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CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS DE LOSPULVERIZADORES HIDRAULICOS
LUIS MARQUEZ DELGADODr. Ing. AgrónomoUniversidad Politécnica. Madrid
^Tr̂MINISTERIO DE AGRICtI1.TURA PESCA Y AUMENTACION
SECRE.̀ Afi'A GENEfiAi: CE ESiRUG?UFAS AeRAFIAS
CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS DE LOSPULVERIZADORES HIDRAULICOS
La aplicación de productos fitosanitarios es imprescindible enuna agricultura tecnificada. En la mayoría de los casos se damucha importancia al producto que se emplea y poca a lamáquina que realiza la aplicación. Esto trae como consecuenciaun incremento de los costes de producción, al tenerse queaumentar las cantidades de producto que la aplicación exige ycon ello se aumentan los riesgos de sobredosificaciones localesque pueden ser la causa de daños en el medio natural.
Para la aplicación de fitosanitarios por pulverización se pue-den utilizar equipos diferentes. Las diferencias entre ellos apare-cen como consecuencia de las técnicas utilizadas para la forma-ción y el transporte de las gotas. La mayor parte de los equiposque se emplean en la agricultura son los conocidos comopulverizadores hidráulicos que utilizan la presión de líquidopara producir la pulverización y el transporte de las gotas hastael cultivo se realiza por la propia energía cinética acumulada enel proceso de formación.
Su mayor difusión es una consecuencia de que con ellos sepuede conseguir, utilizados correctamente, gran uniformidad enla distribución de los productos con volúmenes de líquido supe-riores a los 150 L/ha en aplicaciones herbicidas, insecticidas yfungicidas sobre los cultivos bajos (cereal, remolacha, etc.).
Estos pulverizadores hidráulicos deben cumplir, en conjuntoy en sus componentes, una serie de requisitos técnicos quegaranticen la calidad de la aplicación. Mediante sus diversoselementos se debe conseguir:
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- Mezcla homogénea durante todo el tratamiento.- Volumen por hectárea constante y gran uniformidad en el
reparto del producto.- Buena cobertura de la superficie tratada.
ELEMENTOS FUNDAMENTALES DE UN PULVERIZADOR
Un pulverizador hidráulico apropiado para la distribuciónprecisa de productos debe incluir los siguientes elementos: bo-quillas adecuadas; depósito de material apropiado; bomba, gri-fería y sistema de regulación equilibrados; filtros eficaces ybarra de soporte de boquillas robusta. Un análisis detallado decada uno de los componentes se realiza a continuación.
LAS BOQUILLAS
Son los elementos encargados dc la formación de gotas y desu distribución. E1 diseño de las mismas modifica sustancialmen-
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Fig. I.-Elementos dcl pulverizador hidráulico: I, fil[ro de aspiración; 2, bomba; 3, filtroautolimpiante; 4, agi[ación para mezcla y Ilenado; 6, griferia; 7, fil[ro de impulsión conmanómetro; 8 y 9, regulador, IQ barras de pulverización, y 11 y 12, dispositivo de Ilenado
utilizando la bomba de pulvcrización.
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te las gotas producidas; tanto en cuanto al diámetro como en elchorro que se proyecta.
Cada tratamiento precisa boquillas diferentes. No hay unaboquilla que sirva para todo. Además, las boquillas sufren undesgaste que afecta a las gotas formadas y a su distribución, porlo que es necesario comprobar con frecuencia su estado ysustituirlas cuando se detecte su funcionamiento deficiente.
De turbulencia
Estas boquillas dividen el líquido al convertir su energíapotencia) bajo presión en energía cinética, por variaciones brus-cas de sección y de dirección. Este movimiento, en forma detorbcllino, lo provoca una cámara helicoidal o una hélice girato-ria y un orificio calibrado en la placa de salida. E1 propiomovimiento helicoidal que toma él líquido en la boquilla semantiene en el chorro de pulverización, dando lugar a un chorrocónico de gotas lanzadas a gran velocidad, más gruesas y conmás cantidad de líquido en el exterior, y muy pocas y muchomás finas en el interior.
El aumento de presión de 5 a 15 bar modifica poco su caudal;pero aumenta la finura de pulverización.
La finura de la población de gotas formada, en comparacióncon otros tipos de boquillas, hace que sean recomendadascuando se busca fuerte penetración y cobertura densa sobre clvegetal con volúmenes de hasta 500 L/ha, principalmente entratamientos fungicidas y en ocasiones en insecticidas. Laspresiones de trabajo recomendadas, cuando se montan en lospulverizadores hidráulicos, están comprendidas entre 3 y 5 bary deben situarse entrc 50 y 70 cm del suclo.
De hendidura
En ellas el orificio de salida no es circular, sino alargado enforma de hendidura. La pulverización se consigue por el choquede dos láminas líquidas convergentes en las proximidades de lahendidura. El chorro de pulverización es un chorro cónico muy
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aplastado, con forma de pincel y ángulo entre 60° y 120°, congotas más gruesas en los extremos del abanico. El aumento dela presión entre 1 y 4 bar incrementa sensiblemente su caudal,el ángulo de abertura del chorro y su aplastamiento; peromodifica poco la finura de pulverización.
Proporcionan generalmente gotas de tipo medio, con presiones entre 2 y 4 bar. Se recomienda un espaciamiento de boquillas de 50 cm y su colocación a 50 cm del suelo para las de 1 10"de ángulo de abertura.
Se pueden utilizar en tratamientos insecticidas, fungicidas yherbicidas e incluso abonos líquidos, teniendo en cuenta en estccaso la disminución de caudal que se puede producir por lamayor densidad del líquido pulverizado.
Por solapamiento de chorros de boquillas contiguas, en lascondiciones anteriormente señaladas, se puede conseguir unaalta uniformidad de distribución; pero deben estar montados demanera que los chorros de boquillas contiguas no choquen, paralo que se les da una ligera inclinación respecto al plano transver-sal en que están situadas.
Deflectoras
Frente a la salida calibrada se presenta una superficie pulidae inclinada respecto al chorro (espejo) que provoca el estallidodel mismo y su pulverización en una gran anchura (ángulo hastade 160°). Dan gotas gruesas y son aconsejables para distribu-ción de abonos líquidos (suspensiones) o en aplicaciones en bajovolumen con determinados productos herbicidas (glifosato). Tie-nen una gran resistencia a la abrasión, pero es muy importantedejar de utilizarlas cuando se desgastan, ya que entonces lapulverización es mediocre y e) reparto irregular.
La distancia entre boquillas puede ser de un metro o más, yel chorro no se dirige directamente hacia el suelo, sino que seinclina hacia atrás, sin que sea necesario el solapamiento con ^Ide la boquilla contigua, porque la distribución es sufícientementeuniforme.
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Las presiones de trabajo son bajas, generalmente, entre 0.5 y2 bar.
De tres orificios
Está constituida por una placa perforada por un orificiocalibrado, sobre el que se coloca un cuerpo de plástico con tresperforaciones sobre una circunferencia que tiene su centro enlínea con el orificio de la placa.
Salen tres chorros idénticos con una sucesión de gotas grue-
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Fig. 2.-Tipos de boquillas y forma dc distribución de las gotas pulvcrizadas: a) hendidura ochorro plano; b) cónica o de turbulencia; c) deFlec[ora o de choquc, y d) de tres orificies.
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sas (0.5 a 2 mm) y cuyo impacto sobre el suelo produce unadistribución aceptable para distribución de abonos líquidos.
Las presiones de trabajo están entre 1 y 3 bar sin riesgo deobstrucción, incluso con productos densos.
Para la distribución de los productos fitosanitarios se reco-mienda utilizar boquillas de hendidura, de turbulencia o deflec-toras.
Elección de la boquilla según el tipo de aplicación
En la figura 2 se dan unas orientaciones para elegir laboquilla que mejor se adapta a una determinada aplicación.
En los tratamientos fungicidas e insecticidas para los que senecesita una pulverización fina, que penetre bien en la vegeta-ción, es conveniente el empleo de boquillas cónicas. En losdemás casos se imponen las boquillas de hendidura, aunquepara la aplicación de herbicidas en el bajo volumen de acciónpor contacto es frecuente el empleo de boquillas deflectoras.
Para la aplicación de herbicidas es preferible utilizar boquillasde hendidura y con una presión que no pase de 3 bar.
Fijando la velocidad de avance, el volumen por hectárea y laseparación entre boquillas consecutivas, el tamaño de las boqui-llas puede calcularse realizando la operación siguiente:
Caudal de cada boquilla =
SEPARACIONVOLUMEN VELOCIDAD BOQUILLAS
(litros/ha) x (km/h) x (metros)
600 (factor fijo)
Para aplicaciones en bandas, la separación entre hoquillasdebe sustituirse por la anchura de las bandas tratadas.
Los fabricantes ofrecen tablas en las que a partir de la dosispor hectárea y la velocidad de trabajo, se obtiene el tamaño deboquilla que se debe utilizar.
Lo más recomendable es que el equipo esté dotado de unaboquilla cada 0,50 m. (dos boquillas por metro), para quc hayaun solapamiento entre los recubrimientos que las boquillas
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Fig. 3.-Daños sobre el cultivo a consecuencia de una aplicación realizada con la barraportaboquillas demasiado próxima al suelo.
producen, si se trata de boquillas de hendidura, o sin que seIleguen a cruzar en el caso de boquillas de turbulencia.
Se debe respetar escrupulosamente la altura del brazo soportede las boquillas sobre el suelo.
Para boquillas separadas 0,50 m, la mayoría de los fabricantes recomiendan como distancia a la zona de tratamiento (sueloo zona de cultivo sobre la que se desea concentrar la aplicación);0,50-0,60 m para las boquillas de hendidura de 1 10° de ángulode abertura y 0,60-0,70 m para las boquillas cónicas y las dehendidura de 80°. Cuando se desea realizar triple recubrimiento(hendidura 110°), la distancia debe ser al menos de 1,00 m.
Desgaste de las boquillas
Por ser la boquilla una pieza que se desgasta, debe sustituirsecuando su caudal aumenta del 10 al 20 por ciento sobre el quedaba de origen, según la precisión que exija el tratamiento.
Sólo las boquillas de material cerámico, sometidas a pruebasde desgaste acelerado, mantienen a las 50 horas de trabajo
s
continuo el caudal iniciaL Las boquillas de latón y de aceroinoxidable tienen, en el mismo tiempo, como consecuencia deldesgaste, unos aumentos de caudal del 32 y 18 por ciento,respectivamente (valores medios).
Actualmente, utilizando termoplásticos se consiguen boqui-llas cuya duración supera cinco veces la de las boquillas delatón.
El uso de boquillas de baja calidad se desaconseja totalmentepara cualquier tratamiento responsable.
EL DEPOSITO
Actualmente sólo se fabrica en material plástico, siendo elpolietileno (PE), por sus buenas propiedades fisicas y bajo coste,y el poliéster reforzado con fibra de vidrio, por su alta resisten-cia y posibilidades de reparación, aunque de mayor coste, losmateriales más aconsejables. Debe de llevar marcas de nivelsobre zonas traslúcidas o indicadores mecánicos de flotador conmarcador sobre el depósito.
Los depósitos no deben ser nunca de PVC ni de hierrogalvanizado, ya que pueden ser atacados por los productosfitosanitarios.
La boca de llenado debe ser amplia, provista de un coladorpara retener las partículas grandes que puedan entorpecer elbuen funcionamiento del equipo. La tapa debe de realizar elcierre estanco del depósito, por lo que tiene que llevar unaválvula para que entre el aire en el depósito a medida que sevacía éste.
Es aconsejable que, en la parte inferior del mismo, exista unsaliente hacia abajo donde se encuentra la toma de la bomba, loque permitirá el apurado así como el vaciado total en la limpieza.
Para conseguir la uniformidad del producto es imprescindibleun sistema de agitación, que puede ser mecánico, mediante unárbol con paletas situado en el fondo del depósito, o hidráulico,por turbulencia provocada por el líquido de retorno (quc no hasido pulverizado), que se descarga sobre el fondo del depósito.
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Fig. h.-Boca de L'enado con cierre hermé[ico e indicador de nivel en un depósi[o de grantamaño.
En este caso debe entrar en el depósito de un 5 a un 10 porciento de su capacidad expresada en litros por minutos. Unexceso de agitación hidráulica hace aamentar la cantidad deespuma, que puede afectar a la calidad de la pulverización y ala duración del equipo. Por eso deben preferirse en los equiposde gran tamaño los agitadores mecánicos a los hidráulicos,aunque sean algo más caros y su mantenimiento sea máscostoso.
En cualquier caso, el retorno del líquido al depósito deberealizarse por debajo del nivel del líquido para evitar la forma-ción de espuma.
A la salida del depósito, y entre éste y la bomba, debecolocarse un filtro de aspiración, dimensionado en conformidadcon el caudal de líquido que aspira la bomba, para no provocarpérdidas de carga innecesarias, cosa que también sucede cuandoel filtro está obstruido. El filtro sólo debe retener las partículasintermedias que puedan dañar la bomba, la grifería y el regula-dor.
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LA BOMBA
En este elemento se transforrna la energía mecánica suminis
trada por la toma de fuerza del tractor, por una rueda motriz o
por un motor auxiliar, en energía hidráulica. Impulsa un caudalde líquido, oponiéndose a la resistencia que presenta a su paso
el sistema de tuberías, válvulas y boquillas, lo que supone unacierta presión.
Las bombas de estos equipos deben ser volumétricas, o sea,que su caudal es independiente de la presión que actúe en e)sistema. Por ello es necesario disponer de una válvula que limitela presión máxima de trabajo, antes de que, por alguna obstruc-ción, se pudieran romper las conducciones.
Las bombas recomendables son las de pistón-membrana paralas aplicaciones normales y las de pistón, más costosas cuandose necesita trabajar a muy altas presiones. Estas últimas, quesuelen trabajar de 150 a 200 r/min, llevan incluido un reductorpara q^ae puedan ser accionadas directamente a las 540 r/min dela toma de fuerza normalizada.
Fig. 5.-Bomba de membrana seccionada.
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Las bombas de pistón-membrana están diseñadas para podertrabajar a presiones máximas hasta de 20 a 30 bar, y las depistones, por su construcción, no es dificil que puedan sobrepa-sar los 50 bar. Ambas deben incluir uno o dos amortiguadoresde membrana (aspiración e impulsión) para eliminar los efectosde las emboladas cuando el número de cuerpos es pequeño(igual o menor que tres). Cuando la presión aumenta, el aire secomprime más, cediendo parte del líquido acumulado cuando lapresión desciende. La cámara de aire debe inflarse a la presiónrecomendada por el fabricante y en función de la presión detrabajo.
Se han introducido también las bombas centrífugas que danun gran caudal a poca presión (4 a 8 bar). Son adecuadas parala aplicación de abonos líquidos en suspensión y por ello exigenun sistema especial de regulación, ya que no son volumétricas.
No es admisible el empleo de las bombas de engranajes, yaque por su desgaste no garantizan el caudal de impulsión.
EL SISTEMA DE REGULACION
El sistema de regulación debe conseguir que Ilegue a lasboquillas un caudal de líquido de manera que la superficie quedetratada con uniformidad. El primer inconveniente que aparece esla variación de la velocidad del vehículo que realiza la pulveriza-ción, por lo que hay que distinguir dos tipos de sistemas deregulación:
- Los que regulan el caudal de manera constante, lo queobliga a mantener el equipo a velocidad uniforme para que seconsiga uniformidad en la distribución.
- Los que ajustan el caudal a la velocidad de avance deltractor manteniendo la uniformidad con independencia de ésta.
En el primer caso (equipos de Caudal Constante, CC), conuna simple válvula limitadora de presión que descarga la tuberíaque lleva el líquido desde la bomba a las boquillas, es suficiente,ya que consigue mantener constante la presión en el sistema,con lo que el caudal que sale por las boquillas también lo es,
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porque siempre existe proporcionalidad con la presión que llevael líquido que llega a ella.
Los problemas de este método de regulación no están en lacomplejidad del mecanismo ni en su coste, sino en las dificulta-des que ofrece cualquier campo de cultivo cuando se pretendecircular a velocidad constante sobre él (al salvar obstáculos, poraumento del deslizamiento de las ruedas motrices con suelo demás humedad, etcétera).
Cuando se aminora la velocidad, se produce una sobredosisen la aplicación directamente proporcional a esta disminución(en un tratamiento de 500 L/ha trabajando a 5 km/h, pasar a4,5 km/h supone aplicar 50 L/ha más de lo previsto).
Para muchas aplicaciones esto no tendrá importancia; pero ]atendencia actual hacia productos concentrados, con dosis deaplicación muy precisa y en volúmenes reducidos, hace arriesga-do utilizar siempre este método de regulación.
No obstante, por su bajo coste, ausencia de averías graves yfacilidad de regulación, son los más utilizados, sobre todo,cuando el precio de adquisición es la característica que más sevalora en un equipo, aunque la calidad del trabajo sobre suelosirregulares deja mucho que desear.
Otros reguladores dosifican proporcionalmente el caminorecorrido por el equipo, con independencia de la velocidad deavance.
Con los muchos sistemas que hay en el mercado se puedenestablecer dos grupos:
- Los que aportan un caudal proporcional al avance(CPA).
- Los que el caudal aportado está relacionado con el régi-men de funcionamiento de motor (CPM).
Los primeros son los que en cualquier circunstancia alcanzanesta proporcionalidad, y en ellos es la bomba la que puede estaraccionada directamente por una rueda motriz, o bien disponende un sistema electrónico o mecánico capaz de devolver aldepósito una cantidad de líquido inversamente proporcional a la
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Fig. 6. A, regulación por presión constantc (CC); B, regulación por retomo proporcional(CPM): I, bomba volumétrica; 2a, válvula reguladora de presión; 2b, retorno calibrado, y 3,
toma de fuerza.
velocidad de avance del equipo. Estos sistemas son irnprescindi-bles en los grandes equipos tanto arrastrados como autopropul-sados, que compiten ventajosamente, en cuanto a coste porhectárea, con los tratamientos aéreos.
Los equipos con sistema de regulación designado comoCPM, sin apenas aumentar los costes sobre lo que supone elregulador de presión, ofrecen notables ventajas respecto a éste,y cualquier equipo de calidad debe tenerlo incorporado.
Con este tipo de regulación, la bomba de pulverización(pistón o membrana) debe estar accionada por la t.d.f., que conello impulsará líquido en cantidad proporcional a la de funciona-miento del motor del tractor. Como la velocidad de avance
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depende lógicamente de la velocidad del motor, si se le da salidapor las boquillas a todo el líquido que impulsa la bomba, setendrá proporcionalidad cntre caudal y velocidad del motor.
Con este sistema la mayor dificultad estaría en ajustar elequipo a diferentes volúmenes por hectárea y serían necesariasbombas de caudal variable o variadores de velocidad entre tomade fuerza y bomba. También desaparecería el retorno al depósito y la presión en las boquillas podría ser fluctuante, con lo que
Fig. 7.-Regulación con caudal proporcicnal al avance (CPA); A) accionamien[o de la bombadesde una rueda motriz, y B) control clectrónico del caudal y la presión de trabajo de manera
proporcional al avancc.
IS
la población de gotas formada variaría en el curso del tratamiento.
Con un coste mucho menor, se puede instalar lo que sedenomina un regulador de retorno proporcional, mediante unsimple paso calibrado en el retorno al depósito. EI líquido entrcboquillas y retorno se distribuirá de forma directamente proporcional a los orificios de salida (boquillas y retorno), por lo quevariando esta relación se podrá ajustar el mismo equipo adistintos volúmenes por hectárea, sin bombas especiales o varia-dores de velocidad. Se debe mantener en el circuito una válvulareguladora de presión; pero ajustada para que actúe a unapresióii mucho más alta de la que existe en el sistema paracondiciones normales de trabajo (válvula de seguridad).
El sistema de regulación tipo CPM con retorno proporcionales el mínimo que se debe exigir para que cualquicr equipo debaconsiderarse como de calidad.
LA GRIFERIA
Se denomina grifería al conjunto de válvulas que permitenabrir y cerrar el paso del líquido hacia las boquillas que van arealizar la pulverización.
A1 estar cerrado cualquier paso hacia las boquillas, si labomba impulsa líquido, éste tiene que volver al depósito vencien-do la resistencia que ofrece la válvula reguladora de presión.
En los equipos de diseño modernos, cuando se cierra el pasoa un grupo de boquillas, simultáneamente se abre una salidadirecta al depósito con un orificio calibrado por el que puedefluir aproximadamente la misma cantidad de líquido que antessalía por las boquillas. Con esto se eliminan aumentos de lapresión en el sistema, que son necesarios para que, por laválvula limitadora de presión, retornen al depósito los nuevossobrantes (menor energía consumida y menor espuma en eldepósito). En los equipos con retorno proporcional CPM estedispositivo es imprescindible para el correcto funcionamiento delequipo.
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Fig. R.-Griferia con cl disposi[ivo de regulación, filtro de impulsión y manóme[ro.
En los equipos que van suspendidos en el enganche en trespuntos del tractor, la grifería queda al alcance del tractoristavolviéndose en su asiento. Las cabinas cerradas y los grandesequipos impiden esta forma de actuación, siendo aconsejableque las conducciones no pasen por la cabina, por los riesgos qucesto traería. Por ello se ha recurrido a válvulas de controleléctrico o electro-hidráulico, cuyos mandos sí pueden estar enel puesto de conducción.
El conjunto grifería-regulación debe ser de materiales resis-tentes a la corrosión: aleaciones o material plástico de altacalidad. Los construidos en hierro galvanizado no son adecua-dos.
Junto con el regulador de presión es imprescindible un manó-metro en buen estado con escala adecuada a las presiones detrabajo. Es frecuente encontrar manómetros de escala lineal y50 bar como fondo de escala cuando habitualmente se trabajaa presiones inferiores a 5 bar. Intentar dar un buen tratamientosin manómetro resulta imposible.
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Fig. 9.-Manómetro con escala adecuada para conocer la presión dc trabajo en pulverizacibnhidráulica.
LOS FILTROS
Generalmente los pulverizadores van dotados de cuatro tiposde filtros, algunos de los cuales ya fueron mencionados al tratarel elemento que lo incorpora. Cualquier equipo debe incluirfiltros:
a) En el llenado. Un tamiz de gran dimensión de malla
colocado en la boca del depósito permite retener las partículas
gruesas: hojas, grumos, papeles, etc.; es indispensable en cual-
quier equipo.
b) En la aspiración. Va colocado entre el depósito y labomba. Está destinado a retener las partículas sólidas quepueden dañar las válvulas de la bomba. La malla utilizada parala mayoría de las aplicaciones debe ser la que se conoce comode 50 « mesch» (0,30 mm de separación entre los hilos deltamiz). Su limpieza debe ser diaria.
c) En la impulsión. Este filtro no siempre existe en lospulverizadores. Es necesario para volúmenes reducidos y secolocan a la entrada de las conducciones que alimentan las
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Fig. 10.-Filtro de impulsión, cubierta y detalle de la malla.
boquillas. Esta solución es preferible y sustituye ventajosamentea los filtros que protegen cada boquilla, que con su obstrucción,pueden ocasionar interrupciones en el trabajo. EI tamaño de lamalla, a] igual que en los filtros de boquilla, debe estar enfunción de las dimensiones del orificio de salida de la boquillautilizada (mitad de la menor dimensión). Se recomiendan mallasde 50, 80 y 100 «mesch» (equivalentes respectivamente a 0,30,0,18 y 0,15 mm de separación entre hilos).
d) En la boquilla. En las boquillas se puede incorporar unfiltro de malla fina que detenga ]as partículas que obstruirían losorificios de salida. Esto no será necesario si se realiza el filtradopor tramos mediante filtros de impulsión. En ocasiones estefiltro de boquilla se combina con el dispositivo antigoteo.
LAS BARRAS DE SOPORTE DE LAS BOQUILLAS
La barra portaboquillas no es una estructura simple, laposibilidad de plegado, las necesidades de ajuste en altura, los
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elementos de suspensión, etc., hacen de ella uno de los elementosde más dificil diseño en un pulverizador hidráulico.
Aunque determinados elementos pueden faltar en los equipossencillos (rebaja de la calidad buscando un coste menor), loselementos básicos de la estructura soporte son:
- Bastidor fijo, unido solidariamente al depósito y demáselementos del pulverizador.
- Bastidor móvil (a veces más de uno), que permite el ajusteen altura.
- Dispositivos de suspensión y amortiguación.- Alas con sus elementos de plegado y soporte de conduc-
ciones y boquillas.Un correcto diseño y utilización de estos elementos se hace
indispensable para conseguir la descada uniformidad de distribu-ción. En cualquier caso, las barras portaboquillas deben sersuficientemente rígidas y estar equipadas con un sistema quepermita mantener las boquillas a una distancia constante delsuelo. Para ello es necesario que el equipo tenga en las barras unsistema de suspensión que aísle las boquillas de las sacudidasque los surcos y obstáculos del terreno pueden producir y lasnivele, manteniéndolas paralelas al suelo con independencia dela inclinación que pueda tomar el equipo en el tractor.
En los equipos de menos de 10 a 12 m es suficiente unbastidor que elimine en lo posible las vibraciones (equipossuspendidos). En los equipos de mayor tamaño es imprescindi-ble mantener la estabilidad permanente de la barra, intentandosuprimir los movimientos verticales, que son los más graves ylos movimientos horizontales (latigazos) que aparecen comoconsecuencia de la naturaleza del suelo agrícola (surcos, hoyos,piedras, etcétera).
Ajuste en altura sobre el suelo
La horizontalidad de la barra que mantienen a altura cons-tante todas las boquillas no es suficiente para lograr una buenadistribución. Es necesario ajustar la altura respecto al suelo
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según el tipo de boquillas que se utilicen y el tratamiento que sedesee efectuar.
Para ello, los equipos más sencillos incluyen unos taladros enel bastidor que soporta el depósito, con lo que las barras puedencolocarse en diferentes posiciones, cada una de las cuales supo-ne una altura distinta sobre el suelo. La verdad es que estesistema de regulación no se utiliza jamás: quitar y poner torni-llos va contra la forma de ser del usuario y a lo sumo, se utilizael elevador hidráulico del tractor para ajustar la altura, lo quehace que el «cardan» de la toma de fuerza trabaje con inclina-ciones que pueden afectar a su duración.
Si verdaderamente se pretende que el usuario ajuste la posi-ción de las boquillas al tipo de tratamiento, es necesario utilizarun sistema deslizante, como con una cuerda enrollable sobre untambor que se considera suficiente para barras de menos de14-16 metros. En equipos de mayor longitud se recurre a uncilindro hidráulico telescópico, ya que el peso del conjunto esalto para efectuar modificaciones de la altura de forma manual.En cualquier caso, la estabilidad del conjunto debe ser buena, yaque si no, se incrementan las oscilaciones en las boquillas,disminuyendo la uniformidad de distribución.
Estabilización
La estabilización de las barras de pulverización debe hacersetanto en el plano vertical como en el horizontal. Con barras degran tamaño se necesita asimismo disponer una suspensión en elplano vertical.
Estabilización en el plano vertical
Hay diferentes sistemas para lograr la estabilidad vertical delas barras de pulverización. Los más frecuentes son:
- Pendular.- De bieletas o trapecio deformable.
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A1
B
Fig. ( 1, Estabilización de las barras portaboquillas con suspensión pendular. A) sin correcciónde pendiente, y B) eon corrección de pendiente.
a) Sistema pendular
El conjunto de bastidor móvil y alas de pulverización puedengirar alrededor de un punto situado en el plano medio delsistema tractor-pulverizador. Cualquier inclinación que se pro-duzca como consecuencia de los obstáculos que alcancen iasruedas, no se transmiten a las barras si giran como un péndulo,y la masa del conjunto le comunica inercia sufciente para quese mantengan horizontales.
El problema de este sistema de suspensión aparece en el
trabajo en ladera: el equipo que circula siguiendo las curvas de
nivel tomará una inclinación respecto a la horizontal, pero lasbarras por su suspensión pendular quedarán horizontales, dejan-
do las boquillas junto al suelo en la parte de arriba de lapendiente y muy separadas en el otro lado. El corrector de
pendientes es imprescindible para trabajos en ladera y se reducea un cilindro hidráulico colocado en el bastidor móvil, que puede
modificar el ángulo entre las barras y la vertica] que pasa por elpunto de pivotamiento (no debe afectar al dispositivo de suspen-
sión). En barras más sencillas se puede enclavar el díspositivopendular, perdiendo durante la utilización en pendiente sus
posibilidades de oscilación.
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Quedan algunos puntos que no resuelve por sí solo el sistemade suspensión: los saltos y obstácutos que hacen oscilar lamáquina tienden a provocar una oscilación de amplitud y fre-cuencia diferentes en el conjunto barras/boquillas. Las últimasmejoras aparecidas combinan un punto superior de oscilaciónque admite un deslizamiento y se soporta el peso del conjunto envarios resortes, que también incorporan un amortiguador.
Los resultados obtenidos permiten estabilizar barras de hasta36 m de longitud con diversas variantes en cuanto a la situacióndel punto de pivotamiento y la posición de los sistemas deamortiguación.
b) Siste^na de bieletas
Un sistema en apariencia distinto es el que se pucde lograrsuspendiendo el conjunto de las barras de dos bieletas inclina-das, articuladas en el bastidor móvil (parte desplazable para elajuste en altura) y en el elemento quc directamente soporta lasalas de distribución.
Con este sistema de suspensión, que mecánicamente se desig-na como de trapecio articulado, el efecto es similar al de unpéndulo cuyo punto de giro se corresponde con el punto dondese cortan las prolongaciones de los extremos de las bieletas quecomponen el mecanismo. E1 comportamiento del sistema es el deun péndulo de radio de giro mucho mayor, muy por encima delos que se podrían construir con un sistema pendular, sin tenerque fijar el conjunto a una altura incompatible con las dimensio-ncs que un equipo de pulverización debe tener.
Las oscilaciones, a medida que el radio de giro se alarga,serán más Ientas, con lo que el sistema permite construir barrasestabilizadas, conocidas como «autosuspendidas»; pero es reco-mendable adaptar amortiguadores a cada lado para mejorar elefecto amortiguador que su propia masa les comunica, ya que elretorno a la posición horizontal puede ser, en ocasiones, brutalpor la fuerza centrífuga que el conjunto puede alcanzar.
EI comportamiento de este sistema en las pendientes esparecido a la suspensión pendular, aunque menos inf7uenciado
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por la mayor distancia entre el centro instantáneo de giro y elcentro de gravedad del conjunto, que aumenta por la propiageometría del «cuadrilátero» y hace que las barras tomen unaposición intermedia entre la horizontal perfecta del sistemapendular y la del paralelismo completo al suelo, si se carecierade sistema de suspensión.
En algunos equipos se utilizan dos juegos de bieletas, en vezde uno, lo que permite una mayor independencia entre el basti-dor y barras, manteniendo una buena estabilidad horizontal.
Para el trabajo en pendiente es necesario bloquear el dispositi-vo o invertir la posición de las bieletas, lo cual resulta molesto,reduciéndose la amortiguación, o equipar el conjunto con uncilindro corrector de pendientes al igual que se realiza con elsistema pendular.
EI sistema pendular o el de bieletas son opciones suficientespara cualquier equipo de tamaño medio (hasta 16-18 m) sinnecesidad de incorporar dispositivos correctores de pendiente enla mayoría de las aplicaciones.
Estabilidad en el plano horizontal
Como consecuencia del movimiento del pulverizador en elcampo, las barras de pulverización tienden a desplazarse alter-nativamente hacia atrás y hacia delante, a la vez que losextremos amplifican las sacudidas que se producen en el basti-dor. El movimiento desordenado, tipo látigo, al que se sometenlas boquillas modifica la dosis prevista, ya que en un instante eldesplazamiento hacia atrás reduce la velocidad teórica de laboquilla (más líquido sobre el campo), mientras que en elinstante siguiente es lanzada hacia adelante con velocidad instantánea muy superior, dando lugar a una baja dosificación.Asimismo, el desplazamiento hacia atrás reduce la anchura detrabajo y, lo que es más importante, distorsiona el solapamientoque se debe producir entre dos pasadas sucesivas.
Este problema se soluciona articulando cada brazo o ala delas barras de pulverización al bastidor que las une al equipo, de
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tal modo que admitan un movimiento relativo sin que se produz-ca este «efecto látigo» en las extremidades.
En equipos sencillos hay una solución más simple, aunquepueda suponer cierta incomodidad para el usuario: un tirantedesde cada extremo de la barra a la parte delantera del equipoelimina en gran medida estas oscilaciones perjudiciales. Claro,que el usuario debe poner y quitar estos tirantes cada vez quepliegue las barras para el transporte, y sin duda es una laborque, a veces por comodidad y siempre por desconocimiento delefecto que puede evitar, a menudo deja dP hacerse.
En equipos no muy grandes, pero de cuidado diseño, seincorporan unas barras rígidas a cada lado, que para el plegadodeben hacerse deslizar hacia atrás y son suficiente garantía derigidez en el plano horizontal.
Suspensión en el plano vertical
El aumento de la velocidad de trabajo ha sido posible graciasa la estabilidad horizontal; pero también a la suspensión verticalde las barras. Es indispensable lograr que la distancia de lasboquillas a la superficie del tratamiento se mantenga constantea pesar de los choques e irregularidades del suelo. Se ha conse-guido pasar en los tratamientos de 5 a 6 km/h hasta 8 km/h ya veces hasta de 10 a 12 km/h, amortiguando con elementoselásticos las sacudidas que el vehículo tendería a transmitirdirectamente al bastidor.
Para conseguir esta estabilización se recurre a diferentessistemas, generalmente formando parte de la estabilización en elplano vertical:
a) Elementos elásticos de goma. Fueron los primeros utili-zados y constituyen la única amortiguación de las barras deno-minadas «autocompensadas». Actúan a la vez de muelle yamortiguador y no permiten grandes desplazamientos, por loque su utilización actual es limitada.
b) Resortes. Colocados en posición vertical o inclinadapermiten desplazamientos aunque se deben montar con amorti-guadores hidráulicos o de frotamiento que disipen la energía de
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Fig. 12.-Dispositivo autonivelante por doble cuadrilátero articulado.
las ^scilaciones en forma de calor. Normalmente se combinancon el dispositivo mecánico (polea y cable) de ajuste de la alturade las barras sobre el suelo.
c) Sistemas hidroneumáticos. Actúan simultáneamente co-mo resorte y amortiguador. Un acumulador de gas puesto encomunicación con el cilindro de elevación (para ajuste en altura)se comporta como elemento elástico. Mediante estrangulamien-to del paso del aceite en la conducción de un acumulador ycilindro se consigue el efecto amortiguador.
Plegado de las barras
El plegado de las barras de pulverización se hará imprescindi-ble para un transporte por camino, pero en ningún caso lasarticulaciones pueden afectar a la estabilidad del conjunto du-rante el trabajo. Las barras de hasta 12 m se pliegan manual-mente sin dificultad, pero por encima de los 16 m la cosa ya noes tan simple. Si la armadura es resistente, característica siemprenecesaria, el esfuerzo manual es grande, con lo que son dificilesy fatigosas de plegar.
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Por ello, y en cuanto superan los 16 m de anchura, hay querecurrir a sistemas de plegado automático, generalmente basa-dos en varios cilindros hidráulicos que actúan en las articulacio-nes, y que se pueden accionar desde el puesto de conducción (aveces para longitudes de 12 m se ofrece el plegado mecánico enopción).
Pueden utilizarse tres tipos de plegado:
Plegado hacia atrás
Plegado en el plano de pulverización por rotación de losbrazos alrededor de un eje situado en dicho plano y ligeramenteinclinado en relación con la vertical. Previamente, los tramosfinales de cada brazo se hacen girar hacia arriba, alrededor deun eje horizontal perpendicular al plano de pu(verización, demanera que quedan apoyados sobre el tramo anterior.
Las barras quedan plegadas detrás del equipo, cruzadas entresí, de manera que se pueden bloquear con un pasador queimpide su desplazamiento durante el transporte.
El sistema es sencillo y las barras plegadas de esta maneraocupan un espacio mínimo. Pero resulta difícil mecanizar elplegado, por lo que sólo se utiliza en equipos con plegadomanual. E1 eje inclinado actúa como elemento de seguridadfrente a choques de los extremos de las barras con obstáculos.
Plegado en el plano vertical de pulverización
Las barras se cierran manteniéndose en todo momento en elplano vertical de pulverización. Todos los movimientos y lasmasas se encuentran siempre en el plano de mayor resistencia delos brazos, con lo que el conjunto es más rígido. El movimientose simplifica y puede utilizarse con facilidad para sortear obs-táculos.
Presenta un inconveniente: la altura que alcanza el extremodel brazo plegado puede ser excesiva y obstaculizar la circula-ción del equipo, o constituir un peligro al circular bajo líneaseléctricas.
Para evitar este inconveniente hay diversas soluciones en elmercado: plegado en varios tramos con varios cilindros hidráuli-
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cos, o bien un solo cilindro a cada lado y bielas para el plegadosimultáneo de los extremos, con lo que la altura resulta acepta-ble.
Plegado lateral
En los equipos de mayor tamaño, el plegado se realiza demanera que las barras quedan adosadas a ambos lados, dirigi-das hacia adelante en los arrastrados y hacia atrás en losautopropulsados. Esta forma de plegado proporciona la máximarigidez durante el transporte y se consigue con varios cilindroshidráulicos que actúan en combinación. En el extremo plegadose dispone un apoyo para descargar la presión en el sistemahidráulico de accionamiento una vez completado éste.
Plegado por deslizamiento de los brazos entre sí
Es un sistema muy práctico para sortear obstáculos (postes,árboles, etc.), puesto que se realiza por retracción de los brazosy así no hay problemas, ni con los cultivos ni con las líneaseléctricas.
La dificultad mayor aparece para alimentar las boquillas enla posición plegada. Esta se soslaya utilizando tuberías telescó-picas que evitan el aplastamiento y destrucción de las tuberíasflexibles, aunque también con tuberías flexibles bien situadas yguiadas durante el deslizamiento puede lograrse un efecto simi-lar. Sólo algunos equipos de gran anchura de trabajo utilizaneste sistema de plegado.
A veces, el sistema de plegado admite lo que se denomina«geometría variable» , con la que se puede adaptar la barra alrelieve del terreno. Unas barras de 36 m(máxima anchuracomercial disponible) puede llevar hasta 6 eilindros hidráulicosde geometría que permiten el trabajo en otros tantos tramosindependientes. Una solución más útil desde el punto de vistateórico que práctico, sólo aceptable si no supone un encareci-miento del material.
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Las conducciones
La alimentación regular de las boquillas es imprescindiblepara lograr la uniformidad de distribución. A veces se pretende,con tuberías muy delgadas, alimentar tramos de 3 m y más;lógicamente mientras en las primeras boquillas del tramo lapresión es casi la del manómetro, puede existir en las últimasboquillas caídas de presión que ]legan a los 2 bar. Los resultadosson una disminución del caudal que sale por estas boquillas y unaumento del tamaño de las gotas que las mismas producen.
E1 diámetro interior mínimo recomendado es de 19-20 mmpara alimentar un tramo de 2,0 a 2,5 m, que incorporará cuatroo cinco boquillas. Es recomendable que las tuberías de alimenta-ción de todos los tramos tengan un recorrido similar (las pérdi-das de carga serán iguales para todas), y que la alimentación deun tramo se haga lo más centrada posible, con lo cual lasdiferencias entre las boquillas extremas serán menores.
Las canalizaciones pueden ser de material rígido y también dematerial más o menos flexible. En este último caso precisancollares especiales para cada toma de boquilla, que ademásdeben fijarse al soporte de la canalización. Con las tuberíasflexibles es teóricamente posible modificar las separaciones entrédos boquillas consecutivas para adaptarse a las característicasdel tratamiento; sin embargo, las variaciones en la presión de lasconducciones, cuando no se encuentran totalmente extendidas,pueden producir un efecto de muelle que desvíe el eje del chorrode salida y afecte a la uniformidad de distribución.
Las canalizaciones rígidas, que son las más generalizadas enequipos de calidad, sólo admiten boquillas espaciadas de manerapermanente (33, 50 ó 66 cm), por lo que cualquier reglaje en laseparación debe hacerse clausurando determinadas salidas. Enestas canalizaciones rígidas es necesario contar con unionesflexibles que permitan el plegado por tramos, y pueden estaralimentadas de forma independiente o varios tramos agrupadoscon la misma alimentación.
En el momento actual se tiende a un dimensionado generosodc las conducciones, sobre todo cuando los equipos se utilizan
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con productos como los abonos líquidos, que se aplican en unvolumen por hectárea mayor. El acero inoxidable es el materialque ofrece las mejores cualidades, con la particularidad de quealgunos fabricantes preparan los equipos de manera que losextremos de las conducciones se pueden abrir para proceder a lalimpieza interior. Es tanta la importancia que se da a la limpiezainterior, para impedir la formación de depósitos, que en determi-nados equipos se establece la circulación «continua» con unretorno al depósito (de paso calibrado) que remueva continua-mente el caldo que llega a la conducción. Nuevos sistemassemicontinuos y con control de pulverización directo sobre laboquilla, con un variante del dispositivo antigoteo, pueden mejo-rar aún más estos aspectos en los próximos años. El filtrado portramos de boquillas es otra de las tendencias en los equipos másevolucionados.
El montaje de los portaboquillas en las conducciones permitela conexión de varias boquillas que puedan actuar simultánea oalternativamente, lo cual reduce el tiempo de preparación cuan-do se tienen que dar tratamientos con volúmenes diferentes.
Delante de cada boquilla es necesario montar un sistema
antigoteo, que cierre las salidas cuando la presión en las conduc-
ciones desciende y queda limitada a la residual que dan lasconducciones cuando se cierra la grifería. De no contarse con
este dispositivo antigoteo, el líquido que queda en las conduccio-
nes escurre por las boquillas en forma de gotas gruesas, que
pueden causar daños a los cultivos, y cuando se continúa el
tratamiento han de llenarse de nuevo las conducciones, con lo
que esto significa en cuanto al retraso de la pulverización y
pulverización inicial, con mezcla de aire y líquido, que ocasiona
gota muy fina con un aumento notable de la deriva.Las condiciones que deben cumplir las conducciones se pue-
den resumir así:
- Material resistente a la corrosión y a los depósitos.- Montaje exacto de los portaboquillas con su dispositivo
antigoteo.- Secciones generosas y alimentación directa por tramos
pequeños.
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- Facilidad de limpieza.- Montaje protegido de golpes, incluso con las boquillas
instaladas.
CONCLUSIONES
Estas son las características más significativas de los elemen-tos de los pulverizadores hidráulicos que se emplean en laagricultura.
El tamaño del equipo que cada usuario necesita estará enfunción de las características de su explotación: superficie realtratada por año, parcelación, configuración del terreno, etc., ytambién de los cultivos que implante y de las plagas que precisecombatir y del tiempo disponible para ello.
Todos los elementos del pulverizador elegido deben formar unconjunto equilibrado que condiciona la capacidad de trabajo delequipo y las limitaciones de volúmenes máximos y mínimos quese pueden utilizar con suficiente precisión en la aplicación.
Para llevar a todos los usuarios la oferta en el mercado,incluso dentro de la misma marca, que es muy diversificada, conopciones diferenciadas que permiten adquirir así la que más seaproxima a las necesidades de la explotación. Los fabricantes deprestigio reconocido ofrecen además su asesoramiento técnicocon independencia del interés comercial. La garantía de servicioy asistencia técnica es uno de los aspectos que más se debevalorar en el momento de la adquisición.
A veces se busca un pequeño ahorro en el momento de lacompra que luego se paga con creces con el despilfarro, o lamala actuación del producto fitosanitario que se debe distribuir.
Es frecuente que se gaste el dinero en el pesticida más caro yque no se le dé la más mínima importancia a la máquina con laque se va a dar el tratamiento. El equipo tiene una importanciacapital a la hora de los resultados y especialmente los elementosanteriormente señalados. La mayoría de las veces, cuando no seobtienen los resultados esperados, suele ser como consecuenciade que se utiliza un equipo en malas condiciones o sin laadecuada regulación.
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Cuadro L ADAPTACION DE LAS BOQUILLAS A LOS DIFERENTESTIPOS DE APLICACION
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"' Recomendada cnmo eiptima.
" Utili^acion aceptahlc.
' No aconsejahle, pero posible.
Cuadricula en blanco^. Irnalmentc inapropiada.
^Tr̂MINISTERIO DE AGRICUL79JRA PESCA Y ALIMENTACION
DIRECCION GENERAL DE INVESTIGACION Y CAPACITACION AGRARIASSERVICIO DE EXTENSION AGRARIA
Corazon de María. 8- 28002-Madrid
LS.B.N.:84-?41^0665-5. N.LP.O.: 253-89-003-5. Depósitolcgal: M.43.S01-1989(46.OOOcjemplares)Imprime: Rivadeneyra, S. A. Cuesta de San Vicente, 28 y?6 ^ 28008 Madnd
