. .. .40

Figura 37. Tecnología electrosols para aplicaciones médicas ................. ...... .... .. 40

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RESUMEN

La pulverización electrostática es una técnica para la aplicación de productos químicos mediante la cual se transfieren cargas eléctricas a las gotas atomizadas para que éstas sean atraídas por un blanco biológico, lográndose mayor cobertura y deposición del producto asperjado, disminuyendo la dosis requerida para el tratamiento y reduciendo la pérdida de producto químico arrojado al ambiente. Los conceptos utilizados en la fumigación electrostática no son nuevos, por ejemplo, los automóviles fabricados en el mundo se pintan utilizando la tecnología electrostática. Esta tecnología fue refinada, para aplicaciones y usos agrícolas, por la Universidad de Georgia en Estados Unidos durante los años ochenta. Hoy en día es posible usar la fumigación electrostática para aplicar productos agroquímicos en el control de plagas, enfermedades y malezas en diferentes cultivos al aire libre y bajo invernadero. Esta tecnología se ha utilizado también para aplicar polen con el fin de mejorar la polinización natural en ciertos frutales, se ha usado para la aplicación de funguicidas para evitar podredumbres poscosecha en diferentes frutas, para el control de insectos en ambientes domésticos, e incluso, en tratamientos clínicos por inhalación pulmonar donde gotitas muy finas resultan más eficientes para la asimilación de ciertas drogas para el cuerpo humano.

En este trabajo se presentan los conceptos físicos básicos de la pulverización electrostática, los antecedentes de esta tecnología, las principales técnicas utilizadas para cargar eléctricamente el producto pulverizado, el fenómeno de la pérdida de carga, la optimización del campo de deposición y el efecto transiente del mismo. También, se presentan aquí las principales evaluaciones y resultados obtenidos en la transferencia de masa de las gotas sobre objetivos artificiales (superficies metálicas) y sobre objetivos reales (hojas), y los resultados de ensayos de eficiencia en el control de insectos, hongos y malezas, comparándolos con los resultados obtenidos con las técnicas de aspersión convencionales . Se indican, además, las características técnicas más importantes de los equipos para pulverización electrostática que ya se fabrican comercialmente, y se mencionan otras aplicaciones de la tecnología en otras áreas. Al final se hace mención a las perspectivas futuras de la pulverización electrostática y se presentan varias conclusiones generales destacando las ventajas y desventajas que presenta el uso de esta tecnología en el sector agrícola.

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INTRODUCCIÓN

Las técnicas de pulverización con gotas cargadas eléctricamente se conocen desde hace bastante tiempo. Inicialmente la energía eléctrica había sido utilizada para producir gotas cargadas y manipular su trayectoria para la combustión de hidrocarburos. La tecnología electrostática desde su descubrimiento ha sido muy utilizada en el sector industrial para la aplicación de pintura, xerografía, la impresión y otros usos. Posteriormente ha tenido importantes aplicaciones en el sector agrícola, específicamente en el control de plagas de cultivos (Matthews, 1984; Law, 2001; Hughes,2007).

Los pesticidas agroquímicos suman cerca de 25 billones de dólares anuales en los costos de producción de los cultivos en el mundo, y cerca de 2,25 billones de kilogramos de ingrediente activo cada año son dispersados sobre los ecosistemas y son considerados por los grupos ambientalistas como los productos de mayor riesgo para la salud humana (Law, 2001). De estos, más del 90% son aplicados como producto líquido pulverizado, la mayoría son acuosos basados en suspensiones, soluciones o emulsiones. Estos métodos convencionales de aplicación de productos fitosanitarios presentan bajas eficiencias en la deposición sobre los objetivos en la superficie de las plantas; indicando la necesidad de mejorar técnicamente, no solo la eficiencia de deposición sino la distribución espacial de las gotas depositadas por todo el follaje de la planta, especialmente debajo de las hojas donde la mayoría de plagas prefieren residir (Law y Milis, 1980).

Lo anterior justifica técnicamente la incorporación de fuerzas electrostáticas para atraer y depositar uniformemente las partículas de pesticida en aquellos sitios donde los métodos convencionales que emplean la fuerza de la gravedad y fuerzas inerciales resultan ineficientes. Esta situación limita la pulverización hidráulica a generar determinado tamaño de gotas que sufren más los efectos de la deriva y la evaporación, resultando un mayor gasto de producto para garantizar la deposición requerida de éste sobre las plantas (Law 1983, Soares y Maciel, 2002) .

El presente trabajo tiene como objetivo realizar una revisión y discusión de los principales trabajos y estudios desarrollados con la tecnología de pulverización electrostática en el sector agrícola; destacando las investigaciones dirigidas al control de plagas y enfermedades, las características técnicas de los equipos evaluados, la tecnología utilizada a nivel comercial, y otras interesantes aplicaciones y usos, poco conocidas y difundidas en nuestro medio.

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1. CONCEPTOS BÁSICOS.

La pulverización electrostática es una técnica que transfiere cargas eléctricas negativas a las gotas pulverizadas para ser atraídas por la planta cargada positivamente (Figura 1-a). Esta fuerza de atracción F (N) está definida por la ley de Coulomb en función de la carga q (C) de la gota y de la intensidad del campo eléctrico E (V/m) que actúa sobre ella, mediante la expresión:

F=q.E (1)

La fuerza de atracción electrostática será fuerte si las gotas son relativamente pequeñas y la carga de la gotas es lo suficientemente alta. Así, las gotas seguirán las líneas de flujo del campo eléctrico mostrado en la Figura 1-a, pudiendo vencer la fuerza de la gravedad para dirigirse hacia arriba y depositarse en el envés de las hojas (Figura 1-b).

(a)

Figura 1. Atracción electrostática entre las gotas y la planta. (Fuente: http://www.maxcharge.com/electrostatic/benefits.asp)

La técnica consiste en hacer pasar aire yagua a velocidad muy próxima a la del sonido por unas boquillas especialmente diseñadas. Las partículas de agua al paso por la boquilla (provista de un electrodo) son cargadas de electricidad estática (con signo negativo) y al ser dirigidas a las plantas, estas son atraídas fuertemente por la masa vegetal (con carga eléctrica positiva). Los equipos que utilizan esta tecnología producen la carga eléctrica de las gotas una vez son formadas, por algún procedimiento convencional (pulverización hidráulica, neumática o centrifuga) .

La pulverización electrodinámica utiliza la energía eléctrica para dividir el líquido en gotas y a la vez para cargarlas eléctricamente, con lo cual se asegura el transporte de las gotas hasta la planta a tratar. Este tipo de pulverización no utiliza ningún tipo de acción mecánica ni para producir, ni para transportar la gota (Botta y Dagostino, 2001). Más adelante, en el numeral 3.2, se explicará con más detalle este tipo de pulverización energizada.

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2. ANTECEDENTES.

Eduard Law (2001) realizó una completa recopilación en la investigación desarrollada durante el siglo XX de las aplicaciones de la electrostática en los sistemas agrícolas y biológicos. Un resumen de estos antecedentes se presenta a continuación.

La carga eléctrica asociada con líquidos pulverizados se conoce desde 1892 por el trabajo pionero desarrollado por Lenard, quien investigó la intensa electrificación generada cuando se trastornaba la superficie líquida causada por el burbujeo producido en una cascada de agua de los Alpes Austriacos, fenómeno al que llamó "cascada eléctrica".

Después en 1925, Busse encontraría que esta nebulización natural del agua se cargaba eléctricamente con una intensidad de 0,6 /-lC/kg. Posteriormente Chapman, en 1934, investigó el fenómeno de carga por dispersión utilizando agua pulverizada con un atomizador de latón observando que esta se cargaba con una intensidad de 180 /-lC/kg.

En un primer intento de entender el papel de la carga eléctrica en la deposición de pesticida, Wampler y Hoskins (1939) aplicaron voltaje en el rango de ±150V OC a la aspersión acuosa de arsenato, obtenida con una boquilla metálica, resultando un líquido presurizado con una carga unipolar de 3,6 /-lC/kg.

Por esa época se realizó el estudio de la teoría de carga de partículas en campos ionizados, la cual fue aplicada por varios investigadores para impartir carga a las atomizaciones pasadas a través de coronas de descarga, dando origen a los primeros métodos comerciales de pintura electrostática.

A mediados del siglo XX la mayoría de pesticidas agrícolas se aplicaban como polvos solubles. La Universidad del Estado de Michigan inició investigaciones para incorporar las fuerzas electrostáticas en las deposiciones de estos polvos solubles. Las partículas eran cargadas por la adhesión de iones durante el paso del polvo a través de una región de campo ionizado de una corona de descarga.

Con formulaciones en polvo se realizaron, según Coffee citado por Matthews (1984), intentos para incrementar la deposición mediante cargas electrostáticas, pero debido a la necesidad de alto voltaje (80 kV) no se generalizó su uso.

Hasta el año de 1966, el profesor Bowen lideró en la Universidad de Michigan varias investigaciones en aspersión electrostática de polvos. A partir de entonces se inician las investigaciones en los métodos de carga de pesticidas líquidos, cuando los métodos de control de plagas con productos sólidos se ven superados por la pulverización de productos líquidos.

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Matthews (1984) en su libro «Pesticide Application Methods» presenta una síntesis de los desarrollos obtenidos hasta finales de los años 70, recogiendo algunos de los trabajos desarrollados por Law, Arnold, Pye y Coffee en el campo de la aspersión electrostática .

La carga de producto líquido por el método de descarga en corona fue inicialmente utilizada hasta que, posteriormente, se mostró que la inducción electrostática era un buen y conveniente método de carga con el uso de bajo nivel de voltaje (entre 3 y 8 kV).

Luego, se desarrollaron trabajos para solucionar problemas de disminución de la deposición electrostática, alta resistividad del líquido, capacidad de carga, retención de carga en las partículas, fenómenos de pérdida de carga durante el transito hacia el objetivo, neutralización por descargas eléctricas y otros. Desde 1970 hasta hoy el profesor Edward Law y su grupo de investigación, en la Universidad de Georgia, han trabajado en el desarrollo de prototipos que ha permitido comercializar esta tecnología por empresas como Electrostatic Spraying Systems® (ESS) en muchos países de América.

En Europa se han realizado importantes estudios en pulverización electrodinámica y electrostática con equipos pulverizadores de boquillas centrífugas, desarrollados principalmente por Arnold, Pye, Coffee, Marchant, entre otros investigadores, y el grupo de investigación en pulverización del NAIE «<National Institute of Agricultural Engineering») de Bedford-Inglaterra, quienes han patentando varios equipos y sistemas.

Los trabajos realizados con la tecnología electrostática se pueden dividir en diferentes áreas de investigación, tales como: las técnicas para cargar eléctricamente las gotas, los estudios de retención de la carga, el mejoramiento en la deposición de producto, los estudios de los efectos transientes y las evaluaciones de eficiencias de control de plagas en campo y en invernaderos . En los capítulos siguientes se presentan los principales desarrollos y resultados que se han alcanzado en cada una de estas áreas de la tecnología electrostática.

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3. TÉCNICAS PARA CARGAR ELÉCTRICAMENTE LAS GOTAS.

Se han investigado y probado varios principios para cargar con electricidad las gotas de productos fitosanitarios, los cuales se resumen a continuación.

3.1. Inducción electrostática con atomización neumática utilizando boquilla con electrodo empotrado.

Law (1978) desarrolló una boquilla de inducción electrostática con electrodo empotrado que utiliza la asistencia neumática para cargar gotas de un líquido de resistividad eléctrica entre 10-1 Y 106 n-m y de tamaño VMD (Diámetro Volumétrico Medio) entre 30 y 50 ¡..tm . En este trabajo el autor presenta la teoría, el diseño de ingeniería y la evaluación de esta boquilla.

En la ecuación (1), el campo eléctrico E, donde están ubicadas las gotas, puede ser generado a partir de electrodos de alto voltaje convenientemente posicionados de cargas inducidas próximas a contornos atomizados, o de campos de espacio eléctrico cargados que se generan por proximidad a corrientes de aire con otras partículas cargadas.

Según este investigador existen tres principios físicos que explican el fenómeno de carga de un líquido; partículas cargadas en un campo ionizado, partículas cargadas por contacto, y principio de carga por inducción electrostática. Estos principios se pueden describir a partir de la Figura 2, en la cual conectando los conductores L1, L2 Y L3 a varias combinaciones de potencial eléctrico se pueden generar estos fenómenos de carga.

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Figura 2. Esquema de una boquilla para cargar las gotas. (Fuente: Law, 1978)

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