La altura de vuelo y las puntas influyen en la pulverización con ARP

Las aeronaves pilotadas remotamente (RPA) para la pulverización de campos son una innovación prometedora en la actividad agrícola. Su facilidad de uso y su capacidad para acceder a zonas difíciles están impulsando su rápida adopción. Los ARP se destacan por evitar daños en los cultivos y la compactación del suelo, y son adecuados para cultivos altos donde los vehículos terrestres no pueden operar.

La eficiencia en la aplicación de productos fitosanitarios vía ARP es crucial para el control efectivo de plagas, enfermedades y malezas. El tamaño de las gotas y la altura de vuelo son elementos clave a tener en cuenta. Las gotas finas cubren un área más grande y penetran en las plantas, pero son susceptibles a la deriva y la evaporación. Las gotas demasiado espesas pueden escurrirse, dando como resultado una cobertura desigual.

La altura de vuelo del ARP afecta la distancia del equipo al objetivo y el rango de aplicación. Una mayor altura aumenta el rango de aplicación, pero también el riesgo de deriva y evaporación. Las boquillas de pulverización con tecnología antideriva pueden resultar beneficiosas para reducir este riesgo. La altura de vuelo, junto con los factores climáticos y las características del cultivo, determina la eficacia del tratamiento fitosanitario.

Material y métodos

Caracterización del sitio experimental 

Los experimentos se realizaron en el campo experimental del Laboratorio de Mecanización Agrícola, perteneciente al Departamento de Ingeniería Agrícola de la Universidad Federal de Viçosa (UFV), ubicado en el municipio de Viçosa, Minas Gerais. 

Caracterización del ARP y de las puntas utilizadas

El experimento se llevó a cabo con una aeronave pilotada remotamente (RPA) multirotor DJI® MG-1P, equipada con un sistema de pulverización hidráulico compuesto por un depósito, una bomba y cuatro boquillas de pulverización. Las puntas de pulverización probadas incluyeron Hypro® TR11001 (ventilador simple), KGF® DLAD11001 (ventilador doble con inducción de aire) y KGF® RDA11001 (ventilador simple con orificio previo). Todas las boquillas tienen un caudal nominal de 0,40 l/min a 300 kPa, según ISO 10.625, elegido para cumplir con el caudal total máximo del sistema de pulverización ARP.

Se realizaron dos experimentos: 1 - caracterización del espectro de gotas con el equipo en vuelo y 2 - evaluación de depósitos en campo.

Evaluación del espectro de gotas con analizador de partículas

Se utilizó un analizador de partículas láser para determinar el espectro de gotas de tres puntas hidráulicas utilizadas en una aeronave pilotada remotamente (RPA) en movimiento. El ARP voló a una altura de 1 m sobre el haz, manteniendo una distancia de 0,5 m entre las puntas y el láser, de acuerdo con Asabe S572.3. Se realizaron tres repeticiones para cada punta, a una presión de 300 kPa. Se determinaron los diámetros volumétricos y los porcentajes de volumen de las gotas con diámetros <100 μm (V% < 100) y >500 μm (V% > 500), además del parámetro Span. La clasificación del tamaño de las gotas se realizó comparando los diámetros de las puntas con las normas estándar.

Evaluación de campo

Los tratamientos consistieron en una combinación de tres tipos de boquillas de pulverización con tres alturas de vuelo, cada una con tres réplicas. La cuantificación de los depósitos se realizó evaluando la cantidad de solución restante en tarjetas de PVC (7,62 cm x 2,54 cm). La deposición por unidad de área (μL cm-2) se calculó dividiendo el volumen por el área de la tarjeta. Las tarjetas fueron fijadas a varillas de 50 cm de alto, en una malla de 5 mx 5 m, totalizando 625 m². Cada punta fue probada a alturas de 1, 3 y 5 m con respecto al objetivo. 

El ARP se configuró con una franja de 4 m, una velocidad de 3,33 m/s y un volumen de aplicación de 20 l/ha. Las condiciones ambientales (temperatura, humedad relativa y velocidad del viento) fueron monitoreadas con un termohigroanemómetro Kestrel® 3000, registrándose promedios de 28,1°C, 52,7% y 0,61 m/s, respectivamente.

Análisis estadístico y representación de datos

Los datos obtenidos en campo fueron estudiados mediante descomposición factorial completa, utilizando la prueba de Tukey al 5% de significancia para comparar las medias.

Resultados

Evaluación del espectro de gotas con analizador de partículas 

Los diámetros volumétricos de las puntas estándar, utilizadas para determinar el tamaño de las gotas según la norma ISO 25358, se muestran en la Figura 3, con datos obtenidos a través de un analizador de partículas, durante el experimento. 

Las principales características del espectro de gotas de la punta se resumen en la Tabla 2, con mediciones tomadas a 1 metro del analizador durante el vuelo ARP. Según las normas Asae S572.3 e ISO 25.358, las puntas TR11001, RDA11001 y DLAD11001 produjeron gotas clasificadas como finas, gruesas y gruesas, respectivamente. La punta DLAD11001 presentó el valor Span más alto, lo que indica un espectro de gotas más heterogéneo en estas condiciones.

El parámetro %V > 500 µm indica la proporción de gotas en el espectro que pueden causar hundimiento, siendo las puntas RDA11001 y DLAD11001 las que muestran un mayor porcentaje en este rango y, por tanto, un mayor potencial de este fenómeno. %V < 100 µm representa la parte del espectro con gotas sujetas a deriva, lo que las hace menos adecuadas para su uso con ARP. La punta TR11001 presenta el valor más alto en este parámetro, indicando una mayor susceptibilidad de las gotas a la dispersión por el viento.

Evaluación de depósitos de campo

Los datos de deposición, como se muestra en la Figura 4, revelan que las cantidades más altas ocurrieron a 1 m del objetivo para las puntas DLAD11001 y RDA11001, y a 3 m para TR11001 y RDA11001. No hubo diferencias significativas entre los tipos de punta a una altura de 3 m, pero se observaron diferencias entre las alturas de 1 m y 3 m para TR11001 y DLAD11001. TR11001 registró un aumento del 73,3% en el depósito al elevar la altura a 3 m, mientras que DLAD11001 y RDA11001 mostraron reducciones del 30,43% y 15,39% respectivamente. En resumen, las alturas mayores dan como resultado una menor deposición, debido a la influencia del viento y las corrientes ascendentes.

Conclusión

Los resultados resaltan la importancia de ajustar con precisión el tamaño de las gotas y la altura de vuelo para garantizar una deposición óptima de los productos fitosanitarios. La punta TR11001, con gotas finas, puede ser adecuada para una cobertura alta del objetivo, pero con un mayor riesgo de deriva y evaporación. Las alturas de vuelo más altas dieron como resultado una menor deposición para las puntas DLAD11001 y RDA11001. Se necesitan más estudios para comprender mejor estas interacciones.

*Por Marconi Ribeiro Furtado Júnior, Beatriz Costalonga Vargas e Sergio Basilio, de la UFV