ANÁLISE DA DISTRIBUIÇÃO VOLUMÉTRICA DE PONTAS
DE PULVERIZAÇÃO HIDRÁULICAS DE JATO PLANO
INTRODUÇÃO
A correta aplicação de agrotóxicos somente é possível quando se dispõem de bicos
de pulverização que propiciem uma distribuição transversal homogênea e um espectro
de gotas uniforme e de tamanho adequado.
Segundo Sidahmed (1998), os bicos de
pulverização constituem um dos principais
componentes dos pulverizadores hidráulicos,
tendo como funções: fragmentar o líquido em
pequenas gotas, distribuir as gotas em uma
determinada área e controlar a saída de líquido
por unidade de área.
Genericamente, denomina-se bico ao
conjunto de peças colocado no final do circuito
hidráulico de um pulverizador, através do qual
a calda é emitida para fora da máquina. O bico
consiste de várias partes, sendo a ponta de
pulverização a mais importante e responsável
pelas características do jato emitido (Christofoletti, 1999). As pontas podem ser fabricadas
em vários materiais, como latão, nylon, aço
inox, poliacetal e cerâmica. Eles conferem
diferentes características técnicas e durabilidades às mesmas.
O volume aplicado numa pulverização
deve ser o mais uniforme possível, sob pena
de ser necessário volume adicional para
compensar os pontos ou faixas que receberam
menor quantidade de calda (Perecin et al.,
1998). Cobertura homogénea pressupõe
distribuição uniforme, caracterizada por
baixos coeficientes de variação da distribuição
volumétrica superficial, tanto no sentido
longitudinal como no transversal. A uniformidade transversal depende da ponta utilizada,
da sobreposição dos jatos e da posição da barra
porta-bicos em relação ao plano de tratamento
(Barthelemy et al., 1990). Segundo Langenakens (1999), um coeficiente de variação da
distribuição volumétrica superficial abaixo de
10% indica uniformidade satisfatória. Na
Europa, em condições de laboratório, para a
pressão e altura estabelecidas pelo fabricante
como ideais para cada ponta, o coeficiente de
variação deve ser inferior a 7%. Para as demais
pressões e alturas especificadas pelo fabricante
como passíveis de uso, não deve exceder a 9%
(ECS, 1997).
Atualmente, existem no mercado pontas
de pulverização hidráulicas de vários tipos e
usos definidos para diferentes e específicas
condições técnicas operacionais. Diversos
trabalhos têm sido feitos para avaliar as
características técnicas destas pontas (Cunha
& Teixeira, 2001; Bauer & Raetano, 2004; Voll
et al., 2004), no entanto, alguns tipos ainda
carecem de informações que auxiliem em sua
seleção. Galli et al. (1983) constataram diferenças apreciáveis nos padrões de deposição
de alguns tipos de pontas, recomendando a
realização de cuidadosos testes antes do seu
emprego.
Matthews (2002) afirma que cada ponta
possui uma característica própria de distribuição volumétrica, sendo esta, específica para
cada condição de altura do bico em relação ao
alvo e de espaçamento entre bicos na barra.
Portanto, é preciso estudar o comportamento
das pontas em diferentes condições de
trabalho.
Este trabalho teve como objetivo analisar
a distribuição volumétrica de pontas de
pulverização hidráulicas de jato plano, fabricadas em material cerâmico e plástico, com
diferentes vazões nominais, em função da
pressão de trabalho e da altura da barra portabicos.
MATERIAL E MÉTODOS
Os ensaios foram realizados no Laboratório de Mecanização Agrícola da Universidade Federal de Viçosa (Brasil). Foram avaliados quatro jogos de pontas de pulverização
hidráulicas (Quadro 1), tipo jato plano, com
ângulo nominal de abertura do jato de 110°:
110-SF-02, 110-SF-03, 110-API-02 e 110API-03. Essas pontas, de grande utilização no
mercado nacional, de acordo com o fabricante,
são de uso geral, produzindo aplicações uniformes quando se sobrepõem as pulverizações,
sendo recomendadas para trabalhar a pressões
entre 150 e 400 kPa.
Para a caracterização das pontas, foram
tomados os seguintes parâmetros: caudal de
vazão, perfil de distribuição individual de cada
ponta e coeficiente de variação da distribuição
volumétrica superficial conjunta. Empregaram-se as pressões de 200, 300 e 400 kPa para
cada avaliação.
Inicialmente realizou-se um estudo sobre
a repetitividade do caudal de vazão das pontas
de um mesmo jogo, objetivando verificar se
as mesmas apresentavam características
técnicas similares de caudal de vazão. Para
isso, cinco pontas de cada série foram empregadas. O líquido pulverizado, durante 60
segundos, sob pressões de 200, 300 e 400 kPa,
foi coletado em provetas de 2.000 mL, com
resolução de 10 mL. A operação foi repetida
cinco vezes para cada ponta, sendo determinada a média dos caudais de vazão para cada
pressão. Análises de intervalo de confiança dos
valores foram realizadas, utilizando-se, para
isto, o programa de análises estatísticas SAEG,
versão 8.0.
Os ensaios de distribuição volumétrica,
visando determinar o perfil de distribuição de
cada ponta e o coeficiente de variação da
distribuição conjunta das pontas, foram feitos
utilizando-se as pontas individualmente e em
conjunto de cinco pontas espaçadas 50 cm,
montadas em uma barra porta-bicos sobre uma
bancada de ensaios padronizada, de acordo
com a norma ISO 5682/1 (ISO, 1986). A
bancada de ensaios tinha as seguintes dimensões: 2,0 m de comprimento por 1,0 m de
largura, com canaletas em forma de “V” com
0,05 m de profundidade e largura. As pontas
foram acionadas por um pulverizador
estacionário, com caudal de vazão máxima de
20 L min -1. Este pulverizador era composto
por uma bomba de pistão acionada por um
motor elétrico de 220 V e 2,2 kW de potência.
Durante um tempo mínimo de 60 segundos, coletou-se o volume do 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. Trabalhou-se com
altura da barra de 30, 40 e 50 cm em relação à
bancada. O perfil de distribuição de cada ponta
testada individualmente foi determinado por
meio de gráficos construídos com dados de
posição e volume acumulado. A homogeneidade de distribuição transversal do líquido
pulverizado pelo conjunto de cinco 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. Quanto
maior o coeficiente de variação, maior a
variação da distribuição e menor a uniformidade de aplicação (Debouche et al., 2000).
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
velocidade do vento menor que 3 m s-1.
Os manómetros utilizados, com capacidade nominal de 2.059,4 kPa (21 kgf cm-2) e
resolução de 98,1 kPa (l kgf cm -2), foram
previamente calibrados por meio de uma
estrutura de reação dotada de massas-padrão,
para obter a relação entre a pressão indicada e
a pressão real. Para a calibração, os manómetros foram acoplados a um sistema composto
por bomba hidráulica (PH-80, Enerpac),
adaptador para manómetro, mangueira hidráulica e cilindro hidráulico de pistão vazado
(RCH-120, Enerpac). Esse sistema foi montado sobre uma estrutura de reação que tinha
acoplado, a um engate rotulado, uma haste
metálica para a colocação de massas em incrementos de aproximadamente 10 kg. Foram
realizados três carregamentos até aproximadamente 205 kg, com o intuito de verificar a
repetitividade das leituras.
Para cada ponta, a análise do coeficiente
de variação da uniformidade de distribuição
foi feita utilizando-se um delineamento
inteiramente casualizado, em esquema fatorial
3 x 3 (três pressões e três alturas da barra),
com cinco repetições. Utilizou-se o teste de
Tukey, a 5% de probabilidade, para a comparação das médias dos tratamentos. Empregouse o programa estatístico Saeg 8.0.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Uma cobertura homogénea pressupõe uma
distribuição uniforme, caracterizada por
baixos coeficientes de variação da distribuição
volumétrica superficial do conjunto de pontas.
Essa distribuição depende, entretanto, do perfil
de distribuição de cada ponta trabalhando
isoladamente. O perfil deve ser tal que permita,
quando houver a sobreposição, uma cobertura
uniforme.
Na Figura l tem-se o perfil da distribuição
volumétrica de cada ponta, trabalhando isoladamente a 50 cm de altura, em diferentes
pressões. Observa-se que as pontas 110-SF02 apresentaram ligeira assimetria no perfil,
com depressão na zona central e irregularidades a baixa pressão; as pontas 110-SF-03
também apresentaram depressão na zona central e irregularidades a baixa pressão,
entretanto de intensidade menor; as pontas
110-API-02 e 110-API-03 apresentaram perfil
de distribuição mais uniforme com pequenas
irregularidades a baixa pressão.
No Quadro 2 tem-se o caudal de vazão e o
coeficiente de variação médio (%) da distribuição volumétrica do conjunto de pontas em
função da altura da barra porta-bicos e da
pressão de trabalho. Observando-se as médias
das vazões proporcionadas pelas pontas de
uma mesma especificação, para uma mesma
pressão, e utilizando-se o teste t a 5% de probabilidade, verificou-se que a série de pontas
110-SF-02 apresentou um desvio máximo de
4,22%, a série 110-SF-03, de 4,17%, a série
110-API-02, de 5,03% e a série 110-API-03,
3,89%. Mediantes estes valores, pode-se considerar que as pontas estudadas são semelhantes
quanto à vazão, uma vez que não superaram o
limite máximo de 10%, estabelecido para
manter um bom padrão da aplicação, segundo
Márquez (1994). Rodrigues et al. (2004), avaliando pontas de jato plano de material plástico
do mesmo fabricante, também encontraram
boa repetitividade quanto à vazão, ficando os
desvios abaixo de 5% para todas as pontas
estudadas.
Analisando-se o coeficiente de variação da
distribuição conjunta, é possível verificar que
as melhores condições de trabalho, para as
quatro pontas estudadas, ocorreram quando as
mesmas operaram a 300 kPa de pressão e 50
cm de altura da barra. Em geral, o efeito 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). Comparando-se
as pontas de material plástico com as de
material cerâmico, observou-se que estas têm
maior uniformidade de distribuição. Isso se
deve ao perfil de distribuição mais uniforme,
sem depressões nas zonas centrais e sem
irregularidades nas extremidades do perfil,
permitindo uma sobreposição dos jatos mais
adequada. Um padrão de distribuição próximo
ao triangular favorece a boa sobreposição.
Rodrigues et al. (2004) e Voll et al. (2004)
também 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. Cada
tipo possui uma condição ideal de trabalho.
Levando-se em conta as normas do Comité
Europeu de Normalização, não é recomendado
trabalhar com as pontas avaliadas a uma altura
de 30 cm em relação ao alvo, pois a sobreposição dos jatos não é suficiente para se obter
boa uniformidade de distribuição; além disso,
não se recomenda trabalhar com as pontas 110SF-02 e 110-SF-03 a pressão de 200 kPa e
altura da barra de 40 cm em relação ao alvo, e
com as pontas 110-API-02 e 110-API-03 a
pressão de 400 kPa e altura da barra de 40 cm
em relação ao alvo.
CONCLUSÕES
1. A uniformidade de distribuição das pontas
avaliadas foi influenciada pela vazão
nominal, pela pressão de trabalho e pela
altura da barra.
2. As pontas avaliadas apresentaram, de
maneira geral, níveis de uniformidade de
distribuição satisfatórios, trabalhando
principalmente a pressão de 300 kPa e
altura da barra de 50 cm em relação ao
alvo.
3. As pontas de material cerâmico apresentaram maior uniformidade de distribuição
em relação às pontas de material plástico.
4. Não se recomenda a utilização das pontas
avaliadas com altura da barra de 30 cm em
relação ao alvo.
