BR102013011205A2 - Pulverizador eletrostático - Google Patents

Abstract

PULVERIZADOR ELETROSTÁTICO, que tem por objetivo gerar um campo elétrico que polariza gotas em bicos hidráulicos de pulverização, cujo bico pulverizador (1) fabricado em polímero de alta resistência química, apresenta prolongamento (12) permitindo o alongamento do anel de indução (2), afastando-o da porca de travamento (5), evitando escorrimento e perda de tensão por descarga elétrica, contando com anel indutor (2) que esta posicionado na base do cone pulverizado (6), sendo essencial para a formação do campo elétrico e polarização das gotas pulverizadas (7).

Description

PULVERIZADOR ELETROSTÁTICO CAMPO TÉCNICO O seguinte relatório descritivo para invenção se refere ao desenvolvimento de um pulverizador eletrostático que tem por objetivo gerar um campo elétrico que polariza gotas em bicos hidráulicos de pulverização, através de eletrodo em formato cilíndrico (anel) localizado na saída do jato pulverizado. O sistema foi desenvolvido para utilização como acessório em pulverizadores terrestres providos ou não de assistência de ar.

ESTADO DA ARTE

Desperdiçar defensivos agrícolas durante o processo de aplicação vai de encontro à nova tendência mundial por práticas agrícolas sustentáveis. Dessa forma, vários pesquisadores têm buscado alternativas para melhorar a eficiência na aplicação de produtos, objetivando aumentar a deposição dos produtos em seus respectivos alvos (plantas) com redução da contaminação ambiental pelos produtos agrícolas aplicados. Uma alternativa viável é o emprego de pulverizadores eletrostáticos, ou seja, o uso de gotas com carga elétrica tem se revelado muito promissor, na medida em que, quando uma nuvem dessas partículas se aproxima de uma planta, entra em atuação o fenômeno da indução eletrostática e a superfície da planta adquire uma carga elétrica com sinal oposto ao das gotas. Por conta disso, a planta atrai fortemente as gotas do produto que está sendo aplicado, resultando em uma deposição de produto mais homogênea por todo o vegetal. Como o líquido adquire uma carga elétrica, entre as gotas desse líquido ocorre a repulsão elétrica em decorrências das gotas terem todas a mesma carga.

Pesquisas (EMBRAPA) têm mostrado que o uso da pulverização eletrostática para a aplicação de defensivos agrícolas consegue reduzir para mais de 50% dos produtos ativos recomendados, sem provocar a diminuição de sua eficácia biológica. Além do aspecto da redução do consumo, outro efeito da pulverização eletrostática é a redução da contaminação do solo pelos produtos aplicados, pois a planta recebe a grande maioria do defensivo, evitando que o restante chegue ao solo. Os dados revelam que as perdas do produto para o solo chegam a ser 20 vezes menos do que as que ocorrem com o sistema tradicional de pulverização.

Sabe-se que em condições normais, todos os líquidos são eletricamente neutros, em decorrência do equilíbrio entre os elétrons com cargas negativas e prótons com cargas positivas. Por conta disso, para que uma copta de líquido passe a ter uma carga elétrica (positiva ou negativa), se deve destruir esse equilíbrio de cargas. Isso pode ser conseguido pela alteração da quantidade de prótons e elétricos que esse líquido teria. Essa alteração pode ser conseguida de várias maneiras, mas a indução eletrostática é uma das únicas maneiras pelas quais isso pode ser feito com o uso de baixa tensão.

Sabe-se que a indução eletrostática é um fenômeno eletromagnético que ocorre entre dois corpos que apresentam diferentes potenciais, quanto mantidos separados por uma determinada distância. Nesse caso, se forma um campo elétrico, onde as cargas positivas se acumulam no corpo mantido em potencial positivo e as cargas negativas no outro corpo. Dessa forma, por conta desse fenômeno eletromagnético, se um dos corpos for um fluxo de líquido aterrado, serão acumuladas cargas na sua superfície, as quais posteriormente serão levadas com as gotas. Na medida em que as cargas elétricas são levadas pelas gotas aspergidas pelo bico, novas cargas fluem da terra para a superfície do líquido que está sendo pulverizado, procurando restabelecer o equilíbrio da indução.

Chain (1999) revela que o sistema de carga por indução tem sido utilizado basicamente em três tipos de bicos de pulverização: bico hidráulico, bico centrífugo e bico pneumático. Em todos os bicos, o eletrodo de indução é posicionado a poucos milímetros do líquido, no ponto em que ele se rompe em gotas, conseguindo-se um campo eletrostático muito intenso com voltagens relativamente muito baixas. Entretanto, o maior problema desse processo é que as gotas produzidas possuem polaridade oposta ao eletrodo de indução e assim elas são fortemente atraídas depositando-se sobre sua superfície, provocando o seu molhamento ao ponto de gotejamento. A presença de líquido na superfície do eletrodo de indução gera pontos de ionização, que descarregam as gotas formadas ou originam faíscas elétricas, reduzindo a efetividade do bico. Por conta desse problema, diversos bicos para pulverização eletrostática têm sido desenvolvidos, onde o problema é que esses bicos não geram gotas com nível de carga suficiente para melhorar a deposição, é também porque o tamanho de gotas produzidas não era adequado para se empregar carga eletrostática.

De maneira geral, a eficiência da aplicação aumenta com a diminuição do tamanho das gotas e aquelas compreendidas entre 20 e 50 micrômetros são ideais para o controle de insetos. É justamente nesta faixa de tamanho que ocorre o maior benefício da carga eletrostática, aumentando expressivamente a deposição. O documento PI 0.618.255-0 de MULJONO (2006) revela um conjunto de pulverização eletrostática incluindo um alojamento e uma pluralidade de elementos de eletrodo alongados sustentados dentro do alojamento. Um cabeçote de eletrodo é conectado a uma fonte de alta voltagem e é sustentado dentro do alojamento em relação espaçada com os elementos de eletrodo para carregar os elementos de eletrodo até um potencial elétrico mediante indução, e por sua vez, carregar o líquido direcionado através das passagens. CHAIN (1999) revela no PI 9.902.918-9 uma nova concepção de processo de indução eletrostática, adaptável a determinados dispositivos pneumáticos de pulverização, para produção de gotas com carga elétrica, para uso agrícola ou industrial e que trabalhem com baixa pressão e grande volume de ar. PONTELLI (2005) descreve no PI 0.503.660-7 um pulverizador agrícola de barras com bocal eletrostático e assistência de ar. O pulverizador é dotado de meios de eletrificação eletrostática das gotas geradas, bem como dotado de painel de comandos e módulo de controle para o ajuste e controle do equipamento.

Referências patentárias: PI 0.602.971-0; PI 9.704.018-5; US 5,975,425; US 20130068862 e US 6,739,518.

Referências não patentárias: EMBRAPA, Chaim Aldemir - 1999 DISCUSSÃO

Assim, devido às considerações pertinentes ao estado da arte anteriormente discutido é um dos objetivos da presente invenção o desenvolvimento de um pulverizador eletrostático, onde o líquido entra no bico pulverizador com pressão entre 50 a 290psi (podendo variar de acordo com a vazão solicitada), sendo essa pressão fornecida por uma bomba centrífuga, de pistões ou diafragma, ajustada por um regulador de pressão e se projeta sobre uma ponta de cerâmica, formando um jato de pulverização. As gotas ao saírem do bico pulverizador, passam pelo interior do eletrodo formador do campo elétrico que é isolado e se localiza na parte externa do pulverizador, tornando-se assim carregadas positivamente ou negativamente, sendo atraídas diretamente para a planta ou praga. A fonte de alta tensão foi projetada com regulagem variável da tensão trabalhado de 1.000 volts até 20.000 volts e se adequando a cada concentração de defensivo utilizado automaticamente. O sistema de pulverização eletrostático se adapta em qualquer equipamento terrestre de pulverização, seja os de barra chamados de autopropelido, de arrasto ou acoplados e os com indução de ar, chamados canhão, turbina axial ou centrífuga, os de mão, entre outros. O kit eletrostático é ajustável para qualquer pulverizador que contenha bomba de pressão de líquidos.

RELAÇÃO DAS FIGURAS A caracterização do presente documento para patente de invenção é feita por meio de desenhos representativos do pulverizador eletrostático, de tal modo que o equipamento possa ser integralmente reproduzido por técnica adequada, permitindo plena caracterização da funcionalidade do objeto pleiteado. A partir das figuras elaboradas que expressam a melhor forma ou forma preferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a parte descritiva do relatório, através de uma numeração detalhada e consecutiva, onde esta esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representação adotada, de modo a determinar claramente a proteção ora pretendida.

Estas figuras são meramente ilustrativas, podendo apresentar variações, desde que não fujam do inicialmente pleiteado.

Neste caso se tem que: -a figura 1 revela o pulverizador eletrostático com indução de ar; - a figura 2 mostra uma perspectiva de como fica a montagem em uma máquina agrícola do pulverizador; - a figura 3 mostra a vista interna do pulverizado na máquina agrícola e;

- a figura 4 mostra pulverizador eletrostático sem indução de ar. DESCRIÇÃO O bico pulverizador (1) é fabricado em polímero de alta resistência química, abrasiva e não condutiva. O seu prolongamento e design permite o alongamento do anel de indução, afastando-o da porca de travamento (5), evitando escorrimento e perda de tensão. O anel indutor (2) está posicionado na base do cone pulverizado (6), sendo essencial para a formação do campo elétrico ideal e polarização das gotas pulverizadas (7). Nos sistemas dotados de dutos de ar direcionados (8), o bico pulverizador (1) é alojado dentro de uma câmara (3) com função isolante e guia da ventilação. A entrada do fluxo (9) se dá pela base do bico de pulverização (1), contando com um sistema antigotejo (4) que fica conectado junto à derivação da entrada de fluxo. Nessas máquinas dotadas de dutos de indução, o sistema eletrostático é fixado através do parafuso lateral da câmara, diretamente no equipamento terrestre, não necessitando alterações da máquina original. Em pulverizadores sem dutos de ar direcionados (11), o sistema permanece o mesmo, porém com a retirada da câmara e direcionando o jato na direção da cultura a ser pulverizada conforme figura 2, sendo nesse caso, fixado o sistema diretamente no barramento do pulverizador terrestre, diretamente na saída dos líquidos, também, não necessitando alteração no equipamento original. O sistema eletroeletrônico fica alojado dentro do compartimento de comando do sistema, na qual o operador possui chave de acionamento do sistema (on/off) e visualização do marcador de alta voltagem. A indicação da tensão gerada pelo sistema e as alterações pertinentes ao produto químico utilizado e suas concentrações são importantes para identificar o funcionamento adequado do sistema eletrostático. Ao sair da fonte de alta tensão, o cabeamento chega ao circuito de compartilhamento, onde se divide na quantidade de número de bicos pulverizadores instalados no equipamento terrestre, não tendo limite de quantidade e posição.

Conectado ao bico pulverizador eletrostático está a válvula de antigotejo (4), responsável pela eliminação de escorrimento permanente da ponta cerâmica.

Claims (3)

1- PULVERIZADOR ELETROSTÁTICO, com bico pulverizador (1) fabricado em polímero de alta resistência química, caracterizado pelo: - dito bico (1) apresentar prolongamento (12) permitindo o alongamento do anel de indução (2), afastando-o da porca de travamento (5), evitando escorrimento e perda de tensão por descarga elétrica; - anel indutor (2) estar posicionado na base do cone pulverizado (6), sendo essencial para a formação do campo elétrico e polarização das gotas pulverizadas (7).

2- PULVERIZADOR ELETROSTÁTICO, de acordo com a reivindicação 1 e caracterizado por, nos sistemas dotados de dutos de ar direcionados (8), o bico pulverizador (1) ser alojado dentro de uma câmara (3) com função isolante e guia da ventilação; sendo a entrada do fluxo (9) feita pela base do bico de pulverização (1), contando com um sistema antigotejo (4) que fica conectado junto à derivação (10) da entrada de fluxo (9).

3- PULVERIZADOR ELETROSTÁTICO, de acordo com a reivindicação 2 e caracterizado por, nos pulverizadores sem dutos de ar direcionados (11), ou seja, sem a câmara (3) o sistema é fixado diretamente no barramento do pulverizador terrestre, diretamente na saída dos líquidos.