BR112019000078B1 - Método para a aplicação de produtos no estado líquido ou semilíquido, tais como produtos químicos para uso agrícola e similares, usando um dispositivo atomizador rotativo - Google Patents

Abstract

Um método para aplicação de produtos no estado líquido ou semilíquido, tais como produtos químicos para uso agrícola e similares, usando um dispositivo atomizador rotativo, de uma maneira tal que as gotas caiam na forma de névoa sobre as lavouras por causa da ação da força causada por sua massa e gravidade, além do eventual momento que o efeito centrífugo das partes rotativas que geram as gotas pode prover, em que o método inclui as seguintes etapas: regular individualmente a tensão para a velocidade dos motores de cada dispositivo atomizador rotativo, modificando o parâmetro da fonte de potência do motor para assegurar que a velocidade de cada dispositivo atomizador rotativo seja a correta, medir a velocidade do motor sob seu controle e corrigir qualquer desvio ou afastamento dos valores de operação programados. O método permite sua implementação em muitas aplicações, tais como adição de umidade em estufas ou mesmo irrigação por borrifador de gotas finas para plantas que exigem esse este tipo de contribuição de água; adição de umidade às correntes de ar em unidades de condicionamento de ar quente/frio colocando-as em dutos de ar; aplicação de produtos líquidos que podem ser de fungicidas a corantes e de (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção diz respeito a um método para aplicação de produtos no estado líquido ou semilíquido, tais como produtos químicos para uso agrícola e similares, usando um dispositivo atomizador rotativo (1), de uma maneira tal que as gotas caiam na forma de névoa sobre as lavouras por causa da ação da força causada pela sua massa e gravidade, além do eventual momento que o efeito centrífugo das partes rotativas que geram as gotas pode prover.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Mesmo que existam muitos tipos de pulverizadores fitossanitários, variando de pulverizadores aéreos e/ou terrestres, com diferentes meios de propulsão que atingem propósitos parciais tais como controle da direção das gotas, da quantidade de inseticida assentada na área a ser aplicada (com os geradores de fluxos de ar), atualmente não existe dispositivo para um pulverizador terrestre que consegue a aplicação eficiente do produto agroquímico ou fitossanitário.

[0003] No campo da agricultura, existem diferentes tipos de problemas a serem solucionados com relação a características específicas da atividade de fumigação, consistindo da ineficiência de controle de ervas daninhas e insetos pela aplicação de produtos químicos fitossanitários por picaretas hidráulicas, problemas ecológicos, consequências na saúde das pessoas, excesso de produto fitossanitário para alcançar um controle bom e eficiente, consumo excessivo de água, custo excessivo na reposição de máquinas, produto residual que cai no chão e a poluição que isso causa, deriva do produto fitossanitário, poluição de lugares indesejados (populações, campos, fronteiras, escolas rurais e outros lugares com perigo para a população).

[0004] Na modalidade proposta na presente invenção, descrevemos um dispositivo atomizador rotativo para geração de gotas capaz de manter o tamanho das gotas constante para depositá-la diretamente na população de planta alvo a ser controlada, já que minimiza a contaminação de sistemas de água, permite o controle da deriva para áreas periurbanas, permite um controle eficiente com uma menor quantidade de produto químico, minimiza o consumo de água, já que se aplica o produto com maior concentração, aumenta significativamente o ciclo ativo da máquina de pulverização e alcança uma aplicação dos produtos agroquímicos com tamanhos de gota e quantidade por centímetro quadrado de superfície a ser borrifada controladas.

[0005] No século XX e ainda neste século XXI, a população do mundo apresenta um aumento de quatro vezes, passando de 1.650 milhões para 7.500 milhões de habitantes. Isso só foi possível com o acompanhamento da produção de alimento global que foi basicamente intensificada por causa da extensão de fronteiras agrícolas e da melhoria dos sistemas de proteção de lavoura. Este aumento da produção de alimento foi realizado a despeito da ação das diferentes pestes que acompanharam agricultura desde seus primórdios e, a fim de atingi-la, a contribuição dos produtos químicos fitossanitários foi essencial.

[0006] A tecnologia de aplicação atual não é tão diferente daquela usada desde o início do século XX. Entretanto, o processo mecânico usado para dividir o produto químico no estado líquido em gotas que têm que ser depositadas sobre a população de plantas alvo do tratamento sanitário é ainda o mesmo. A tecnologia de quebra da massa de líquido compacta em gotas quando pressão que passa através de uma abertura ainda oferece as mesmas características adversas usuais: a) controle deficiente de tamanho de gota; b) alta heterogeneidade de tamanho de gota. Essas deficiências são o principal motivo de aplicações ineficientes.

[0007] Durante pulverização da população de plantas alvo do tratamento sanitário, parte das gotas, as maiores, deve cair no chão, já que elas não aderem nas folhas das plantas, esse processo de transferência de produtos químicos fitossanitários para o chão, também denominado endo-deriva, é transformado em produto residual e com um significante impacto ambiental. Este processo de endo-deriva pode ser intensificado durante aplicação do produto sobre as lavouras com baixo desenvolvimento de folhagem, bem como em lavouras com um importante desenvolvimento de folhagem nas quais uma dose de produto fitossanitário muito alta é aplicada com a intenção de atingir a quantidade adequada de gotas na parte inferior da planta. Richard Courshee em Some Aspects of the Aplications of Inseticides, Annual Review of Entomology, Vol. 5: 327-352 (Volume publication date January 1960), reporta tais casos extremos em que apenas os 20% do produto químico aplicado permanecem na planta, depositando os 80% no chão.

[0008] Gotas extremamente pequenas, em geral de 100 microns (um) de diâmetro ou menos (menores), dependendo das condições tanto da aplicação, por exemplo, a distância a ser coberta do elemento que gera a gota até as folhas das plantas alvos do tratamento sanitário, quanto das condições climáticas tais como temperatura, umidade ambiente e velocidade do vento, devem também se perder, tanto por evaporação quanto por transporte pneumático para fora da área na qual a população de plantas a ser tratada é colocada, afetando as populações de planta não alvo vizinhas, danificando organismos de plantas e animais externo ao processo fitossanitário que está ocorrendo.

[0009] Como aqui mencionado, foi demonstrado que gotas de um tamanho menor que 100 um de diâmetro têm uma alta probabilidade de ser arrastadas pelo vento ou de evaporar antes de atingir o alvo, que depende da altura de descarga e das condições climáticas (velocidade do vento, umidade relativa e temperatura). Ambas as situações, arraste e/ou evaporação, são contempladas pelo fenômeno denominado exo-deriva (Planas de Martí 1992; Doble et al. 1985; Miller e Hadfield 1989). Este processo de transporte gera sérias consequências: diminuições na produtividade da lavoura; repetição de tratamentos; indução a resistência na parte dos organismos a serem controlados; danos a lavouras sensíveis; danos diretos a pessoas e animais por causa de exposição à deriva e danos indiretos por causa do consumo de alimento contaminado; rejeição de produtos nos mercados por causa da presença de resíduo; delimitação de áreas de exclusão com base na alta pressão urbana; ações judiciais; etcetera. (Matthews 1985; Gil Moya 1993, Thronhill et al. 1995, 1996; Marrs et al. 1993).

[0010] De acordo com Msc. Eng. Agr. Gerardo Masia do Rural Engineering Institute (INTA Casterlar) em sua conferência do First National Seminar of Technologies for the Aplication of Fitossanitary (em Las Parejas, Santa Fé; 9 a 11 de agosto de 2011). “Em termos gerais, a eficácia das aplicações é cerca de 40%, ou seja, para cada 100 gotas que deixam o equipamento de aplicação, apenas 40 são depositadas no alvo a ser controlado. Em outras palavras, considerando um tanque de 4.000 litros de capacidade, 2.400 litros não chegam ao alvo, onde eles são depositados: a) evaporação; b) chão; c) lavouras vizinhas; d) seres humanos”.

[0011] Atualmente, a aplicação de produtos fitossanitários feita com máquinas em terra, tanto máquinas automotrizes quanto de arraste, é feita com picaretas hidráulicas. Embora este tipo de aplicação seja tecnicamente correto, as limitações desta tecnologia na geração de gotas de tamanho uniforme impedem a minimização de fenômenos indesejados tanto de exo-deriva quanto de endo-deriva. Esta maneira de geração de gotas, fazendo com que um líquido compacto passe através de uma abertura a uma pressão suficientemente alta de forma que, durante esmagamento com o ar atmosférico, transforma o líquido compacto supramencionado em um conjunto de gotas de tamanhos diferentes. O universo de gotas geradas através deste sistema é formado por um espectro dimensional de uma grande diversidade. O tamanho das gotas geradas inclui um espectro de 30 um o menor até 1.000 um o maior.

[0012] Em Lefebvre, A. H. Atomization and Sprays, Combustion: a International Series, Taylor & Francis, USA 1989 “As importantes propriedades do líquido no processo de atomização são a tensão superficial, a viscosidade e a densidade. Basicamente, a atomização é produzida em decorrência da competição entre as influências da estabilização da tensão superficial e da viscosidade e as ações de desestabilização das diferentes forças internas e externas.”

[0013] A regulamentação ASAE S-572 de Kirk, USDA caracteriza o universo de gotas de acordo com seu diâmetro como se segue: gota menor que 182 um: muito fina; gota entre 183 um e 280 um; fina; entre 282 e 429; média; entre 430 e 531: espessa; entre 532 e 655: muito espessa; maior que 655 um: extremamente espessa.

[0014] Do ponto de vista da eficiência do processo de sanitização, deve-se conseguir que uma quantidade de gotas de um tamanho específico e homogêneo seja depositada sobre o alvo. Mesmo que a quantidade de gotas por cm2 e seu tamanho possam variar de acordo com o produto químico usado, é sabido que gotas menores do espectro gerado não atingirão o alvo em virtude do fenômeno denominado exo- deriva e as gotas maiores também não em virtude do fenômeno denominado endo- deriva.

[0015] Desta maneira, o tamanho de gota adequado para uma correta aplicação é entre 170 um e 270 um de diâmetro uma vez que uma boa penetração na população de plantas alvo do tratamento pode ser obtida, minimizando a endo-deriva e exo- deriva.

[0016] Os mecanismos de quebra por pressão na abertura (sistema denominado picaretas hidráulicas), além das variações no tamanho das gotas que é possível conseguir por meio de mudanças na pressão e diâmetro das aberturas, produz inerentemente uma grande dispersão nos tamanhos de gota gerados contradizendo o propósito principal do processo, que é atingir gotas de um tamanho homogêneo. Uma das maneiras de avaliar este fenômeno (de uniformidade de tamanho de gota) é o fator de dispersão. O fator de dispersão (DF) é um cálculo entre o diâmetro volumétrico médio e o diâmetro nominal médio (relação MVD/MND).

[0017] Com relação a este campo, diversas soluções foram propostas para os diferentes problemas cujo propósito principal foi solucionar a aplicação de inseticidas (fitossanitário) nos campos em condições seguras e sanitárias, tanto para si próprios quanto para as pessoas e o ambiente. Mesmo assim, elas não podem englobar todas essas matérias ao mesmo tempo.

[0018] Vale a pena mencionar que existem diferentes soluções para os problemas supramencionados, tais como, por exemplo, a patente AR 090373 (A1) de propriedade de BAZAN REMO ADRIAN, que descreve um atomizador rotativo com regulador do tamanho de gota em tempo real através de um dispositivo eletrônico automático. Ele reivindica um dispositivo de atomização rotativo com controle de tamanho de gota exclusivamente para pulverização aérea, em que a fonte de potência que impulsiona o rotor a cargo da atomização de líquido, consiste de uma hélice de passo variável ativada (relacionada a) pela velocidade na qual o avião é movimentado (mais de 250 km/h).

[0019] Como uma diferença com o antecedente supramencionado, a invenção aqui revelada inclui um dispositivo atomizador rotativo para a geração de gotas de baixo volume para uso em máquinas de arraste ou automotrizes exclusivas para pulverização em terra, nas quais a fonte de potência que impulsiona o rotor a cargo da pulverização de líquido é um motor elétrico de velocidade variável (do tipo BLDC). É inviável que as duas hélices a cargo da rotação do rotor, propostas pelo antecedente, possa girar voltadas para o vento relativo ao avanço (alcance) de uma pulverização em terra a 16 km/h.

[0020] Desta maneira, o antecedente do controle do tamanho de gota deve ser produzido variando a velocidade do rotor que ao mesmo tempo deve modificar o ângulo de incidência das pás da hélice. Uma vez que as pás da hélice são colocadas na posição correta, o motor para até que seja necessário fazer uma nova correção. Além disso, o dito sistema foi projetado para cesto rotativo, não para disco rotativo como é proposto na presente invenção; Os discos são usados para pequenos fluxos (da ordem de 2 L/minuto (mínimo) máximo), em vez dos cestos que são usados em aviões são para fluxos muito mais altos em L/minuto (h) considerando que uma máquina em terra pulveriza 50 ha/h e um avião 400 hs/h Não é possível gerar gotas uniformes com cestos rotativos para fluxos abaixo de 2 L/minuto (h).

[0021] Ao mesmo tempo, nenhum tipo de controle de fluxo antecedente é mencionado.

[0022] Em particular, o dito antecedente difere da invenção aqui revelada em termos de: 1) MÁQUINA NA QUAL ELE É INSTALADO: Ele se refere especificamente a um mecanismo para a geração de gotas para uso em aviões que não podem ser realizados em máquinas em terra e vice-versa, a invenção aqui revelada diz respeito a um mecanismo que é aplicável apenas para pulverização em terra e não é adequado para uso no avião; 2) PROPÓSITO ESPECÍFICO: diz respeito a um sistema de medição de RPM da hélice e um sistema mecânico motorizado para modificar o cruzamento das pás da hélice, fazendo por meio de um software uma avaliação do desvio da velocidade programada e modificando se necessário a posição angular das pás para restaurar a rpm programada. No caso do propósito da presente invenção, é um gerador de gotas de baixo volume, regulando a velocidade de rotação de um disco atomizador rotativo impulsionado por um motor elétrico de baixa potência de baixa tensão e corrente contínua sem escovas, que de maneira nenhuma poderia pulverizar a quantidade de líquido que o atomizador de gaiola dupla perfurada usado nos aviões para pulverização aérea atomiza; 3) TIPO DE ATOMIZADOR: ele é acoplado sobre um atomizador rotativo de cesto duplo perfurado; em vez disso, a presente invenção diz respeito a um atomizador rotativo de placa; 4) A ENERGIA NECESSÁRIA PARA “QUEBRAR” UM LÍQUIDO COMPACTO EM PARTÍCULAS (GOTAS): a energia é provida por hélices montadas no mesmo eixo geométrico do conjunto de cestos de atomização. É a alta velocidade do veículo no qual os dispositivos para a geração de gotas são acoplados que permite que o mecanismo gire na velocidade necessária. Em vez disso, para efeito da presente invenção, a energia a cargo da rotação da chapa é provida por um micromotor elétrico de corrente contínua sem escovas (BLDC) e pelo eixo geométrico do dito motor, que a chapa é acoplada. É um motor cuja potência individual não excede 50W e a potência agregada de todos os micromotores não excede um (1) HP da potência mecânica. No caso do antecedente, somente informação em tempo real que entra no software de controle é a rpm das hélices (e dos cestos). Com base apenas nesta informação e na suposição de que todos os parâmetros físicos do produto agroquímico e do fluxo permanecem constante, a correção das posições angulares das pás das hélices é realizada com o propósito de manter a velocidade de rotação programada.

[0023] No documento antecedente, foi declarado que, quando a rpm é mantida, o tamanho de gota pode ser controlado. Entretanto, o dito raciocínio não previu as circunstâncias que as variações dos outros parâmetros (vazão, tensão superficial, temperatura, densidade e viscosidade), também influenciam no tamanho das gotas e, consequentemente, já que eles não foram incorporados, eles não estão incluindo a correção do efeito que eles produzem na gota a ser pulverizada.

[0024] O fluxo pode variar acidentalmente ou intencionalmente e, mediante a variação da temperatura do produto, suas propriedades físicas (densidade, tensão superficial e viscosidade) também variam. Quando os ditos parâmetros sofrem variações, eles devem afetar a maneira na qual as gotas são formadas em um atomizador rotativo; a maneira de correção desses desvios de parâmetros físicos do produto deve ser variando a velocidade de rotação de acordo com a equação de Tanasawa. A fim de realizar a dita correção, o software deve recalcular permanentemente a velocidade de rotação.

[0025] O antecedente menciona apenas a constante manutenção da rpm a fim de manter o tamanho de gota constante, ignorando os efeitos das mudanças no fluxo instantâneo e da temperatura sobre o tamanho das gotas geradas.

[0026] A temperatura do produto químico a ser atomizado deve também afetar o funcionamento dos reguladores de fluxo mecânicos (eles são dispositivos de obstrução parcial de uma abertura através da qual o produto químico deve passar), se, em decorrência do aumento da temperatura, as características físicas do produto químico variarem, isto afetará o fluxo (que o antecedente não mede) e, mesmo se for medido, ele não menciona que sua invenção tem a capacidade de operar sobre ele para corrigir eventuais desvios.

[0027] Como uma diferença com o antecedente, o propósito da presente invenção de conformar com o propósito prescrito pelo especialista agrícola com relação ao tamanho de gota e fluxo/hectare, ele não somente mede a velocidade de rotação instantânea (como é o caso do antecedente mencionado), mas também mede a temperatura instantânea do produto químico a ser pulverizado e seu fluxo instantâneo, por meio do que, aplicando as equações de Tanasawa em tempo real, ele determina velocidade de rotação que produzirá o tamanho de gota programado para o fluxo programado, com correções permanentes a fim de realmente manter o tamanho de gota programado.

[0028] As páginas 11/32 do relatório descritivo do documento antecedente estabelecem que “a interface de software permite o monitoramento, a partir da cabine, do tamanho desejado, que permite a adaptação às variações climáticas tais como vento, umidade e temperatura”.

[0029] A diferença é que o antecedente toma como certo o fato de que a uma velocidade de rotação determinada um tamanho de gota determinado deve ser produzido sem considerar se as características físicas do produto químico a ser pulverizado variam (densidade, tensão superficial e viscosidade) em decorrência de suas próprias variações de temperatura ou por uma modificação voluntária ou involuntária do fluxo. Quando, de fato, os usuários desses produtos fitossanitários observaram durante anos que o tamanho de gota não apenas depende da velocidade de rotação, mas também depende do fluxo e das características físicas do produto químico a ser pulverizado.

[0030] Por outro lado, o documento de patente BR PI 2006/0501703-3 A de propriedade de Alberto Samaia Neto, descreve um Dispositivo de pulverização com um sistema rotativo aplicável em implementos agrícolas. O dito documento diz respeito a um uso fitossanitário e é para barra de pulverização, o disco é também cilíndrico e voltado para cima, como uma diferença com o propósito da presente invenção que reivindica um disco cônico e voltado para baixo. A única especificação que o motor tem é que ele tem que ser de “capacidade adequada”. Ele menciona que o aparelho é destinado à produção de gotas de um tamanho entre 300 e 400 microns de diâmetro, como uma diferença com o presente dispositivo atomizador rotativo que reivindica uma faixa de gotas entre 170 até 270 microns de diâmetro, o antecedente produz gotas fora do espectro reivindicada aqui. Além disso, uma cavidade seca de topo para baixo fixa e uma outra cavidade seca de face para cima de um diâmetro ligeiramente maior são mencionadas, a menor dentro da maior, mas sem se tocarem. A maior colocada na área inferior é aquela a cargo de girar e produzir as gotas, que devem causar uma dispersão do tamanho das gotas muito maior do que o descrito com a chapa real na presente invenção e o consumo de maior potência do motor.

[0031] Ao mesmo tempo, o antecedente menciona que a cobertura de cada unidade é entre 2,1 m e 2,3 m, que é atribuída ao fato de que as gotas entre 300 e 400 microns têm mais energia cinética e deslocam a maiores distâncias radiais antes de cair. Para efeito da presente invenção, as chapas são uniformemente espaçadas a uma distância entre 1,00 m e 1,40 m, praticamente a metade, e as gotas são sempre abaixo dos 300 microns de diâmetro.

[0032] Além disso, ela menciona um fluxo por hectare de 15 a 40 L/ha, que, na presente invenção, é abaixo de 15 ltd./ha.

[0033] Ela também menciona a possibilidade de um controlador elétrico que permite a seleção do fluxo por hectare (L/ha) e o tamanho de gota adequado, independentemente da velocidade de avanço do veículo. Ela não menciona a relação entre o tamanho de gota e a velocidade de rotação que é inversamente proporcional, ou seja, que a uma maior velocidade de rotação, tanto menor o tamanho das gotas.

[0034] O dito antecedente não menciona a possibilidade de correção por causa de fatores tais como o fluxo, viscosidade, tensão superficial ou densidade.

[0035] Ela não menciona a possibilidade de correção por causa de variações das variáveis supramencionadas sob a luz de mudanças na temperatura.

[0036] Ela não menciona a maneira na qual o controle de velocidade do motor deve ou não ser feito se este controle for individual ou conjunto.

[0037] Ela não menciona a controle do fluxo através de qualquer dispositivo nem menciona se a regulamentação do fluxo é individual ou conjunto, faz referência apenas ao fato de que o fluxo é aumentado pelo incremento da pressão da bomba que supre o produto químico.

[0038] Ao mesmo tempo, a patente CN 2014/203620824 (U) de propriedade de WUXI XUELANG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO LTD, reivindica um disco atomização especial para pulverizador por rotação. Ela diz respeito a um disco de atomização tais como aqueles usados na indústria de laticínio para pulverizar leite no equipamento para fabricação de leite em pó. Aparentemente, a principal vantagem se baseia na possibilidade de ser desmontado, em que as partes que são deterioradas com o tempo podem ser facilmente substituídas.

[0039] Ela não é mencionada para aplicações agrícolas nem menciona a faixa de tamanho de gota, ne o fluxo ou a possibilidade de controlar qualquer destes.

[0040] Além disso, o documento de patente JP 2012/223706 (A) de propriedade de YONEHARA TAKASHI, YONEHARA OSAMU e YONEHARA HIRO, referido como um atomizador e um método de pulverização rotativo. Ela diz respeito a um atomizador rotativo de disco cuja característica principal parece ser que tem uma ventoinha para a geração de um fluxo de ar que impulsiona as gotas formadas pelo disco. No caso da presente invenção, ela não gera fluxos de ar. O dito antecedente não especifica um uso agrícola.

[0041] E a patente US 2014/0306030 A1 de propriedade de CLARKE MOSQUITO CONTROL PRODUCTS, INC., que reivindica um Pulverizador de inseticida e montagem da cabeça rotativa de pulverização. Ela diz respeito à pulverização de inseticidas em áreas com mosquito e especifica um tamanho de gota visado menor que 50 microns de diâmetro, usando um por vez. Como uma diferença com o antecedente, o propósito da presente invenção é gerar gotas maiores que 150 microns de diâmetro.

SUMÁRIO

[0042] O propósito da presente invenção é prover um método para aplicação de produtos no estado líquido ou semilíquido, tais como produtos químicos para uso agrícola e similares, usando um dispositivo atomizador rotativo (1), de uma maneira tal que as gotas caiam na forma de névoa sobre as lavouras por causa da ação da força causada por sua massa e gravidade, além do eventual momento que o efeito centrífugo das partes rotativas que geram as gotas pode prover, em que o método inclui as seguintes etapas: regular individualmente a tensão para a velocidade dos motores (8) de cada dispositivo atomizador rotativo (1), modificando o parâmetro da fonte de potência do motor (8) para assegurar que a velocidade de cada dispositivo atomizador rotativo (1) seja a correta, medir a velocidade do motor sob seu controle e corrigir qualquer desvio ou afastamento dos valores de operação programados.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0043] A fim de facilitar a compreensão e clareza do propósito da presente invenção, ela foi ilustrada em diversas figuras, nas quais foi representada em uma das modalidades preferidas, todas a título de exemplo, em que:

[0044] Figura 1 mostra um diagrama funcional do método da presente invenção.

[0045] Figura 2 mostra um diagrama funcional do dispositivo atomizador rotativo (1) com medição de fluxo pela chapa de abertura e medição de pressão.

[0046] Figura 3 mostra um diagrama funcional do dispositivo atomizador rotativo (1) com medição de fluxo pelo fluxímetro (10).

[0047] Figura 4 mostra um gráfico de a posição de rotação do aparelho de pulverização.

[0048] Figura 5 mostra um gráfico da mudança de curso (desvio) do aparelho de pulverização.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE

[0049] Fazendo referência às figuras 1 a 5, o método aqui descrito permite alcançar o propósito proposto interconectando pelo menos 2 (dois) dispositivos atomizadores rotativos (1), tais como aqueles definidos no pedido de patente do mesmo proprietário, com o painel de controle e o protocolo de software.

[0050] O propósito da presente invenção e sua forma de uso incluem pelo menos a) 2 dispositivos atomizadores rotativos (1), b) uma unidade de interface homem- máquina, doravante HMI (11) (interface humano-máquina); c) uma fonte de potência ininterrupta com filtro de ruído elétrico (3), doravante UPS (Fonte de potência Ininterrupta); d) uma fiação de energia/ transmissão de dados (4) que liga os dispositivos atomizadores rotativos (1) com a HMI (11), doravante fiação. Além disso, ele prevê uma série de acessórios relacionados a uma série de funcionalidades opcionais; e) GPRS (12); f) central de meteorologia (6). O método foi concebido para ser usado em máquinas de pulverização de produtos químicos fitossanitários em terra, tanto de arraste quanto automotrizes, equipadas com uma barra de pulverização (ou barra de suporte), oblonga, mecanicamente ligada à máquina que move-a transversalmente à sua direção de deslocamento de maneira a dar suporte para as unidades de pulverização, a uma altura adequada sobre a lavoura alvo do tratamento fitossanitário; as unidades de dispositivo atomizador rotativo (1) devem ser arranjadas a uma mesma distância de 1,20 m a 1,40 m com o propósito de produzir uma distribuição uniforme das gotas ao longo da barra de pulverização, todas arranjadas na HMI (11) através da fiação, esta fiação deve estar de conformidade com a função dupla de prover energia elétrica de 12V de corrente contínua ao dispositivo atomizador rotativo (1) (impedindo que no futuro as máquinas agrícolas e instalações de tratores possam ser de 24V de corrente contínua); a fiação deve também prover suporte físico para a comunicação de dados entre os dispositivos atomizadores rotativos (1) e a HMI (11); hardware (a quantidade e tipo de condutores, os níveis de tensão dos sinais, as frequências, os modos de modulação são definidos) e os protocolos de software (protocolos de transmissão, forma e tamanho de pacotes, validação de dados, segurança de informação, tipo de encriptação); é previsto que cada dispositivo atomizador rotativo (1) seja “inteligente” e autodiagnosticável em caso de falha de qualquer unidade, cada dispositivo atomizador rotativo (1) é ligado em rede conectado com a HMI (11) que deve estar a cargo de enviar as instruções e parâmetros operacionais para a execução do trabalho e também receber a informação proveniente deles para armazená-la, processá-la, transmiti-la ou gerar as correções e mudanças correspondentes. O método proposto permite trabalhar por prescrições, usando um GPS (5) podemos saber qual é a localização espacial da máquina agrícola e gerenciar a dita informação em um arquivo digital podemos extrair a dose certa do produto químico fitossanitário que tem que ser aplicado em cada lugar e gerenciar os limitadores de fluxo (10) de cada módulo para ficar em conformidade com o que foi prescrito pelo profissional agrônomo; ele permite mapear, ou seja, acessar a partir de cada dispositivo atomizador rotativo (1) o que foi realmente feito e adicionar outros dados em uma central de meteorologia e armazenar todos eles em um arquivo geo- referencial; conexão “em linha” na internet (baseada em rede) na qual a aplicação pode ser controlada em tempo real e a possibilidade de gerar alarmes para qualquer dos parâmetros de processo de uma maneira tal que a atividade de fumigação possa ser remotamente controlada, incluindo os parâmetros operacionais, tamanho de gota, fluxo, velocidade de rotação, entre outros, bem como os parâmetros máximos e mínimos que causam sinais de alarme e podem ser aplicados tanto para cada dispositivo atomizador rotativo (1) em forma diferenciada quanto de uma maneira global para todas as unidades. Os dispositivos atomizadores rotativos (1) são direcionáveis de uma maneira tal que o eixo geométrico de rotação dos atomizadores seja tanto vertical quanto com um certo grau de inclinação com relação à vertical.

[0051] A presente invenção essencialmente engloba um método para aplicação de produtos químicos para uso agrícola a lavouras que estão sob o dispositivo que gera as gotas, de uma maneira tal que as gotas caiam na forma de névoa sobre as lavouras por causa da ação da força causada por sua massa e gravidade, além do eventual momento que o efeito centrífugo das partes rotativas que geram as gotas pode prover. A regulagem da tensão para a velocidade dos motores (8) de cada dispositivo atomizador rotativo (1) deve ser individual, uma para cada dispositivo atomizador rotativo (1). Neste caso, cada qual deve receber a mesma tensão (ou voltagem) de corrente contínua, que pode ser do tipo 12V, 24V, a placa eletrônica de controle (2) de cada deles deve ser a cargo de modificar o parâmetro necessário da fonte elétrica do motor (8) para assegurar que a velocidade de cada dispositivo atomizador rotativo (1) seja a correta, medindo a velocidade do motor (8) sob seu controle para corrigir qualquer desvio ou afastamento dos valores de operação programados. O método administra o tamanho de gota de cada dos dispositivos atomizadores rotativos (1) através da velocidade de cada dos motores (8) para poder, por exemplo, obter diferentes efeitos (propósito programável) em cada segmento da barra de pulverização, no caso de pulverização após a cerca que separa a lavoura vizinha, a velocidade das unidades mais próximas do limite da lavoura poderiam ser abaixadas para obter nelas gotas maiores que, por causa do peso e geometria, cairiam mais rapidamente verticalmente, minimizando a deriva para a lavoura vizinha.

[0052] Como uma modalidade, a presente invenção soluciona o problema da máquina quando gira durante fumigação, vide figura 4, o veículo em movimento para frente no lado direito, até atingir a posição 2, todos os dispositivos atomizadores rotativos (1), de A a M literalmente movem para frente na mesma velocidade e, uma vez que a separação entre os dispositivos atomizadores rotativos (1) é constante, o fluxo por hora em L/min de cada dispositivo atomizador rotativo deve ser obtido pela equação: fluxo em hectare [L/ha] X Velocidade do veículo [km/h] X separação entre os dispositivos atomizadores rotativos (1) [m] x 1000 [m/km] e fluxo por hora [L/min] = 10.000 [m x m /ha] X 60 [min/h]. O mesmo acontece quando o veículo move para frente no lado esquerdo retornando da posição 6 em diante, em ambos os casos mesmo se o motorista reduzir a velocidade, quando se aproxima da extremidade do canteiro e aumenta-a quando move para fora da posição 6, em ambos os casos todos os dispositivos atomizadores rotativos (1) estarão na mesma velocidade.

[0053] Isto não será assim entre as posições 2 e 6, neste caso o dispositivo atomizador rotativo “A” deve estar a uma velocidade quase zero e a velocidade do dispositivo atomizador por rotação “G” deve ser a mesma do veículo e a do dispositivo atomizador rotativo “M” deve ser o dobro da velocidade do dispositivo atomizador rotativo “H”.

[0054] Neste caso, cada dispositivo atomizador rotativo (1), conhecendo a velocidade do veículo que foi enviada através do canal de dados pelo monitor central, conhecendo sua localização física na barra de pulverização considerando a informação do acelerômetro/magnetômetro e do giroscópio, deve determinar sua própria velocidade e, com base nesta velocidade, deve calcular seu fluxo por hora e deve ativar o regulador de fluxo a fim de borrifar o fluxo por hectare prescrito pelo profissional agrônomo não apenas quando o veículo move em linha reta, mas também quando ele vira.

[0055] Alguma coisa similar acontece quando o móvel tem que evitar um obstáculo ou o perímetro do canteiro a ser tratado é irregular, o veículo tem que virar mudando de caminho, causando mudanças na velocidade dos dispositivos atomizadores por rotação com relação à do veículo, o que no caso não é corrigido pelos procedimentos descritos nos parágrafos anteriores deve causar uma sobredosagem em algumas áreas e subdosagem em outras áreas da barra de pulverização, de acordo com a Figura 5.

[0056] Além disso, ele inclui sensores sofisticados para determinar se existem ou não plantas sob a barra de pulverização e desta maneira saber se é necessário ou não pulverizar neste ponto específico. Ele é também formado por câmeras de vídeo (9) que diferenciam se é uma planta útil (soja) ou uma planta inútil (erva daninha) a fim de tem uma melhor utilização do produto agroquímico. O equipamento eletrônico pode receber informação de diferentes fontes tanto em tempo real quanto de uma forma retardada com o propósito de estabelecer os algoritmos necessários para que o fluxo de produto e o tamanho de gota a ser pulverizada para atingir a máxima eficiência no trabalho.

[0057] O motivo pelo qual se usa esta técnica para a geração de gotas que em todos os aspectos oferece uma grande conveniência para a aplicação de produtos químicos fitossanitários não foi acompanhada tem sido a falta de tecnologias de motor e sua mudança de velocidade/controles necessários para realizá-la. Este método poderia não funcionar com motores hidráulicos, nem com corrente alternada, ou com turbinas de qualquer tipo.

[0058] A fim de aplicar esta técnica para a geração de gotas por centrifugação na qual o tamanho das gotas geradas depende diretamente da velocidade de rotação e, além disso, o sistema como um todo tendo uma alta taxa de disponibilidade (baixa taxa de falhas) simultaneamente com um aumento insignificante no peso das barras de pulverização, foi necessário ter motores elétricos altamente eficiente quanto ao consumo de energia, de baixo peso, alta confiabilidade (alta MTBF), velocidade variável e altamente controlável. Não existem motores que satisfazem todas essas exigências.

[0059] Durante a última década, o surgimento de motores de corrente contínua que não têm escovas (sem escovas) conhecidos como BLDC e o desenvolvimento de microcontroladores com a capacidade de processamento necessária para controlar sua velocidade de rotação (microcontroladores de 32 bits e de 64 bits virando a frequências de relógio de mais de 100 MHz) tornam seu uso possível hoje em dia.

[0060] A uma maior pressão, menor tamanho de gota, nem sempre aconselhável por causa da deriva e evaporação, e, a menor pressão, maior tamanho de gota, não aconselhável pelo fato de que essas grandes gotas permanecem sobre a lavoura e não penetram na mesma, onde os insetos, ervas daninhas e doenças da lavoura tais como fungos são encontrados. Para uma boa aplicação do pesticida, a gota que devemos usar nem sempre é a mesma, dependendo do tipo de fitossanitário que temos que usar para atingir e colidir no alvo a ser tratado.

[0061] Não é o propósito desta invenção que qualquer das variáveis envolvidas no processo para geração de gotas seja mantida constante (ou estacionária) uma vez que, por causa de sua natureza climática e/ou física, todas variáveis independentes devem variar aleatoriamente e todas variáveis dependentes devem variar de acordo com as equações que governam sua dependência funcional das outras variáveis envolvida. O propósito da presente invenção é corrigir as eventuais separações que essas variações aleatórias podem produzir no resultado final do tratamento fitossanitário de forma que a a aplicação dos produtos químicos seja realizada completamente de acordo com o que foi prescrito pelo profissional agrônomo.

[0062] É importante salientar que a modalidade supramencionada é apenas uma das muitas aplicações que a metodologia proposta tem. Com efeito, o método proposto pode ser aplicado entre outras possibilidades a:

[0063] Adição de umidade em estufas ou mesmo irrigação por borrifador de gotas finas para plantas que exigem este tipo de água contribuição;

[0064] Adição de umidade a correntes de ar em unidades de condicionamento de ar quente/frio colocando-as em dutos de ar;

[0065] Aplicação de produtos líquidos que podem ser de fungicidas a corante e de agentes flavorizantes a fatores de precipitação;

[0066] Aplicação de lubrificante e/ou camadas oleosas protetoras contra corrosão, óleos de proteção para partes e chapas metálicas;

[0067] Aplicação de fosfatizante, removedores de tinta e/ou mordentes em processos anteriores à perfuração em partes e chapas metálicas;

[0068] Aplicação de adesivos em processos de colagem em madeira, vidro, gesso, papel, etc., camadas;

[0069] Irrigação de baixo fluxo e alta eficiência.

Claims (9)

1. Método para aplicação de produtos agroquímicos no estado líquido ou semilíquido em uma colheita, o método caracterizado pelo fato de que inclui as seguintes etapas: montagem de um dispositivo atomizador rotativo (1) em uma máquina agrícola, o dispositivo atomizador rotativo (1) incluindo pelo menos dois dispositivos atomizadores (1), um controlador (2); uma fonte de alimentação ininterrupta com filtragem de ruído elétrico (3); um cabeamento de transmissão de dados/energia (4); um módulo GPS (5) e um centro de meteorologia (6), em que cada um dos dispositivos de atomização (1) está conectado ao controlador (2), que por sua vez alimenta cada um dos dispositivos atomizadores rotativos (1) de uma fonte de corrente direta rotativa (7), em que a referida conexão permite a comunicação de dados entre os dispositivos atomizadores rotativos (1) e o controlador (2); em que cada dispositivo atomizador rotativo (1) é inteligente e autodiagnostico, cada um dos dispositivos atomizadores rotativos (1) é conectado em rede ao controlador (2) que é responsável por enviar instruções e parâmetros operacionais para a execução da aplicação do fluido e também receber as informações para armazenar, processar, transmitir ou gerar correções e alterações correspondentes; em que o módulo GPS (5) localiza espacialmente a máquina agrícola e gerencia as informações em um arquivo digital para obter uma dose adequada dos produtos agroquímicos que devem ser aplicados em cada dispositivo atomizador rotativo (1) e gerenciar os limitadores de fluxo (10) de cada dispositivo atomizador rotativo (1); regular individualmente uma tensão para uma velocidade de um motor (8) de cada um dos dispositivos atomizadores (1), modificando um parâmetro de alimentação do motor para garantir que a velocidade de rotação de cada um dos dispositivos atomizadores seja a correta; medir a velocidade do motor (8) sob controle e corrigir qualquer desvio ou separação dos valores operacionais programados; determinar uma área de aplicação e, através da sua análise, regular a velocidade de rotação de cada um dos dispositivos atomizadores rotativos (1); produzir gotas dos produtos agroquímicos na forma de névoa, em que o tamanho das gotas depende da velocidade de rotação dos dispositivos atomizadores rotativos (1); e pulverizar a dose certa de névoa na cultura.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda a etapa de adição de dados em um centro meteorológico (6) e armazenamento em arquivo de georreferenciamento; conexão online na Internet (baseada na rede) na qual a etapa de pulverização é em tempo real e gera alarmes para qualquer um dos parâmetros do processo de forma que a etapa de pulverização seja controlada remotamente, incluindo os parâmetros operacionais, queda de tamanho, vazão e velocidade de rotação.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que inclui ainda as etapas de recebimento de informações de diferentes fontes tanto em tempo real quanto em atraso, a fim de estabelecer através de algoritmos um fluxo de produto e a queda de tamanho a ser pulverizado.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda a etapa de obtenção de imagens por meio de câmeras de vídeo (9) para determinar a presença de plantas ou distinguir uma planta útil de uma planta inútil para melhor aproveitamento do agroquímico.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda a etapa de administrar o tamanho de gota de cada dos dispositivos atomizadores rotativos (1) através da velocidade de cada dos motores (8) para ser capaz de obter diferentes efeitos em cada segmento da barra do dispositivo atomizador rotativo (1).

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda a etapa de gerenciar limitadores de fluxo (10) de cada dispositivo atomizador rotativo (1) para cumprir com os valores pré-programados.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda as etapas de acessar cada dispositivo atomizador rotativo (1) e adicionar dados subsequentes, tais como uma central de meteorologia (6) e armazenar todos eles em um arquivo geo-referencial.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda a etapa de gerenciar informação de uma maneira remota conectada online na Internet (com base na rede) permitindo o controle da aplicação em tempo real e a possibilidade de gerar alarmes para qualquer dos parâmetros de processo.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda as etapas de controlar remotamente a atividade de aplicação incluindo os parâmetros operacionais, tamanho de gota, fluxo, velocidade de rotação, bem como os parâmetros máximos e mínimos que causam sinais de alarme e aplicados tanto para cada dispositivo atomizador rotativo (1) em uma forma diferenciada quanto de uma maneira global para todos os dispositivos atomizadores rotativos (1).

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