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Relevamiento del estado general de equipos pulverizadores terrestres para cultivos bajos

Publicado el: 10/5/2020
Autor/es: Santiago Néstor Tourn; Juan Pedro Platz; Ramiro Esteban Cid (C.I.A INTA Castelar); Tordó, Agustina. Unidad Integrada Balcarce, (FCA UNMdP-INTA)Agricultura de Precisión y Mecanización Agrícola. Argentina.
INTRODUCCIÓN
La aplicación de agroquímicos para la protección de los cultivos (control de plagas y enfermedades) es una práctica clave en los sistemas de producción actuales (Onorato y Tesouro, 2006). La realización de una aplicación eficiente y amigable con el ambiente depende de varios factores. Entre ellos, el correcto funcionamiento y mantenimiento del pulverizador y el sistema de pulverización. Por lo tanto, resulta de gran importancia verificar su performance periódicamente cada determinadas horas o hectáreas de trabajo (Tourn y Platz 2019b). De nada sirve una correcta elección del momento y tipo de aplicación e incorporación de los productos al tanque, si el sistema de pulverización no funciona correctamente generando, en definitiva, una mala distribución del caldo de aplicación en el terreno y pérdida de eficacia del control esperado (Platz et al., 2019).
En el sudeste de Buenos Aires, especialmente la zona Mar y Sierras que comprende a los partidos de Tandil, Balcarce, Necochea y Lobería (Figura 1), existen 1.849.904 ha con un uso de suelo predominantemente agrícola. (83% de la superficie total). Gran parte de la superficie de uso agrícola, 1.242.377 ha, es explotada con cultivos como maíz, trigo, cebada, soja y girasol (Tosi, 2015). Aproximadamente el 95% de la superficie destinada a estos cultivos se hace bajo siembra directa y por año, en promedio, se aplican 5 veces fitosanitarios para control de plagas y enfermedades. Asimismo, el 80% de los trabajos de aplicación de fitosanitarios se realiza por medio de contratistas de servicios (Cabral 2017). Por lo tanto, considerando que algunas máquinas aplican fuera de la zona de estudio, aproximadamente la pulverización realizada por contratistas es en 4.700.000 ha repartidas en, 240 máquinas pulverizadoras (Cabral 2017). El estado de las pulverizadoras es clave para que las aplicaciones se realicen correctamente, que no se deban repetir y que disminuyan al mínimo los riesgos de endo y exoderiva.
No existe en la región Mar y Sierras un relevamiento del estado de los componentes de los sistemas de las pulverizadoras, poder contar con esta información permitiría caracterizar el estado general de la población de equipos de contratistas y detectar los sistemas que normalmente presentan problemas. Esta información permitiría la generación de recomendaciones a los usuarios de pulverizadoras enfocadas a mejorar los sistemas más problemáticos y, además, redundaría en beneficios, por un lado, para los operarios de las máquinas dado que se asegurarían de trabajar en condiciones de baja peligrosidad y, por el otro, disminuir los riesgos de contaminación del ambiente y la sociedad. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue realizar inspecciones a un grupo de pulverizadoras contratistas perteneciente a empresas líderes en la región que participan en gran parte de las aplicaciones realizadas en la región Mar y Sierras, preferentemente en los partidos de Balcarce y Necochea y Lobería.
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MATERIALES Y MÉTODOS
Caracterización de las máquinas evaluadas.
Se evaluaron 34 máquinas pulverizadoras autopropulsadas de empresas contratistas de los partidos de Balcarce, Lobería y Necochea (Tabla 1). Las máquinas presentaron una antigüedad máxima de 7 años. Se estimó las hectáreas realizadas por año por máquina de aplicaciones de herbicidas, fungicidas e insecticidas (Tabla 1) (no se consideró la aplicación de fertilizante líquido) a partir de consultas a los propietarios. El total de hectáreas trabajadas por año de las máquinas fue de aproximadamente 810.000, representando un 17% de la superficie total estimada de aplicaciones por hectárea por año.
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Inspección de los equipos pulverizadores
La inspección de los sistemas de las equipos pulverizadores terrestres se realizó utilizando los lineamientos de la Norma Europea EN ISO 16120-2:2015, Inspección de pulverizadores en uso, parte 2, pulverizadores de barras horizontales. La organización de los procedimientos de inspección fue bajo las indicaciones del Protocolo de Inspección Técnica de Pulverizadoras (Tourn y Platz, 2019a). Las condiciones del sitio de inspección, las del operario y las del instrumental necesario se cita en la norma EN ISO 16120-2:2015 y en el protocolo de inspección (Tourn y Platz, 2019a). A continuación, se citan algunos de los componentes evaluados del sistema de pulverización.
1. Barra de pulverización
II. Estado general de los componentes
III. Estabilidad horizontal de la barra
IV. Uniformidad de altura de la barra
V. Presencia y funcionamiento de sistema de fusible o retorno ante obstáculos
VI. Amortiguación y Compensación de pendientes (Retardo a posición de trabajo)
VII. Presencia y estado del sistema de sujeción de seguridad de la barra
VIII. Uniformidad de separación de porta-picos
2. Bomba de pulverización
I. Presencia de fugas
II. Estimación de caudal real
III. Pulsaciones de líquido pulverizado y estabilización de presión
3. Depósito de caldo de pulverización
I. Estado general
II. Presencia de Fugas
III. Presencia y estado del indicador de nivel
IV. Posición del vaciado del depósito
V. Presencia y funcionamiento del sistema auto-limpiante (duchas)
VI. Presencia y funcionamiento del sistema de agitación
4. Incorporación de producto fitosanitario
I. Presencia y estado del incorporador de producto
II. Capacidad de carga de productos
III. Capacidad de enjuague de envases
IV. Tipo de líquido de enjuague
V. Presencia de rejilla
5. Tuberías rígidas y flexibles
I. Presencia de fugas
II. Estado (quiebres y resequedad)*
III. Posición (roces y estrangulamientos)
6. Sistema de filtrado
I. Posición de filtros
II. Estado de filtros
III. Sistema de Aislamiento
IV. Desarme
7. Sistemas de medición, controles y sistemas de regulación manual y automática
I. Manómetro
a. Escala
b. Resolución
c. Precisión
8. Picos y boquillas de pulverización
I. Uniformidad
II. Funcionamiento del sistema anti-goteo en picos
III. Estimación del caudal de las boquillas: variación
IV. Estimación de la presión en los sectores de la barra de pulverización
Cada uno de los puntos evaluados fue categorizado según su estado en “Sin Defecto” (SD) cuando el componente cumple su función totalmente, “Defecto Leve” cuando el componente no cumple totalmente con su función, pero aun así no se afecta a la calidad de aplicación o bien puede solucionarse fácilmente y “Defecto Grave” cuando el componente no cumple con su función. Al momento de mostrar los resultados se citará el criterio de selección de cada una de las categorías.
Procesamiento y análisis de la información
Una vez completada la etapa de recolección de información se volcó en planillas de Excel y fue procesada analítica y gráficamente. La información obtenida se analizó con apoyo de estadística descriptiva.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Depósito de caldo de pulverización
En la Tabla 2 se presenta el resultado de las inspecciones realizadas en los componentes del depósito de pulverización. De todos los componentes evaluados en el depósito, la agitación del líquido es el más influyente en la calidad de aplicación y, por ello, se considera excluyente al momento de aprobar la inspección de una máquina. El 20% de los equipos pulverizadores no presentaban funcional la agitación hidráulica del caldo de pulverización. Otro 20% presentaba defectos leves como bajo nivel de agitación y/o roturas en los difusores de agitación. El 60% de los equipos pulverizadores evaluados presentaba funcionamiento correcto de la agitación, esto es, agitación visible del líquido y presencia de todos los componentes (Figura 2). Un sistema de agitación deficiente puede generar que los caldos de pulverización se precipiten o no permanezcan estables dentro del depósito generando aplicaciones de mala calidad y obstrucción del sistema de filtrado cuando se utilizan solidos dispersables. Otro punto importante, que si bien no afecta directamente a la calidad de aplicación puede generar riesgos para el operario, es la hermeticidad de cierre de la tapa del depósito. Si esta no posee el anillo de goma y el cierre es defectuoso pueden generarse derrames del caldo (Figura 3).
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Otro componente que es importante es el indicador de nivel de líquido que facilita el control de la carga del depósito. Un 35% de los equipos de pulverizadores presentaron dificultades en la observación del nivel del liquido del depósito desde una distancia de 3 m (Tabla 2). Esto puede generar rebalse del depósito o bien errores en el cálculo de la concentración del caldo de pulverización. En cuanto al enjuague del depósito, gran parte de los equipos (30 de 34) presentaron los componentes en buenas condiciones y funcionales. Este sistema es muy importante cuando se termina de trabajar y se debe limpiar el equipo para cargar otro producto o para el guardado posterior. El vaciado del depósito en general estuvo funcional en los equipos pulverizadores y, en ninguno de las unidades evaluados se observó pérdidas o fugas de líquido (Tabla 2).
Incorporador de productos
En la Tabla 3 se presenta el estado del incorporador de productos y sus componentes. Se puede observar que 4 de 34 máquinas no presentaban el incorporador o bien no estaba funcional. La presencia y funcionamiento de este componente es muy importante ya que reemplaza la carga por la parte superior del depósito. Esto facilita el transporte de los recipientes (no deben levantarse y caminar con ellos sobre la máquina) y permite que el operario trabaje cómodo y con bajo riesgo de derrames. Además, permite generar el enjuague con agua limpia de los recipientes que luego estarán disponibles para la eliminación. Un defecto importante que se observó en aproximadamente el 50% de los casos fue la ausencia de una rejilla en el fondo del incorporador de productos (Figura 4). Su presencia es importante porque evita el ingreso al depósito de grumos de productos agregados, cremalleras de tapas de bidones, plásticos o cualquier otro elemento extraño que puede generar obstrucción de filtros y la bomba de pulverización. 
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Un componente esencial en las pulverizadoras es el depósito de agua limpia. Este almacena el agua que se utilizará para la higiene del operario y para el enjuague de envases y del depósito. En el relevamiento estuvo presente en la totalidad de los equipos pulverizadores. Se evaluó también la capacidad de carga de los productos y el resultado arrojó que en el 20% de los casos la carga fue muy lenta (más de 3 minutos en cargar 5 L) o bien no funcionaba (Tabla 3). En cuanto a la limpieza de envases, inspecciones cercanas a un 40 % de los casos no se lograron un enjuague eficiente ya sea por baja presión o caudal o por ausencia del sistema.
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Filtrado del caldo de pulverización
En la Tabla 3 se presentan los componentes del sistema de filtrado del líquido. Este sistema es muy importante para lograr una pulverización homogénea en el lote. El filtrado debe ser gradual y es aconsejable que haya al menos un filtro de aspiración, uno de impulsión y filtros en las boquillas. La graduación del tamaño de mallas dependerá del caudal de la boquilla. El filtro principal, generalmente el de aspiración, se observó deteriorado o ausente en un 23% de las máquinas evaluadas, presentando un riesgo muy importante de obstrucción de la bomba y las líneas de pulverización (Figura 5). Los filtros de línea (de impulsión) presentaron similar estado que los de aspiración. Un filtro ausente o roto en la línea de pulverización puede generar obstrucción de boquillas.
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En solo el 40% de los equipos de pulverización (de 34 totales) se observó filtros de boquillas. Los aplicadores manifestaban que generalmente el filtro de boquilla se pierde o se obstruye muy fácilmente y es por ello que no lo utilizaban. En cuanto al sistema de aislación, sólo 3 máquinas presentaron defectos. El correcto funcionamiento de la aislación del líquido cuando se quiere revisar un filtro es muy importante para poder trabajar cómodamente y evitar derrames sobre el operario. Los porta filtros en general presentaron facilidad en su desarme (Tabla 3).
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Botalón-Barra de pulverización
En la Tabla 4 se presenta el resultado de las inspección a los botalones de 34 pulverizadores. El botalón o barra de pulverización aparte de ser el sostén mecánico de la línea de pulverización, permite que la barra mantenga la estabilidad ante deformaciones en el terreno (Figura 6). Los movimientos que se pueden dar en el botalón son verticales y horizontales. Los movimientos verticales son compensados por un sistema de amortiguación del botalón que pivotea sobre una estructura fija. Ante cambios en el terreno se pueden producir movimientos verticales que afecten la superposición de las boquillas perjudicando la calidad de aplicación. Estos movimientos verticales tienen que compensarse en menos de 5 segundos.
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En las inspecciones realizadas el 15% de los botalones no lograba estabilizarse en ese tiempo y se debía a roturas en los amortiguadores (Tabla 4). Sin embargo, gran parte funcionaba correctamente y esto es un punto muy importante porque se trataban de botalones de al menos 28 m de ancho de trabajo. En cuanto a la estabilidad horizontal, un 42% de los botalones presentaron movimientos excesivos (oscilación de más del 2,5% del ancho del botalón). Esto puede generar que se produzcan velocidades instantáneas diferentes a lo largo del botalón y, por ello, variación en la dosis aplicada por unidad de superficie. Esta variación puede ser muy importante y generar grandes errores de aplicación. El resto de los componentes evaluados no presentó problemas de gravedad
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Sistema de Pulverización
En la Tabla 5 se presentan algunos de los componentes evaluados del sistema de pulverización. Un componente básico del sistema de pulverización es la cañería y las mangueras encargadas de trasladar el líquido impulsado por la bomba hacia las boquillas y hacia el depósito en forma de retorno y agitación. La evaluación de fugas en las cañerías arrojó información interesante, ya que no se observaron pérdidas de producto muy notorias (Tabla 5). En las inspecciones se pudo observar mangueras resecas que fueron reemplazadas en todos los casos.
El manómetro es una herramienta de control de la presión terminantemente indispensable. Poder conocer la presión de trabajo permite conocer si se está cumpliendo con el objetivo del trabajo esperado (Onorato y Tesouro, 2006). La presión del líquido tiene un impacto directo sobre el tamaño de gotas y un impacto menos importante sobre el caudal arrojado por la boquillas (Platz et al., 2019). Por lo tanto, poder fijar una presión determinada es clave para lograr el éxito de la pulverización o para controlar desgaste de boquillas. Por lo tanto, es importante que el manómetro sea preciso, tenga un tamaño adecuado y una escala acorde a las presiones de trabajo del equipo. En la Tabla 5 se puede observar que no existieron defectos graves en la visualización y el tamaño del manómetro y su escala. Sin embargo, un 40% de los manómetros evaluados presentaron defectos leves o graves en su precisión. Esto es, un 10% o más de variación respecto al valor arrojado por el manómetro de referencia (Tabla 5). Es importante aclarar que los equipos pulverizadores eran modernos y su instrumental aún así presentaba niveles graves de variación.
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Otro punto que se evaluó en el sistema de pulverización fue el mantenimiento de la presión en todas las secciones de la línea de pulverización. El resultado fue muy positivo dado que en todos los casos evaluados no se observaron variaciones de presión en la barra superiores al 10% y tampoco entre la barra y el punto de estimación presión del pulverizador. Esto es un indicador indirecto del buen estado general de las cañerías, ya que si hubiese obstrucciones la presión se modificaría.
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En lo que respecta al caudal arrojado por la bomba de pulverización, un 40% de los equipos arrojó un caudal real con una diferencia al menos del 30% respecto al valor de caudal nominal referido por el fabricante de las bombas. 6 de 34 máquinas evaluadas presentaron un desgaste excesivo en las bombas de pulverización provocando ineficiencias en el sistema de agitación, dado que este requiere al menos un caudal en L/min de al menos 5% del volumen del depósito (Tabla 2 y Tabla 5).
Por su parte, se evaluó el caudal de los juegos completos de boquillas más utilizados por el aplicador, siendo 50 en total (Tabla 5). La evaluación se realizó siempre a 3 bar de presión y con probetas graduadas con un error máximo de 1%. La boquilla es el elemento fundamental de la pulverizadora, cada boquilla define un caudal y tamaño de gota determinado, por lo tanto, si el orificio presenta desgaste se ven modificados estos parámetros y por ende se ve fuertemente afectada la calidad de aplicación (Magdalena, 2010). Un 26% de los juegos de boquillas evaluados presentaron un desgaste excesivo (Tabla 5) (10% de variación de cada boquilla respecto al caudal nominal para boquilla de 1 L/min o más y 15% para boquillas de menos de 1 L/min). Además de caracterizar el estado general de las boquillas, se determinaron los tipos de boquillas más utilizado por los contratistas, los resultados se presentan en la Tabla 6.
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Las boquillas más utilizadas por los contratistas fueron las de tipo abanico plano desuniforme y entre sus categorías se distribuyeron similarmente entre la abanico plano tradicional, la de aire inducido y la de espejo. En cuanto a las boquillas de cono hueco, la de mayor utilización fue del tipo común, sin posibilidad de desarme.
Consideraciones finales
  • El número de equipos evaluados pueden ser tomados como representativo de la población total de la región Mar y Sierras por lo tanto estos resultados pueden ser considerados como una primer herramienta para caracterizar el estado general de los equipos utilizados en la aplicación de fitosanitarios y generar normativas de control y asesoramiento.
  • Se detectaron defectos graves en componentes de los sistemas considerados clave ya que afectan directamente a la calidad de aplicación. Ellos son precisión del manómetro, efectividad de agitación, desgaste de bombas de pulverización, movimiento excesivo del botalón y pastillas desgastadas. Estos defectos en algunos casos representaron el 40% del total de los equipos. Por lo tanto, se debe trabajar más en la generación de información y su transferencia en cuanto a cómo evaluar el estado del componente y la importancia de su buen funcionamiento.
  • Las boquillas que fueron más frecuentes son las del tipo abanico plano, esto puede estar asociado a que el 75% de las aplicaciones de fitosanitarios corresponden al uso de herbicidas sistémicos. Además, un 60% de ese tipo de boquillas fue del tipo deriva reducida o baja deriva, esto puede explicarse por las condiciones atmosféricas de la región, que se caracterizan por presentar pocos días con excelentes condiciones de trabajo, predominando velocidades de viento promedio de más de 15 km/h y gran cantidad de días con inversión térmica.

Referencias bibliográficas

 
Autor/es:
AGDE de Mecanización Agrícola. Doctorando en Manejo Sustentable del Suelo Módulo de Tecnologías en Cosecha de Granos, INTA Departamento de Producción Vegetal, Suelos e Ingeniería Rural, Facultad de Ciencias Agrarias, UNMdP
 
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