ATUALIZAÇÃO DAS PLANILHAS DO USDA-ARS PARA A PREVISÃO DA QUALIDADE DAS PULVERIZAÇÕES AÉREAS

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1 ATUALIZAÇÃO DAS PLANILHAS DO USDA-ARS PARA A PREVISÃO DA QUALIDADE DAS PULVERIZAÇÕES AÉREAS Eng. Agr. José Carlos Christofoletti Consultor em Tecnologia de Aplicação Congresso a Aviação Agrícola do Brasil SINDAG Maringá (PR) 6 a 9 de agosto de

2 ATUALIZAÇÃO DAS PLANILHAS DO USDA-ARS PARA A PREVISÃO DA QUALIDADE DAS PULVERIZAÇÕES AÉREAS Eng. Agr. José Carlos Christofoletti Consultor em Tecnologia de Aplicação INTRODUÇÃO A aplicação aérea de defensivos agrícolas, fertilizantes e outros produtos na agricultura e outras atividades agropastoris e de reflorestamento é uma operação fundamental para o controle às pragas e doenças que afetam essas atividades econômicas. A grande vantagem da alta produtividade operacional da aplicação aérea não pode ser afetada por possíveis erros na execução desse trabalho, principalmente na utilização de produtos líquidos que podem gerar cobertura não adequada do alvo a ser atingido e, principalmente, resultar em deriva prejudicial em áreas vizinhas e ao meio ambiente. Visando proporcionar um conhecimento prévio do que pode acontecer com a pulverização produzida por aeronaves agrícolas, a Unidade de Pesquisa de Tecnologia de Aplicação Aérea (Aerial Application Technology Research Unit) do Serviço de Pesquisa Agrícola (Agricultural Research Service) do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (United States Department of Agriculture) vem realizando vários trabalhos em túnel de vento analisando o desempenho de vários bicos de pulverização simulando as aplicações aéreas. Com os resultados desse trabalho foram desenvolvidas várias planilhas abrangendo praticamente todas as possibilidades de operações aéreas desde as realizadas com helicópteros até as modernas aeronaves equipadas com turbinas. Essas planilhas de bicos de pulverização aérea do USDA-ARS foram desenvolvidas para fornecer aos aplicadores uma ferramenta para determinar o tamanho das gotas resultantes de um cenário de aplicação baseado no bico usado e as condições operacionais. Elas fornecem uma interface rápida e fácil, fornecendo ao usuário informações de tamanho e classificação do espectro de gotas baseados no bico que está sendo usado, bem como nas condições operacionais solicitados pelo aplicativo (tamanho do orifício do bico, pressão de pulverização, orientação ângulo do jato e velocidade do ar). As primeiras planilhas foram publicadas ainda na década passada (uma planilha para cada tipo de bico). Em 2015, essas planilhas foram reunidas em duas outras: uma para baixa velocidade (de 50 a 120 mph) e outra para alta velocidade (de 120 a 180 mph). Essas planilhas foram traduzidas por este autor para a língua portuguesa, bem como para as unidades de medidas usadas no Brasil e foram apresentadas no Congresso de Aviação Agrícola do SINDAG, realizado em Botucatu em No ano passado, o USDA-ARS fez nova atualização dessas planilhas. Este autor, como das vezes anteriores, solicitou autorização para os autores americanos, Clint Hoffmann e Brad Fritz, para fazer também a tradução dessas planilhas. Foram disponibilizadas quatro planilhas que vamos apresentar a seguir. Como das vezes anteriores, essas planilhas estarão disponibilizadas no site do SINDAG, com a finalidade de servir aos aplicadores aéreos do Brasil como mais uma ferramenta para a melhoria dos trabalhos na agricultura brasileira. REVISANDO OS CONCEITOS DE TECNOLOGIA DE PULVERIZAÇÃO Na prática, todas as pulverizações produzidas pelos equipamentos (terrestres e aéreos) são definidas como heterogêneas, isto é, são constituídas por gotas de diferentes tamanhos, necessitando de uma metodologia para classificar essa heterogeneidade para poder compará-la com outra que também é heterogênea, porém com gotas com outra gama de tamanho. Para isso utiliza-se um processo de análise da porcentagem do volume acumulativo de uma amostra, determinando-se o tamanho de gota de três pontos da curva representativa dessa heterogeneidade: D V0,1 ; D V0,5 e D V0,9. (D V0,1 significa o tamanho de gota tal que 10% do volume pulverizado está em gotas menores que esse valor), o mesmo acontecendo com os valores de D V0,5 e D V0,9. A relação entre esses fatores: - 2 -

3 ( D V0,9 D V0,1 ) D V0,5 define a chamada AMPLITUDE RELATIVA, cujo valor tende a zero quanto menor for a heterogeneidade, isto é, quanto menores forem as diferenças dos diâmetros das gotas dessa pulverização. O valor D V0,5 é conhecido com Diâmetro Mediano Volumétrico, que é uma das qualificações da pulverização. Para melhor entendimento dessa metodologia, será mostrada uma análise do tamanho de gota de uma determinada pulverização, com os respectivos valores dos três índices citados. A pulverização mostrada na figura 1 é definida pelos três valores citados, cuja relação de Amplitude Relativa (A.R.) é de 1,31. Figura 1 - Representação de uma pulverização, mostrando os pontos cujos valores definem numericamente a Amplitude Relativa. A figura 2 abaixo mostra três pulverizações com o mesmo valor do D V0,5, porém, com os outros valores diferentes mostrando heterogeneidades distintas: Figura 2 Representação gráfica de três pulverizações com espectro de gotas diferentes, porém com o mesmo valor do Diâmetro Mediano Volumétrico

4 Se considerarmos que dessas pulverizações somente as gotas entre 200 m e 300 m são aproveitadas, isto significa que o espectro da pulverização A tem 40% do seu volume aproveitado, enquanto a pulverização B tem 32% e a pulverização C apenas 20%. Da mesma forma se considerarmos que as gotas abaixo de 150 m são potencialmente perdidas por evaporação e deriva (índice chamado de Potencial de Risco de Deriva PRD), a pulverização A tem esse valor em 5,0%, enquanto que as pulverizações B e C têm esses valores em 8,5% e 22,0%, respectivamente. Tendo em vista esse tipo de análise, recomenda-se que, tendo-se pulverizações com os valores de DMV semelhantes, a escolha deve ser para aquela que tenha esse índice mais próximo do recomendado e com um Espectro de Gotas (ou Amplitude Relativa) de menor valor. CLASSIFICAÇÃO DO ESPECTRO DE GOTAS Tendo como critério os pontos acima descritos, foi elaborada uma norma técnica para o estabelecimento de critérios para a determinação do espectro de gotas, com as pulverizações sendo classificadas em CATEGORIAS DE ESPECTRO DE GOTAS (GEC). A Norma ASABE Spray Nozzle Classification by Droplet Spectra, (março 2009), estabelece oito classes de pulverizações: EXTRA FINA, MUITO FINA, FINA, MÉDIA, GROSSA, MUITO GROSSA, EXTRA GROSSA e ULTRA GROSSA, conforme a tabela mostrada na figura 3, com os respectivos bicos utilizados na determinação das curvas limites entre as categorias: Figura 3 Curvas limites entre as Categorias do Espectro de Gotas (à esquerda) e os tipos de bicos utilizados para a determinação dessas pulverizações (à direita). Se a curva de uma determinada pulverização cair inteiramente entre duas linhas limites, ela será classificada como essa Categoria. Caso a curva ultrapasse uma ou duas linhas limites, essa pulverização será classificada na Categoria de menor tamanho. VALORES SOBRE OS ESPECTROS DE GOTAS APRESENTADOS NAS PLANILHAS DO USDA-ARS As planilhas desenvolvidas pelo USDA-ARS apresentam como resultado das pulverizações simuladas, uma tabela com os valores referentes à Amplitude Relativa, a porcentagem dos volumes abaixo de determinados diâmetros de gota e a localização dos pontos referentes aos diâmetros do D V0,1, D V0,5 e D V09. A figura 4 mostra a tabela de uma dessas determinações

5 Figura 4 Tabela com os resultados de Espectro de Gotas de uma pulverização simulada por uma das planilhas do USDA-ARS. AS NOVAS PLANILHAS DO USDA-ARS PUBLICADAS EM 2017 Em 2017, o USDA-ARS divulgou novas planilhas com atualizações feitas das edições anteriores, passando aos aplicadores aéreos quatro novos modelos diferentes. Também por solicitação deste autor, o USDA-ARS autorizou que fosse feita a tradução do texto em inglês para o português, como também a conversão das unidades usadas nos Estados Unidos (pé, acre e galão) para as unidades usadas no Brasil (metro, hectare e litro). Para cada uma dessas planilhas foi dado um nome para melhor identificação das mesmas. Nos campos em azul nas planilhas, estão os dados a serem escolhidos, bem como a introdução dos valores referentes às condições operacionais. Planilha 1 Geral: Para uma determinada situação de aplicação definida pelos valores de velocidade: BAIXA (de 50 a 120 mph) ou ALTA (de 120 a 180 mph), Taxa de Aplicação (l/ha), Largura da Faixa de Aplicação (m), quantidade de bicos existentes na barra e a Categoria do Espectro de Gotas desejado, a planilha informa a vazão do bico e a vazão da barra (l/min) e todos os tipos de bicos disponíveis para essa aplicação essa situação. A Planilha 1 Geral é mostrada na íntegra na Figura 4. Os valores que devem introduzidos nos campos em azul nessa planilha (opções para faixas de velocidade Alta e Baixa e Categoria de Espectro de Gota desejado) e dados da aplicação aérea podem ser vistos na Figura 5. Na parte inferior da planilha, como mostra a Figura 6, aparecerão todos os tipos de bicos disponíveis para atender a aplicação desejada, com os respectivos números de ponta, ângulo de inclinação do jato em relação ao vento relativo, a pressão de trabalho, os valores (em m) dos pontos D V0,1, D V0,5 e D V0,9 da curva de volume acumulativo dessa pulverização, a Amplitude Relativa e a porcentagem de volume de líquido pulverizado em gotas menores que 100 m. Planilha 2 Geral: Essa planilha é semelhante à Planilha 1 Geral, com a diferença de valores de entrada (ver a Figura 7). Nessa planilha, aparecem como valores solicitados, a pressão de pulverização (em PSI) e número mínimo e máximo de bicos aceitáveis na barra de pulverização. O primeiro resultado que aparece, na faixa amarela, é a vazão total da barra, em l/min. Na parte inferior da planilha aparecerão os bicos disponíveis com o tipo, tamanho do orifício, ângulo em relação ao vento relativo, a vazão e os dados referentes à Categoria do Espectro de Gotas (ver Figura 8)

6 Figura 5 Vista completa da Planilha 1 Geral. DADOS DA OPERAÇÃO PRIMEIROS RESULTADOS Figura 6 Planilha 1 Geral: Valores a serem introduzidos nos campos em azul: opções para faixas de velocidade e Categoria de Espectro de Gotas desejado

7 Figura 7 Planilha 1 Geral: Bicos disponíveis e condições operacionais para atender à Categoria de Espectro de Gotas desejado. DADOS DA OPERAÇÃO NOVIDADE PRIMEIRO RESULTADO Figura 8 Planilha 2 Geral: Valores a serem introduzidos nos campos em azul: opções para faixas de velocidade, dados da aplicação, pressão de pulverização, número mínimo e máximo de bicos aceitáveis e Categoria de Espectro de Gotas desejado

8 Figura 9: Planilha 2 Geral: Bicos disponíveis e condições operacionais para atender à Categoria de Espectro de Gotas desejado. Planilha 3 Para um determinado tipo de bico: operações na Faixa de Baixa Velocidade. Essa planilha é para verificar a Categoria do Espectro de Gota de um determinado bico escolhido entre os disponíveis, para operação na faixa de baixa velocidade (de 50 a 120 mph). Figura 10: Planilha 3: Vista geral: para um determinado tipo de bico, operações na faixa de velocidade Baixa

9 Figura 11: Planilha 03 Faixa de Baixa Velocidade: opções de dados operacionais para uma determinada aplicação aérea. VALORES SOLICITADOS RESULTADOS Figura 12: Planilha 03 Faixa de Baixa Velocidade (de 50 a 120 mph): Dados do espectro de gotas para as condições operacionais indicadas, bem como as vazões do bico e da barra e o número de bicos necessários para atender a essa operação

10 Planilha 4 Para um determinado tipo de bico: operações na Faixa de Alta Velocidade. Essa planilha (ver figura 11) é para verificar a Categoria do Espectro de Gota de um determinado bico escolhido entre os disponíveis, para operação na faixa de alta velocidade (de 120 a 180 mph). Após a escolha dos dados de operação, os resultados aparecerão na parte inferior da planilha, como visto na planilha 03. Figura 13: Planilha 04 Faixa de Alta Velocidade (120 a 180 mph) : Dados do espectro de gotas para as condições operacionais indicadas, bem como as vazões do bico e da barra e o número de bicos necessários para atender a essa operação. CONSIDERAÇÕES FINAIS Conforme os autores americanos citados comentam que essas planilhas atualizadas de modelos de bicos não são destinadas a substituir quaisquer outras práticas atuais ou cálculos de instalação de barras de pulverização que podem também ser usadas, porém são interfaces aprimoradas e mais eficientes com os modelos de bicos atuais. Espera-se que os usuários façam uso dessas planilhas e informem a opinião sobre elas, espera-se que os aplicadores brasileiros passem a utilizar essas planilhas como anexos às Ordens de Serviço emitidas pelos respectivos departamentos técnicos, como uma documentação referencial a uma calibração correta para obtenção de um melhor resultado da aplicação e clara preocupação inclusive como prevenção da deriva que pode prejudicar áreas vizinhas e o meio ambiente. ================================================================================ Para outras informações, como também sugestões e críticas sobre esse material, entrar em contato com o autor através de: Telefones: (15) ou (15) jocartti@uol.com.br ================================================================================