O objetivo deste trabalho foi determinar a velocidade das gotas geradas por uma ponta de jato plano de faixa ampliada (XR11003) em função de variações na tensão superficial e da viscosidade de caldas compostas por surfactante ou óleo vegetal.
AUTORES:
Engenheiro Agrícola Rafael L. Panini, Professor Universitário, UNICEP, São Carlos/SP – Brasil;
Engenheiro Agrônomo Ulisses R. Antuniassi, Professor Titular, Departamento de Engenharia Rural, Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP, Botucatu/SP – Brasil;
Engenheiro Agrônomo Rone B. Oliveira, Professor Adjunto/Titular, UENP, Bandeirantes/PR – Brasil;
Engenheiro Agrônomo Vitor C. R. Araújo, Mestrando em Agronomia, UNESP, Botucatu/SP – Brasil.
INTRODUÇÃO
Dentre as técnicas utilizadas para melhorar a eficiência das aplicações de defensivos agrícolas, o uso de adjuvantes se destaca por aumentar a qualidade em diferentes fatores da tecnologia de aplicação. Os principais efeitos dos adjuvantes são redução na tensão superficial, modificantes de viscosidade, redutores de deriva, incrementadores de deposição, agentes condicionantes de calda de pulverização, entre outros (McMULLAN, 2000).
Dessa forma, as alterações físico-químicas provocadas por adjuvantes nas caldas de pulverização podem afetar parâmetro ligados ao espectro de gota como diâmetro mediano volumétrico (DMV), percentual de gotas menores do que 100 µm e Amplitude Relativa. Além desses parâmetros, a velocidade de gotas é muito importante no processo de aplicação de defensivos agrícolas. Butler Ellis et al. (1997) indica que a velocidade das gotas de pulverização pode ser influenciada pelas propriedades físicas do líquido de pulverização. Velocidades menores de gotas de pulverização podem torná-las mais susceptíveis à deriva devido ao maior tempo decorrido para atingir o alvo. O uso de surfactantes aumenta o tamanho de gotas (Chechetto e Antuniassi, 2012).
Sabe-se que gotas de maiores tamanhos assumem maior velocidade (NUYTTENS et al., 2009). No entanto, pouco se conhece sobre a relação direta da interferência da alteração da tensão superficial e viscosidade sobre a velocidade das gotas no processo de pulverização. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi determinar a velocidade das gotas geradas por uma ponta de jato plano de faixa ampliada (XR11003) em função de variações na tensão superficial e da viscosidade de caldas compostas por surfactante ou óleo vegetal.
MATERIAL E MÉTODOS
O trabalho foi realizado na Fazenda Experimental Lageado da Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP, em Botucatu – SP. Utilizou-se o sistema de análise de partículas Oxford P-15 (Oxford lasers, UK). O sistema analisa o espectro de gotículas utilizando uma técnica denominada “Análise de Partículas/Gotículas por imagem” (PDIA), também utilizada por diversos autores como CARVALHO (2016); e FRANÇA et al. (2017).
Este sistema determina, além de medir a distribuição do diâmetro das partículas, fornece também a velocidade das partículas em tempo real. O sistema foi programado para contar dez mil gotas em cada repetição. O analisador de partículas é dotado de uma câmera que captura as imagens das partículas pulverizadas em trajetória no ar. Essas imagens são coletadas em tempo real e por meio de um computador são analisados os dados através do software VisiSize 6.0, estimando o tamanho das partículas e sua velocidade.
A aquisição das imagens termina automaticamente assim que o equipamento completar a leitura de 10.000 partículas, o que representa uma repetição. Os dados coletados foram estratificados quanto ao diâmetro mediano volumétrico (DMV), da faixa de 50 a 350 µm, com classes de 50 em 50 µm. As gotas foram amostradas na altura de aplicação de 30 cm, estando o campo focal do equipamento centralizado em baixo da ponta de pulverização. Durante as coletas do espectro de gotas foram obtidos os valores de velocidade (m/s). A viscosidade foi obtida através de um aparelho denominado viscosímetro rotacional, da marca Brookfield (modelo LVDV-II, figura 05).
Metodologia descrita por Oliveira et al. (2012). Este equipamento determina a viscosidade com base no torque necessário para rotacionar um cilindro (spindle), submerso em 15mL de calda de pulverização utilizada. A tensão superficial (TS) foi determinada através do método gravimétrico. A estimativa de tensão será através da referência do peso de gotas de água, que tem valores conhecidos. O valor de cada calda de pulverização foi calculado através desta relação.
Para cada repetição foram computados os valores de peso de 10 gotas de cada calda, em 5 repetições por concentração. A água foi utilizada como referência em comparação com as demais concentrações. Os produtos adjuvantes selecionados foram o Agral, classificado como espalhante adesivo do grupo químico Alquil Fenóis Etoxilado, com formulação em concentração solúvel. Foram analisadas as seguintes concentrações para este produto: 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 sendo todas expressas em % diluído em água.
O segundo adjuvante utilizado foi o Natur’óleo, classificado como inseticida de ação de contato e espalhante adesivo do grupo químico dos ésteres de ácidos graxos. As concentrações selecionadas para análise deste produto foram: 0,5; 5, 10, 15 e 17 % de concentração (diluição em água). As pulverizações realizadas para a coleta de dados de espectro e velocidade das gotas foram realizadas com uma pontas de jato plano de faixa ampliada modelo XR 11003, da Teejet, na pressão de 2,8 bar.
As caldas posicionadas como tratamentos forma obtidas de diluições dos adjuvantes (Agral e Natur’oleo) em água, tendo a água como controle/padrão. Para cada concentração, a coleta de dados foi baseada nos seguintes parâmetros: tensão superficial, viscosidade, diâmetro mediano volumétrico (DMV) e velocidade das gotas. Portanto, para cada tratamento foi realizada a amostragem de espectro de gotas e velocidade na altura de 30cm da ponta de pulverização, pareando os dados com as concentrações e as respectivas viscosidade e tensão superficial.
A velocidade das partículas e o DMV foram estratificados em 7 níveis, de 50 a 350 µm, a cada 50 µm. Os dados de viscosidade e tensão superficial passaram por uma análise de gradiente para construção das curvas características. Para os dados de velocidade de gotas, foi elaborada uma análise estatística para verificação da existência ou não, de diferença significativas entre os tratamentos.
Os comportamentos dos adjuvantes foram avaliados pelas dosagens que demonstraram valores expressivos para criação de um modelo gradiente de tensão superficial e viscosidade. Com estas determinadas concentrações foram realizados os procedimentos para coleta dos valores de velocidade de partículas em relação a sua classe de tamanho de gota.
A análise de variância (ANOVA) para os modelos foi realizada e a importância do modelo foi examinada pelo teste estatístico de Fisher (teste F) por meio do teste de diferenças significativas entre as fontes de variação nos resultados experimentais, ou seja, a significância da regressão (SOR), a falta de ajuste e o coeficiente de determinação múltipla. A amostragem de viscosidade foi realizada através do viscosímetro rotacional.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Com o aumento no valor da viscosidade apresenta semelhanças com o aumento de surfactante na calda. Nota- se que existe gradiente positivo entre as caldas em comparação com o valor da água. Dessa forma, espera-se que valores de viscosidade maiores gerem espectro de gotas com maiores DMV (CHRISTOFOLETTI, 1999). Observando as concentrações foi possível determinar que houve aumento da viscosidade em comparação com a água, para as caldas utilizando Natur’oleo.
Estes valores de viscosidade observados apresentam aumento em função do incremento de dosagem, tanto para o Agral como para o Natur’oleo. Isto quer dizer que a medida em que se aumenta a proporção de adjuvante existe aumento nos valores de viscosidade que acompanham até os limites onde não existe mais incremento de viscosidade através da incorporação na calda pulverizada.
Diferente da viscosidade para a tensão superficial houve declínio dos valores observado em função da maior concentração, assim quanto maior a concentração em calda pulverizada, menor o valor de tensão superficial. Pode se dizer que o aumento da proporção na mistura modifica as propriedades físicas da água, diminuindo os valores de tensão superficial, em comparação com a água. Este efeito ocorre pela presença de tensoativos nas caldas de ambos os adjuvantes.
Observa-se, que em nenhum dos casos houve correlação significativa (p>0,05). Entretanto, observa-se que, com exceção das gotas de 100 µm, em todas as demais classes de gotas as correlações foram sistematicamente positivas entre viscosidade e velocidade, e negativas entre tensão superficial e velocidade. Estes resultados são coerentes com os dados da modelagem apresentados anteriormente. QUEIROZ (2018) também não encontrou correlação significativa entre viscosidade e DMV, mas obteve igualmente este comportamento sistemático de correlações positivas ou negativas, dependendo da composição das caldas. No entanto, é importante ressaltar que estas relações são influenciadas também pelo tipo de ponta de pulverização utilizado (WOMAC et al., 1999).
CONCLUSÕES
Conclui-se que, para a ponta de pulverização XR 11003 na pressão de 2,8 bar, a velocidade de gotas não se correlaciona significativamente com tensão superficial e viscosidade das caldas. O modelo de regressão quadrático explica a relação entre tamanho de gota (de 50 a 350 µm) e velocidade para as caldas com surfactante e óleo vegetal, com maiores velocidades para as gotas maiores em ambas as caldas.
AGRADECIMENTO
UNESP E CAPES pelo suporte e financiamento deste trabalho.
REFERÊNCIAS
ANTUNIASSI, U. R. Entendendo a tecnologia de aplicação. Botucatu: FEPAF – 2017, 52p. BUTLER ELLIS, M. C.; TUCK, C. R.; MILLER, P. C. H. The effect of some adjuvants on sprays produced by agricultural flat fan nozzles. Crop Protection, Guildford, v.16, n.1, p. 609-615, 1997.
CARVALHO, F. K. Viscosidade, tensão superficial e tamanho de gotas em caldas com formulações de inseticida e fungicida. Tese (Doutorado em Agronomia – Energia na Agricultura). Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista. Botucatu, 2016.
CHECHETTO, R.G. Potencial de redução de deriva em função de adjuvantes e pontas de pulverização. Dissertação (Mestrado em Agronomia – Energia na Agricultura). Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista. Botucatu, 2011.
CHRISTOFOLETTI, J. C. Considerações sobre a deriva nas pulverizações agrícolas e seu controle. São Paulo: Teejet South América, 1999. 15 p
FRANÇA, J. A. et al. Spectrum and velocity of droplets of spray nozzles with and without air induction. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v.38, n.2, p.232-237, mar./apr. 2018.
McMULLAN, P. M. Utility adjuvants. Weed Technology, Champaign, v. 14, p. 792-797, 2000.
NUYTTENS, D.; DE SCHAMPHELEIRE, M.; VERBOVEN, P.; BRUSSELMAN, E.; DEKEYSER, D. Tamanho da gota e características de velocidade dos sprays agrícolas. Transações do Asabe, v.52, n.5, p.1471-1480, set. 2009.
OLIVEIRA e LOPES. Mecânica dos fluidos. Lisboa: 4ª Edição – LIDEL – edições técnicas ltda, 2012.
QUEIROZ, M. F. P. Espectro de gotas e características físicas de caldas com adjuvantes tensoativos e os herbicidas glyphosate e 2,4-d, isolados e em mistura. Tese (Doutorado em Agronomia – Energia na Agricultura). Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista. Botucatu, 2018.
WOMAC, A.R.; R.A. MAYNARD II; I.W. KIRK: Measurement variations in reference sprays for nozzle classification. Transactions of the ASAE, v. 42, n, 3, p. 609-616, 1999.
