Vantagens da pulverização eletrostática

Diversas pesquisas demonstram que a utilização de pequenas gotas apresenta melhores resultados no controle de problemas fitossanitários. No entanto, por suas pequenas massas, essas gotas possuem pouca energia cinética e atingem os alvos com maior dificuldade. Assim, pesquisas com pulverização eletrostática têm demonstrado resultados positivos na utilização de gotas pequenas.

Desde 1984 a Embrapa Meio Ambiente tem realizado dezenas de estudos com pulverização eletrostática e desenvolveu diferentes tipos de pulverizadores com essa tecnologia.

Verificou-se que os melhores processos de eletrificação de gotas são basicamente dois. A eletrificação indireta por indução, onde o líquido fica mantido aterrado e a eletrificação acontece devido a um eletrodo de alta tensão, 1.000 a 5.000 Volts, que é mantido próximo à zona de formação das gotas do bico; e a eletrificação direta, onde a calda é eletrificada com voltagem entre 20 mil e 40 mil Volts.

Na eletrificação indireta, as gotas são fortemente atraídas pelo eletrodo de indução porque adquirem cargas de polaridade oposta, provocando o seu molhamento e do corpo que o sustenta, favorecendo o surgimento de um curto-circuito, entre o bico aterrado e o eletrodo eletrificado. Para resolver esse problema, é necessário que o conjunto do eletrodo de indução e seu suporte sejam mantidos secos com auxílio de jato de ar em alta velocidade. Entretanto, às vezes a atração eletrostática para o eletrodo de indução é tão forte que o ar em alta velocidade não consegue eliminar o efeito da atração e o bico fica totalmente molhado.

O molhamento do eletrodo de indução era um impedimento técnico para adaptar o sistema de eletrificação indireta para os bicos hidráulicos tradicionalmente utilizados nos pulverizadores. Dessa forma, no sistema mais antigo e ainda comercial, o bico hidráulico e seu eletrodo de indução eram mantidos num fluxo de ar em alta velocidade, para evitar o molhamento do sistema.

Na eletrificação direta, a alta tensão entre 20 mil e 40 mil Volts é ligada diretamente no líquido, pois o campo eletrostático na ponta do bico ficará extremamente elevado, eliminando a necessidade de eletrodo externo. Essa técnica é ideal para os bicos hidráulicos tradicionais, mas todo o sistema hidráulico permanecerá com alta tensão, exigindo medidas de isolamento para todo o circuito hidráulico, tal como a bomba, as mangueiras e as tubulações e o tanque de armazenamento de líquido.

Pesquisas realizadas com sistema de eletrificação direta com 40kV, com bico hidráulico com vazão de 180ml/min indicaram que a deposição em alvos artificiais é sete vezes maior, com gotas eletrificadas quando comparadas com gotas sem carga. Baseada nesses resultados a Embrapa Meio Ambiente adaptou um pulverizador costal, para realização de estudos de pulverização eletrostática em algumas culturas. Nas culturas do algodão, tomate estaqueado, berinjela, morango e crisântemo, a pulverização eletrostática apresentou uma deposição superior na face inferior das folhas das plantas, chegando em alguns casos a ser seis vezes superior ao processo convencional. Na cultura da cebola, não houve diferenças estatísticas comparando a pulverização eletrostática e convencional.

Em experimentos realizados na cultura do crisântemo, foram utilizados quatro bicos de pulverização (TXVK-3, AXI 110015, AXI 12002 TWIN e AXI 11003) combinados às técnicas de pulverização eletrostática e convencional para estudo de deposição e controle do ácaro rajado. Os bicos que apresentavam gotas de menor diâmetro mediano volumétrico (TXVK-3 e AXI 110015) apresentaram maiores depósitos na superfície inferior da folha quando se utilizou a pulverização eletrostática. A pulverização eletrostática promoveu maior controle na população do ácaro quando comparado à pulverização convencional. O sistema de eletrificação direta é, sem dúvida, a melhor tecnologia para a pulverização eletrostática com bicos hidráulicos. Infelizmente, apesar dos bons resultados agronômicos existem problemas industriais que devem ser contornados para disponibilização da tecnologia no mercado. Para desenvolvimento dos pulverizadores costais, os problemas são relacionados ao custo da fonte de alta tensão, que necessita de componentes eletrônicos importados, substituição de material plástico para confecção de bomba hidráulica, modificação do desenho do tanque e desenvolvimento de novo tipo de válvula (gatilho) com melhores características de isolamento elétrico.

Algumas dificuldades tecnológicas têm desestimulado as indústrias para o desenvolvimento de pulverizadores eletrostáticos. Em alguns casos, houve insucessos internacionais na comercialização de máquinas eletrostáticas, que não apresentaram os resultados esperados de aumento de deposição. Esses fatos ocorreram devido a projetos equivocados, com utilização de bicos produzindo gotas com diâmetros superiores a 120 micrômetros e, principalmente, com intensidade de carga eletrostática insuficiente, ou seja, com corrente elétrica no jato de gotas inferior a dois microamperes por ml/s. Durante a pulverização eletrostática a atração das gotas é diretamente proporcional à carga que elas adquirem e pode se dizer que o incremento de deposição é de 10% para cada microampere de corrente para cada mililitro de jato de gotas por segundo. Devido à grande variabilidade de alvos, condições micrometeorológicas entre outros fatores, o ideal é que a corrente elétrica verificada no jato de gotas seja superior a dois microamperes por mililitro de calda pulverizada por segundo. Outro fator importante que afeta a deposição eletrostática é o tamanho das gotas, pois somente aquelas com diâmetros inferiores a 100 micrômetros se beneficiam da atração eletrostática, com habilidade para se depositarem nas páginas inferiores das folhas.

Para o desenvolvimento dos pulverizadores tratorizados existem algumas opções: a) sistema utilizando bicos hidráulicos com eletrificação indireta, com jato de ar auxiliar, para evitar o molhamento do eletrodo de indução; b) sistema que utiliza bico pneumático eletrostático, com eletrificação indireta. Na primeira situação é necessário o desenvolvimento e a adaptação de ventilador para suprir os bicos com jatos de ar em velocidade adequada para manutenção do sistema de indução seco. Na segunda situação é necessário um compressor pneumático para suprir dezenas de bicos, que unitariamente consomem 200 litros de ar, em pressão de aproximadamente 1kg/cm. No sistema de eletrificação direta, surgem problemas graves de isolamento, pois todo o circuito hidráulico fica submetido a tensão elevada exigindo soluções tecnológicas sofisticadas.

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As pesquisas internacionais demonstravam que o molhamento do eletrodo de indução afetava negativamente a eletrificação das gotas, mas a Embrapa Meio Ambiente notou em alguns experimentos que o eletrodo continua a funcionar mesmo completamente molhado.

O fato mais grave e que impediu o desenvolvimento dessa tecnologia para a aplicação dos agroquímicos é que todos os dispositivos conhecidos para eletrificação por indução em bicos hidráulicos utilizavam suportes de eletrodos altamente isolantes de eletricidade, mas que ficam molhados, provocando curto-circuito entre a alta tensão do eletrodo e o bico de pulverização, exigindo que ficassem dispostos em ambientes com fluxo de ar.

A Embrapa Meio Ambiente resolveu todos os problemas construindo o suporte de eletrodo de indução com material especial que não permite a formação de curto-circuito entre o eletrodo eletrificado e o líquido aterrado. Um kit de conversão é de baixo custo, abaixo de R$ 100,00 por unidade, não necessita de ar auxiliar e pode ser adaptado em qualquer tipo de pulverizador hidráulico existente no mercado.

Aldemir Chaim, Embrapa Meio Ambiente

Artigo publicado na edição 159 da Cultivar Máquinas.