DIRECCIONAMIENTO MEJORADO HACIA INSECTOS VOLADORES CON INSECTICIDAS Y APARATO PARA CARGAR LÍQUIDOS
La presente invención se relaciona con un método y aparato para exterminar insectos voladores rociando insecticida en el aire en el que los insectos están volando y en particular con los métodos para mejorar el direccionamiento hacia los insectos con el insecticida. La eficacia de los atomizadores de insecticida para exterminar insectos voladores depende, en parte, de cuánto insecticida entra en contacto con los insectos que se van a exterminar. Los métodos actuales para aplicación de insecticida dependen de la interacción mecánica entre las pequeñas gotas de insecticida y cada insecto volador. El rocío de insecticida en aerosol puede que se disperse en áreas por las cuales es posible que vuelen los insectos y encontrarse así con las pequeñas gotas de insecticida o el rocío de insecticida en aerosol puede que se dirija a insectos blanco específicos. Debido a la elevada densidad de pequeñas gotas de insecticida en la pluma producida durante la atomización, hay una alta probabilidad de que ocurra el contacto entre los insectos y las pequeñas gotas. Sin embargo, cuando los insectos están en vuelo las perturbaciones de aire alrededor de sus cuerpos ocasionadas por el movimiento de alas
P1740/99HX pueden realmente apartar las gotas. La probabilidad de que un insecto volador entre en contacto con una o más gotas de insecticida en aerosol está determinada en gran parte por fuerzas mecánicas, mientras que la probabilidad de derribarlos o matarlos está determinada en consecuencia por la concentración y toxicidad del ingrediente activo en el insecticida que se va a utilizar. El aparato atomizador para producir un rocío de pequeñas gotas de líquido, es muy conocido. Por ejemplo, en el entorno doméstico se conoce un aparato de este tipo para producir rocío de pequeñas gotas de insecticidas o de composiciones lustradoras o refrescantes del ambiente. En general, dicho aparato incluye un depósito para alojar la composición líquida que se va a rociar, una cabeza atomizadora que incluye una perforación a través de la cual la composición es expulsada en la forma de un rocío de pequeñas gotas y un sistema de conductos por los que la composición puede pasar desde el depósito a la cabeza atomizadora. El aparato de preferencia podrá estar en forma de un aerosol en cuyo caso incluye gas a presión, posiblemente en estado líquido, que expulsa la composición líquida (que se va a rociar) desde depósito hasta la cabeza atomizadora y entonces sale de ésta en forma de un rocío de pequeñas gotas. En general, las pequeñas gotas que salen de la cabeza atomizadora tienen una pequeña carga
P1740/99MX electrostática generada por la transferencia electrónica entre el líquido y las paredes del aparato. Nos hemos dado cuenta de que es necesario aumentar el nivel de carga en las pequeñas gotas de manera significativa para permitir que se dé la atracción electrostática hacia los insectos y hacia otros objetos, permitiendo por ello direccionamiento aumentado por medio del rocío y dejando también que se haga una dispersión mayor de las pequeñas gotas en el aire. Además, hemos encontrado que los componentes del aparato en contacto con el líquido tienen la capacidad de influir en la carga dada al líquido a medida que se atomiza. Más particularmente se ha encontrado que la carga en las pequeñas gotas se incrementa con un aumento en el área de contacto entre el líquido y las porciones que definen la perforación de la cabeza atomizadora. Por consiguiente, en un aspecto la presente invención proporciona un método para exterminar insectos voladores, método que comprende rociar en el aire, en el que los insectos están volando, pequeñas gotas de líquido de una composición insecticida, una carga unipolar que se imparte a dichas pequeñas gotas de líquido mediante carga de doble capa y separación de carga durante la atomización, la carga unipolar está en un nivel tal que las pequeñas gotas tienen una relación de carga masa de por lo menos +/- 1 x 10"
P1740/99MX El efecto de cargar las pequeñas gotas será generar un campo eléctrico dando por resultado mucho más difusión de las pequeñas gotas dentro del espacio en el cual son rociadas. Los insectos voladores normalmente están aislados eléctricamente de sus entornos y puede que estén a un potencial igual al de sus entornos. Sin embargo, algunos insectos están cargados eléctricamente de manera que puede que estén a un potencial diferente al de sus entornos. En cualquier situación, un insecto aislado dentro de una nube de pequeñas gotas de líquido eléctricamente cargadas es probable que ocasione una distorsión en la configuración del campo eléctrico generado por las pequeñas gotas de manera que la atracción de las pequeñas gotas en cada insecto mejorará. Esto equivale al direccionamiento de cada insecto. Este mejoramiento en la interacción entre las pequeñas gotas cargadas y los insectos se deberá al efecto combinado de las fuerzas de difusión adicionales generadas dentro de las nubes de pequeñas gotas cargadas por el campo eléctrico llevando a la modificación de la trayectoria de cada pequeña gota de manera que cada pequeña gota se dirige a un insecto. El insecticida es atraído a la superficie total de cada insecto. Esto mejora el direccionamiento de las pequeñas gotas de insecticida
P1740/99MX en los insectos. Los insectos que pueden ser exterminados adecuadamente según la presente invención incluyen moscas domésticas, mosquitos y avispas. Las pequeñas gotas tienen una relación de carga a masa de por lo menos +/- 1 x 10~4 c/kg. Mientras más grande es la relación carga a masa de las pequeñas gotas de líquido más marcada es la interacción con los insectos. La composición insecticida líquida que se rocía en el aire es de preferencia una mezcla de agua e hidrocarburo, una emulsión o un líquido que se convierte en emulsión agitando el dispositivo atomizador antes de usarlo o durante el proceso de atomización. La composición insecticida de preferencia se atomiza a partir de un dispositivo atomizador en aerosol que se hace funcionar en forma mecánica a presión. Con mayor preferencia el dispositivo atomizador es una lata atomizadora en aerosol doméstica que es de un tamaño adecuado para que se utilice fácilmente con una mano. Se sabe que mientras todos los aerosoles líquidos portan una carga neta negativa o positiva como un resultado de la carga de doble capa o de la fragmentación de las pequeñas gotas de líquido, la carga que se imparte a las pequeñas gotas de líquidos rociados a partir de los dispositivos atomizadores en aerosol estándares es tal que se da una relación de
P1740/99MX carga a masa solamente del orden entre +/- 1 x 10 8 y 1 x 10"5 c/kg. La invención además depende de una modalidad de la misma que combina varias características del dispositivo atomizador para llevar al máximo la carga de las pequeñas gotas de líquido a medida que se rocían a partir del dispositivo atomizador en aerosol . La combinación óptima varía para cada formulación que se va a atomizar a partir del dispositivo. Por consiguiente, en otro aspecto de la presente invención se proporciona un dispositivo atomizador que tiene la capacidad de impartir mediante carga de doble capa y separación de carga a pequeñas gotas de líquido de una composición rociada a partir del mismo, una carga unipolar que da por resultado una relación de carga a masa de por lo menos +/- 1 x 10~4 c/kg, dicho dispositivo atomizador comprende : (i) un depósito para alojar la composición líquida, (ii) una cabeza atomizadora a través de la cual el líquido es expulsado en la forma de un rocío de pequeñas gotas, y (iii) un sistema de conductos para alimentar la composición desde el depósito hasta la cabeza atomizadora en donde (a) la cabeza atomizadora también tiene una
P1740/99MX perforación a través de la cual el líquido es expulsado desde el aparato, la perforación que tiene una relación L/a por lo menos de 10, con mayor preferencia por lo menos 12, en donde L es la longitud de la periferia que define la salida de la perforación en mm y a es el área de sección transversal de la salida de la perforación en mm2; y (b) el aparato está construido de manera que las gotas son expulsadas desde la cabeza atomizadora a una velocidad de flujo de por lo menos 0.5 gramos por segundo y tienen una relación de carga/masa de por lo menos +/- 1 x 10~4 c/kg. La cabeza atomizadora de preferencia está en forma de un inserto en un accionador a través del cual el líquido se expulsa del aparato en forma de rocío de pequeñas gotas . Para evitar dudas, la salida de la perforación es el extremo de la perforación a través de la cual el líquido se expulsa en la forma de un rocío a partir del aparato y podrá denominarse también un orificio. La carga electrostática en las pequeñas gotas podrá ser carga positiva o carga negativa. Mientras que es sabido que al reducir el área de sección transversal de un orificio circular a través del cual se atomiza un líquido, aumentará la carga en el liquido atomizado a través del orificio, para lograr la carga requerida por la presente
P1740/99MX invención sería necesario reducir el área de sección transversal del orificio a tal grado que la velocidad de atomización disminuiría. Al llevar a la práctica la presente invención, la velocidad de atomización se mantiene a aproximadamente 0.5 gramos por segundo. Para un orificio circular, solamente se puede lograr esta velocidad de atomización al mismo tiempo que se logra la carga requerida por la presente invención utilizando un propulsor a mucha mayor presión que la que normalmente se utiliza en dispositivos atomizadores, es decir, normalmente 40 psi. Sin embargo, de preferencia, se utilizan orificios que tienen una periferia irregular mientras que mantengan un área de sección transversal grande. De esta manera, la velocidad de atomización se puede mantener por arriba de 0.5 gramos por segundo utilizando las presiones de propulsor utilizadas normalmente en los dispositivos atomizadores. La periferia de la salida de la perforación es de preferencia irregular y el flujo del líquido por la superficie irregular ayuda a que el líquido se cargue mediante carga de doble capa. Por consiguiente, utilizando una perforación con una periferia irregular, la relación L/a podría reducirse por lo menos a 8 y el aparato se construye de tal manera que las pequeñas gotas son expulsadas desde la cabeza atomizadora a una velocidad de flujo de por lo menos 0.4 gramos por segundo.
P1740/99MX El dispositivo de atomización de la presente invención es de preferencia un dispositivo atomizador en aerosol que incluye un gas a presión, por ejemplo, gas de petróleo licuado, por ejemplo, butano y/o propano (LPG), en el depósito. La cabeza atomizadora del dispositivo forma parte de un accionador, que el usuario hace funcionar, de un ensamblado de válvula que hace que el líquido en el depósito sea expulsado desde la cabeza atomizadora en forma de pequeñas gotas. De esta manera, al mover el accionador desde una primera posición en reposo a una segunda posición en acción, se libera la presión en el depósito y el gas hace salir el líquido del depósito, a lo largo del sistema de conductos, hasta la cabeza atomizadora y después fuera de la misma en la forma de un rocío de pequeñas gotas de líquido o de pasta fluida. El dispositivo atomizador en aerosol de preferencia está en forma de una lata de aerosol que es de un tamaño adecuado para sujetarla con la mano y utilizarla en situaciones domésticas. El accionador en general comprende una porción de cuerpo que incluye un hueco para adaptar el inserto (como parte de la cabeza atomizadora) que incluye la perforación y de preferencia una cámara de remolino a través de la cual pasa el líquido antes de llegar a la perforación. El hueco está en comunicación con un vastago de válvula que se comunica con una pieza de cola que a su vez está en
P1740/99MX comunicación con un tubo de inmersión que se extiende dentro del depósito. De esta manera, el líquido puede pasar del depósito a la perforación de la cabeza atomizadora por el sistema de conductos que comprende el tubo de inmersión, la pieza de cola, el vastago de la válvula, el hueco del accionador y la cámara de remolino de boquilla (si está presente) . Es posible impartir cargas mayores a las pequeñas gotas de líquido mediante la elección del material, forma y dimensiones del accionador, el inserto en el accionador incluyendo el orificio desde el cual el líquido es rociado, la válvula y el tubo de inmersión de un dispositivo atomizador en aerosol y las características de la composición que se va a atomizar, de manera que el nivel de carga requerido se genera a medida que la composición se dispersa como pequeñas gotas . Varias características de un dispositivo atomizador en aerosol incrementan la carga de doble capa y el intercambio de carga entre la formulación líquida y las superficies de los componentes del dispositivo atomizador en aerosol. Dichos incrementos son ocasionados por factores que posiblemente aumenten la turbulencia del flujo a través del dispositivo y aumentan la frecuencia y la velocidad de contacto entre el líquido y las superficies internas del recipiente y la válvula y el accionador. El vastago de la válvula incluye uno o más
P1740/99MX orificios que conectan el vastago de la válvula con la pieza de cola y la pieza de cola incluye uno o más orificios que unen la pieza de cola con el tubo de inmersión y la naturaleza de estos orificios y el diámetro del tubo de inmersión influyen en la carga dada al líquido. Más particularmente, mientras más pequeño es el tamaño del orificio del vastago o de cada uno de los orificios del vastago y más pocos los orificios del vastago, mayor es el área de contacto entre el vastago de la válvula y el líquido y por consiguiente mayor es la carga en el líquido. Un arreglo que comprende un orificio en la pieza de cola en el alojamiento de 0.65 mm y un número reducido de perforaciones en el vastago, por ejemplo, 2 x 0.50mm aumenta los niveles de carga durante la atomización. Sin embargo, como consecuencia se restringe la velocidad del líquido. Consideraciones similares se aplican al (a los) orificio (s) de la pieza de cola y al diámetro del tubo de inmersión, un tubo de inmersión angosto, por ejemplo, de aproximadamente 1.27 mm de diámetro interno, aumenta los niveles de carga en el líquido. Hemos encontrado que el grado de turbulencia experimentada por el líquido a medida que fluye a través del dispositivo atomizador influye en la carga de las pequeñas gotas de líquido que salen de la cabeza atomizadora. La turbulencia es capaz de disipar la carga eléctrica de la doble capa, que se
P1740/99MX forma en la interfaz líquida/aparato, más eficazmente dentro de la masa de líquido estimulando por ello transferencia electrónica adicional entre el líquido y el aparato . La cámara de remolino, si la hay, somete el líquido a turbulencia y por ello aumenta la carga del líquido. La geometría de la cámara de remolino tiene una marcada influencia en la carga desarrollada en el líquido. La cámara de remolino por lo general comprende una pluralidad de canales de entrada que alimentan el líquido a un área central y de allí a la perforación de la cabeza atomizadora. El aparato podrá incluir también una toma de fase de vapor y la turbulencia también es influenciada por el tamaño de la toma de vapor. Una toma de vapor es completamente convencional en aparatos atomizadores en aerosol y ésta comprende un orificio que permite que la presión de gas actúe directamente en el líquido en el sistema de conductos que conectan el depósito y la perforación de la cabeza atomizadora. El orificio podrá, por ejemplo, estar provisto en la pieza de cola del ensamblado de la válvula. En general, mientras más grande es este orificio, por ejemplo de aproximadamente 0.76mm o mayor, más grande es la turbulencia producida y más grande la carga desarrollada en el líquido. Otros factores que tienen una influencia en la magnitud de la carga generada en el líquido son
P1740/99MX los materiales utilizados para formar las partes del aparato que entran en contacto con el líquido a medida que se transporta desde el depósito hasta la cabeza atomizadora y las propiedades, eléctricas, físicas y químicas del liquido que se va a rociar. Más particularmente se puede impartir una carga mayor a las pequeñas gotas de líquido si hay una amplia separación de energía electrónica entre el material y el líquido. Los materiales como nylon, acetal, poliéster, cloruro de polivinilo y polipropileno tienden a aumentar los niveles de carga. Además, el líquido que se va a rociar necesita ser eléctricamente conductor lo suficiente para ser capaz de soportar una carga electrostática mientras no sea tan conductor que la carga se disipe demasiado rápido . Además, podrá haber otros métodos para alterar la doble capa eléctrica que aumentarán la carga posteriormente al disiparla en la masa del líquido. En tanto que no se desea estar limitados por la teoría, parece que otro factor que podría influenciar la magnitud de la carga es cualquier vibración generada durante el flujo del líquido desde el depósito hasta la perforación, incluyéndola, en la cabeza atomizadora. Por otra parte, además de la cámara de remolino o en sustitución de la misma, el accionador
P1740/99MX podrá incluir un dispositivo de separación mecánica que separa la composición líquida y por lo cual promueva carga adicional de la composición líquida. Por consiguiente, todavía en otro aspecto la presente invención proporciona un dispositivo atomizador en aerosol del tipo anterior que comprende además un dispositivo de separación mecánica provisto en el accionador adyacente al inserto y que promueve la separación de la composición líquida. En esta modalidad del dispositivo atomizador en aerosol el dispositivo de separación de preferencia comprende un disco circular que tiene por lo general ranuras que se extienden radialmente en una superficie que se conecta con un orificio que a su vez se conecta con el orificio en el inserto en el accionador . El inserto del accionador en el dispositivo atomizador en aerosol podrá formarse a partir de un material conductor, aislante, semiconductor o disipador de estática. Haciendo uso de los factores arriba mencionados, es posible asegurar que las pequeñas gotas producidas tienen un valor carga/masa de por lo menos +/- 1 x 10"4 c/kg y, como consecuencia, el rocío producido ocasiona que las pequeñas gotas se desplacen más y cubran un área más amplia que en el caso convencional. Además, a causa de su elevada carga, las pequeñas gotas son fácilmente atraídas a
P1740/99MX cualquier otra partícula. Así, ellas fácilmente se unen a partículas transportadas por el aire o a otros objetos (por ejemplo, insectos voladores) . Algunos de los factores anteriormente mencionados que influyen en la carga desarrollada en las pequeñas gotas también tienen el efecto de reducir la velocidad del flujo del líquido. Sin embargo, equilibrando con cuidado los factores, se pueden lograr fácilmente valores carga/masa de por lo menos +/- 1 x 10"4 c/kg y velocidades de flujo del líquido de por lo menos 0.5 gramos por segundo (y de preferencia por lo menos 1 gramo por segundo y con mayor preferencia 2 gramos por segundo), según se describe en la presente. Las pequeñas gotas de . líquido rociadas a partir del dispositivo atomizador en aerosol por lo general tendrán un intervalo de tamaños de gota promedio entre 5 y 100 micrómetros, con un máximo de pequeñas gotas de aproximadamente 40 micrómetros. El direccionamiento mejorado de las pequeñas gotas de una composición insecticida hacia los insectos voladores es probable que ofrezcan dos ventajas importantes con respecto a los sistemas convencionales. Primero, la velocidad de derribe es probable que se mejore ya que realmente se deposita más insecticida en cada insecto en un período de tiempo dado. Segundo, las velocidades de derribe o caída actuales podrán mantenerse con un nivel menor
pn?n;ß <w?v de ingrediente activo en el producto insecticida. Para que la invención se comprenda más fácilmente se hará referencia a los dibujos que la acompañan, en los cuales: la Figura 1 es una sección transversal diagramática a través de un dispositivo atomizador en aerosol que expresa la invención; la Figura 2 es una sección transversal a través del ensamblado de válvula de la Figura 1 que ilustra algunos de los componentes con mayor detalle; la Figura 3 es una sección transversal a través del inserto accionador del ensamblado de la Figura 1 ; la Figura 4 es una vista lateral esquemática de una parte del inserto accionador a mayor escala que ilustra el principio de la carga de doble capaila Figura 5 es una vista de extremo desde la parte de afuera del orificio en el inserto accionador que ilustra varias configuraciones alternativas; las Figuras 6.1 a 6.9 muestran diferentes configuraciones de la perforación de la cabeza atomizadora que se muestra en la Figura 3 cuando se observa en la dirección A; las Figuras 7.1 a 7.30 muestran además diferentes configuraciones de la perforación de la cabeza atomizadora que se muestra en la Figura 3 cuando se observa en la dirección A; la Figura 8 muestra una primera
P1740/99MX configuración de la cámara de remolino de la cabeza atomizadora que se muestra en la Figura 3 cuando se observa en la dirección B; las Figuras 9.1 a 9.8 muestran diferentes configuraciones de la cámara de remolino de la cabeza atomizadora de la Figura 3 cuando se observa en la dirección B; La Figura 10A es una vista de extremo parcialmente en sección a una escala amplificada de una versión alternativa de un accionador que muestra el inserto y un dispositivo de separación mecánica; la Figura 10B es una vista de extremo del dispositivo de separación mecánica que se ilustra en la Figura 8A. la Figura 11 es un diagrama que ilustra el volumen de un insecticida que cae en moscas atadas; la Figura 12 es una gráfica que ilustra cómo se aumenta el derribe o caída de moscas por medio de insecticida a medida que se aumenta la carga en las pequeñas gotas de insecticida y la Figura 13 es una gráfica que ilustra cómo se aumenta el derribe de moscas utilizando un atomizador en aerosol con una cabeza atomizadora igual a la que se ilustra en la Figura 7.1, en comparación con una perforación circular que da la misma velocidad de atomización. Con referencia a las Figuras 1 y 2, se muestra un aparato atomizador según la invención, de
P1740/99MX tipo aerosol. Comprende una lata 1, formada de aluminio o lámina de estaño con laca o sin laca o lo semejante de la forma convencional, que define un depósito 2 para un líquido 3 que tiene una conductividad tal que las pequeñas gotas del líquido pueden portar una carga electrostática. También está ubicado en la lata un gas a presión que tiene la capacidad de hacer que el líquido 3 salga de la lata
I por un sistema de conductos que comprenden un tubo de inmersión 4 y un ensamblado de válvula y accionador 5. El tubo de inmersión 4 incluye un extremo 6 que termina en una parte periférica inferior de la lata 1 y otro extremo 7 que está conectado a una pieza de cola 8 del ensamblado de la válvula. La pieza de cola 8 está sujeta por un ensamblado de montaje 9 ajustado en una abertura en la parte superior de la lata e incluye una porción inferior 10 que define un orificio de pieza de cola
II al cual está conectado el extremo 7 del tubo de inmersión 4. La pieza de cola incluye una perforación
12 de diámetro relativamente angosto en la porción inferior 11 y un diámetro relativamente más amplio en su porción superior 13. El ensamblado de la válvula también incluye un tubo de vastago 14 montado dentro de la perforación 12 de la pieza de cola y dispuesto para que se desplace axialmente dentro de la perforación 12 en contra de la acción del resorte 15. El vastago de válvula 14 incluye una perforación
P1740/99MX interna 16 que tiene una o más aberturas laterales (perforaciones del vastago) 17 (ver Figura 2). El ensamblado de la válvula incluye un accionador 18 que tiene una perforación central 19 que acomoda el vastago de válvula 14 de manera que la perforación 16 del tubo de vastago 14 esté en comunicación con la perforación 19 del accionador. Un pasaje 20 en el accionador que se extiende perpendicularmente a la perforación 19 conecta la perforación 19 con un hueco que incluye un poste 21 en el cual está montada una cabeza atomizadora en la forma de un inserto 22 que incluye una perforación 23 que está en comunicación con el pasaje 20. Entre la superficie exterior del vastago de la válvula 14 está provisto un anillo 24 de material elastomérico y generalmente este anillo sellador cierra la abertura lateral 17 en el vastago de válvula 14. La construcción del ensamblado de la válvula es tal que cuando el accionador 18 se oprime manualmente, impulsa al vastago de válvula 14 hacia abajo contra la acción del resorte 15 como se muestra en la Figura 2 de manera que el anillo sellador 24 ya no cierre la abertura lateral 17. En esta disposición, está provista una trayectoria desde el depósito 2 hasta la perforación 23 de la cabeza atomizadora de manera que se puede empujar el líquido bajo la presión del gas en la lata, hasta la cabeza atomizadora por un sistema de conductos que
P1740/99MX comprenden el tubo de inmersión 4, la perforación de la pieza de cola 12, la perforación del vastago de válvula 16, la perforación del accionador 19 y el pasaje 20. Esta provisto un orificio 27 (que no se muestra en la Figura 1) en la pared de la pieza de cola 8 y constituye una toma de fase de vapor por medio de la cual la presión del gas en el depósito 2 puede actuar directamente en el líquido que fluye a través del ensamblado de válvula. Esto aumenta la turbulencia del líquido. Se ha encontrado que se suministra una carga aumentada si el diámetro del orificio 27 es por lo menos de 0.76mm. De preferencia, la abertura lateral 17 que conecta la perforación del vastago de válvula 16 a la perforación de la pieza de cola 12 está en forma de 2 orificios con un diámetro cada uno no mayor a 0.51mm para aumentar la generación de carga electrostática. Además, el diámetro del tubo de inmersión 4 es de preferencia tan pequeño como sea posible, por ejemplo, de 1.2mm, para aumentar la carga impartida al líquido. También, se aumenta la generación de carga si el diámetro del orificio de la pieza de cola 11 es tan pequeño como sea posible, por ejemplo, no mayor a aproximadamente O.dmm. Ahora con referencia a la Figura 3 , se muestra en escala amplificada, una sección transversal a través del inserto accionador del
P1740/99MX aparato de las Figuras 1 y 2. Con referencia a la Figura 4, a medida que el líquido 3 fluye a través del canal 20, se presenta la carga de doble capa en el líquido 3 y en el cuerpo circundante 25. La carga de una polaridad se acumula en el líquido y la carga de polaridad opuesta se acumula en el cuerpo 25. Éste es el principio de la carga de doble capa. A medida que el líquido emerge de la perforación 23 la carga en el líquido 3 se separa o se corta de la carga del cuerpo 25. Al emerger del orificio el líquido es convertido en pequeñas gotas 26 y cada una de estas pequeñas gotas está cargado con una polaridad según la separación de carga que se presenta. La magnitud de la carga en las pequeñas gotas de líquido 26 se puede modificar a medida que emergen de la perforación 23 variando los parámetros de algunos de los componentes en el dispositivo atomizador en aerosol según se describieron arriba. Por ejemplo, el tubo de inmersión 4 puede tener un diámetro interno entre 1.27 mm y 3.00 mm y podrá estar construido de un material polimérico como polietileno o polipropileno. El orificio de la pieza de cola 11 de preferencia tiene un diámetro alrededor de 0.64 mm, pero podrá ser más grande o más pequeño. Se prefiere un diámetro más pequeño en el orificio de la pieza de cola a uno mayor. Las aberturas laterales 17 de preferencia
P1740/99MX tienen diámetros en el intervalo entre 0.51 mm y 0.61 mm, pero podrán ser más grandes o más pequeños . Se prefiere un número pequeño de aberturas laterales 17, alrededor de dos o tres, aunque puede estar presente cualquier número de aberturas laterales . La toma para la fase vapor 27 de preferencia tiene un diámetro en el intervalo entre 0.76 mm y 1.17 mm, pero alternativamente puede ser de cualquier tamaño pero estar ausente del todo. Es preferible un diámetro grande de la toma para al fase de vapor que uno pequeño . Los parámetros del accionador 18 también son importantes. El inserto accionador 22 puede estar hecho de cualquier material polimérico, como acetal, poliéster, cloruro de polivinilo (PVC), nylon o polipropileno. La perforación de salida de preferencia tiene un diámetro en el intervalo entre 0.3 mm y 0.9 mm, pero puede tener cualquier tamaño. La forma de la perforación 23 es muy importante. En tipos conocidos de dispositivos atomizadores en aerosol el orificio es circular. Se ha encontrado que haciendo el orificio no circular, se aumenta la relación de carga a masa de las pequeñas gotas de líquido emitidas a partir del dispositivo atomizador en aerosol. Un orificio de este tipo aumenta el área superficial de contacto entre el líquido y las superficies internas del inserto 22 (ver Figura 4) . Esto aumenta la carga de
P1740/99MX la doble capa y la separación de carga que se da entre el líquido 3 y las superficies del inserto 22 (ver Figura 4) . Un orificio no redondo podrá tener, por ejemplo, la forma de una estrella o de una cruz o podrá comprender cualquier otro número de canales. Los canales podrán tener extremos de salida punteados, redondeados o cuadrados y deben ser de un ancho mínimo que está determinado por el tamaño del canal más angosto que necesita una formulación líquida típica para atomizarse con éxito a través del dispositivo atomizador en aerosol. La Figura 5 ilustra varias configuraciones diferentes para la perforación 23. Un ejemplo de una perforación lobular, es una forma de cuatro lóbulos, de 0.46 mm en dimensión máxima, cada lóbulo está formado de un semicírculo con un radio de 0.115 mm. Esta perforación está ilustrada en la Figura 5 (a) . La perforación que se describe tiene la misma área de sección transversal que una perforación redonda de 0.205 mm de radio, pero el perímetro es 14% mayor y la relación L/a en donde L se mide en mm y a se mide en mm2 es mayor a 11. Se logra una relación de carga a masa mayor cuando la formulación líquida de un atomizador de insecticida doméstico se atomiza a través del inserto a partir de un dispositivo atomizador en aerosol. Por ejemplo, cuando se usa el insecticida en aerosol doméstico "Mortein Ultra Low Allergenic" (Fabricado por Reckitt and Colman,
P1740/99MX Australia) la relación de carga a masa se aumenta desde -5.7 x 10"5 c/kg con el inserto de orificio redondo de 0.41 mm de diámetro hasta -1.8 x 10"4 c/kg con el inserto de cuatro lóbulos de 0.46 mm ilustrado en la Figura 5 (a) . Se apreciará que la longitud de los pasajes en la perforación 23 a través de la que pasa el líquido es pequeña en comparación con el perímetro del orificio. La Figura 5 (b) ilustra dos orificios de tamaño diferente para el inserto accionador, cada uno de los cuales tiene tres canales rectangulares igualmente separados para aumentar el perímetro del área de contacto entre el líquido cargado y la superficie interna de la perforación. La Figura 5(c) ilustra dos perforaciones de tamaños diferentes cada una de las cuales tiene cuatro canales rectangulares igualmente separados. La Figura 5 (d) ilustra una sola perforación que tiene cuatro canales circulares igualmente separados. Según las modalidades preferidas de la invención, la perforación 23 tiene una de una pluralidad de configuraciones particulares. Se muestran ejemplos de dichas perforaciones en las Figuras 6.1 a 6.9 y en las Figuras 7.1 a 7.30. En estas figuras, las aberturas de la perforación se indican por los números de referencia 31 y las porciones que definen la abertura de la perforación se indican por el número de referencia 30. En cada caso la longitud periférica
P1740/99MX total de las porciones que definen la abertura en la salida de la perforación se indica por L en mm y a en mm2 es el área total de la abertura en la salida de la perforación y los valores para L y para a son según se indican en las figuras. En la mayoría de los casos, L/a excede a 10 y se ha encontrado que esta condición es particularmente conducente al desarrollo de la carga porque significa un área de contacto incrementada entre la cabeza atomizadora y el líquido que pasa por allí. Se puede observar que es posible adoptar muchas configuraciones diferentes para producir una relación L/a elevada sin que el área de sección transversal a se reduzca a un valor que permitiría solamente velocidades de flujo de líquido bajas. De esta manera, por ejemplo, es posible utilizar configuraciones de perforación de cabeza atomizadora
(i) en donde la salida de la perforación comprende una pluralidad de aberturas tipo segmento (con o sin abertura central) tal como se ilustra en las Figuras 6.1 a 6.7; Figuras 7.1 a 7.5; y Figuras 7.12, 7.15, 7.16, 7.17, 7.19, 7.20, 7.25 y 7.30; (ii) en donde el compartimiento de salida es una pluralidad de aberturas tipo sector tal como se ilustra en las Figuras 7.6 a 7.8 y en la Figura 7.13; (iii) en donde las aberturas juntas forman una salida en la forma de un enrejado o rejilla tal como se ilustra en las Figuras 7.9 a 7.11 y 7.22; (iv) en donde la salida es
P1740/99MX por lo general cruciforme tal como se ilustra en las Figuras 6.8 y 6.9, Figuras 7.21, 7.28 y 7.29; (v) en donde las aberturas juntas definen una salida en la forma de anillos concéntricos tal como se ilustra en la Figura 7.14; y combinaciones de estas configuraciones tal como se ilustra en las Figuras 7.18, 7.21, 7.24, 7.27, 7.28 y 7.29. Particularmente preferidas son las configuraciones de la cabeza atomizadora en donde una porción tipo lengüeta sobresale en la corriente de flujo del líquido por lo que puede hacerla vibrar tal como se ilustra en las Figuras 7.10, 7.13, 7.14, 7.23 y 7.26. Esta propiedad de vibración podrá aumentar la carga eléctrica debido a la disipación de carga proveniente de las dobles capas eléctricas en la masa del líquido. Ahora con referencia a la Figura 8, se muestra una vista en planta de una configuración posible de cámara de remolino 35 de la cabeza atomizadora 22. La cámara de remolino incluye 4 canales laterales 36 igualmente separados y tangenciales a un área central 37 que rodea la perforación 23. En uso, el líquido conducido desde el depósito 2 por el gas a presión se desplaza a lo largo del pasaje 20 y choca con los canales 36 normales al eje longitudinal de los canales. La disposición de los canales es tal que el líquido tiende a seguir un movimiento circular antes de entrar al área central 37 y de allí a la perforación
P1740/99MX 23. Como consecuencia, el líquido se somete a turbulencia considerable que aumenta la carga electrostática en el líquido. La Figura 9 ilustra diferentes configuraciones para la cámara de remolino 35. En cada caso, la cámara de remolino incluye dos o más canales laterales 36 para alimentar el líquido tangencialmente al área central 37 e impartir turbulencia al líquido que fluye por allí. Las Figuras 10A y 10B ilustran un dispositivo de separación mecánica 41 que podrá utilizarse en combinación con el inserto 22 para aumentar la carga en las pequeñas gotas de líquido. El dispositivo se ilustra en la Figura 10B y comprende un disco circular 42 que tiene un orificio central 43 y cuatro ranuras 44 en una superficie. Las ranuras 44 son curvas y se extienden por lo general radialmente tal como se ilustra y se conectan con el orificio central 43. Puede haber cualquier número de ranuras 44 y el orificio 43 puede que no esté colocado exactamente en forma central . La Figura 10A ilustra una versión alternativa de un accionador que incluye el dispositivo de separación 41. El canal 23 está conectado a una cámara anular 45 con una protuberancia central 46 que tiene una cara frontal 47. El dispositivo de separación 41 está unido a la superficie interna del inserto 22 con sus ranuras 44
P1740/99MX que se extienden radialmente orientadas hacia la protuberancia 46. El líquido 40 que pasa a lo largo del canal 20 entra en la cámara anular 45 alrededor de la protuberancia 46 y después sigue radialmente hacia adentro de la cara frontal 47. Haciendo esto pasa sobre la cara del dispositivo de separación que está formado con las ranuras 44 que se extienden radialmente y fluye por las ranuras. Esto ocasiona la separación del líquido y aumenta la carga en el mismo. El líquido adicionalmente cargado fluye a través del orificio 43 en el dispositivo 41 en el orificio 23 en el inserto 24. En una modalidad de la invención la relación de carga a masa de las pequeñas gotas de líquido de un producto insecticida "Mortein Ultra Low Allergenic" (Reckitt and Colman, Australia) atomizado a partir de un dispositivo atomizador en aerosol se aumentó desde -3 x 10~5 c/kg hasta -3 x 10"4 c/kg utilizando un dispositivo de separación mecánica tal como se ilustra en la Figura 10A y 10B con un orificio 23 que tiene una estructura lobular tal como se ilustra en la Figura 5a y como se describe arriba. Esto fue junto con otros componentes del dispositivo atomizador que tiene los siguientes parámetros: un tubo de inmersión de polietileno 4 de 3.00 mm de diámetro, un orificio de pieza de cola 11 de 1.27 mm de diámetro, cuatro aberturas laterales 17 de 0.61 mm de diámetro y un orificio de la toma de vapor 27 de
P1740/99MX 0.76 mm de diámetro. La presente invención se describirá adicionalmente haciendo referencia a los siguientes
Ejemplos que ilustran cómo un aumento en la carga de las pequeñas gotas de líquido conduce a un direccionamiento aumentado de insectos voladores.
Ejemplo 1 Se diseñó una prueba fluorométrica . Moscas Ca.lliph.ora erythrocephala fueron recién exterminadas mediante congelamiento por una hora. Después se retiraron del congelador y se dejaron por dos horas para llegar otra vez a temperatura ambiente. Cada mosca se pesó y se prendió en una varilla de nylon mediante un alfiler entomológico fino (E3) pasando a través del lado del tórax. Una lata atomizadora en aerosol de insecticida Mortein Ultra Low Allergenic (Reckitt & Colman, Australia), con 0.5% de "fluoresceína" (Amarillo Ácido 73, Aldrich) adicionada a la formulación, se pesó, se agitó bien y se colocó a una distancia de 1.8 metros de la mosca en un soporte de plástico eléctricamente aislado. La lata se alineó de manera la moca fue colocada centralmente en la corriente de pequeñas gotas del producto que pudo atomizarse de la lata atomizadora en aerosol . Un rocío de dos segundos de pequeñas gotas del producto se emitió sobre la mosca. La mosca se
P1740/99MX retiró inmediatamente del alfiler y se colocó en un vial que contenía 5 ml de solución amortiguadora de fosfato en frío (pH 6.8, Na2HP04 + NaH2P04H20 0.1 M) . La lata se volvió a pesar para calcular la cantidad de producto emitido durante el experimento. El vial que contenía la mosca se selló, se agitó y se almacenó en frío, en condiciones de oscuridad por 24 horas, después de lo cual la mosca se retiró suavemente con pinzas secas y limpias . El vial de la solución amortiguadora que contenía el indicador fluorescente lavado de la mosca se guardó en la oscuridad y en frío en el refrigerador hasta que se pudo llevar a cabo el análisis. Se realizaron de esta manera once operaciones por duplicado para el producto insecticida en aerosol estándar. El nivel de carga en las pequeñas gotas emitidas a partir de la lata atomizadora en aerosol se elevó entonces artificialmente hasta un nivel de relación de carga a masa de aproximadamente 1 x 10"4 c/kg aplicando un voltaje a la junta de la lata a partir de una fuente de alto voltaje. El experimento arriba descrito se repitió 15 veces aplicando -lOkV a la lata y después 12 veces aplicando +10kV a la lata. Para realizar el análisis de los contenidos de los viales se tomó de cada vial una alícuota de 3 ml y se determinó el volumen del indicador fluorescente en la solución mediante análisis en un fluorómetro Perkin-Elmer LS3-R que funcionó a 490 nm
P1740/99MX de longitud de onda de excitación y 515 nm de longitud de onda de emisión. El fluorómetro se calibró con una muestra de solución amortiguadora en la que se había colocado por 24 horas una mosca sin rociar. Se obtuvo una curva de calibración patrón aplicando cantidades conocidas de formulación insecticida a una mosca por medio de un microaplicador y colocando la mosca en 5 ml de la solución amortiguadora por 24 horas. Los resultados medios del análisis se dan en la Figura 11 y muestran que elevando la relación de carga a masa del producto insecticida de -3 x 10~5 c/kg a -2 x 10~4 c/kg (al aplicar -10 kV a la lata atomizadora en aerosol) aumenta el volumen medio del producto que se deposita en una mosca de 0.34 µl a 0.47 µl , un aumento de 35%. Del mismo modo, cuando la relación de carga a masa se eleva a +3 x 10"4 c/kg (al aplicar + 10 kV a la lata atomizadora en aerosol) el volumen medio del producto insecticida que se deposita en la mosca se eleva a 0.40 µl , un aumento de 18%. Los resultados como se ilustra en la Figura 11, muestran niveles de confianza de 95%. La relación de carga a masa en las pequeñas gotas de insecticida pueden alternativamente ser elevadas por modificaciones a los componentes del dispositivo atomizador en aerosol según la invención. Se puede lograr una relación media de carga a masa de
P1740/99MX -3 x 10" c/kg en el insecticida Mortein Ultra Low Allergenic (Reckitt & Colman, Australia) cuando el accionador estándar se reemplaza con un accionador de estilo similar compuesto de un orificio de inserto de 0.46 mm con un dispositivo de separación mecánica en la superficie interna tal como se describe con referencia a las Figuras 10A y 10B. El accionador estándar es un accionador de rocío con tapa de dos piezas sin un inserto. Esta relación de carga a masa es suficiente para efectuar el 38% de aumento en direccionamiento demostrado por la aplicación de la carga directamente a la junta de la lata.
EJEMPLO 2 Derribe aumentado de Musca domestica Se hicieron experimentos de derribe en una cámara de vuelo Británica de tamaño estándar con dimensiones de 400 cm de largo por 290 cm de ancho por 250 cm de alto. La cámara se iluminó de manera uniforme con luces fluorescentes y se mantuvo a una temperatura de 22.0 +_ 3.0°C. Se utilizaron para todas las pruebas 25 machos y 25 hembras de moscas Musca domes ti ca de entre 3 y 7 días post-emergencia . Una lata atomizadora en aerosol de insecticida doméstico se colocó en un soporte de plástico eléctricamente aislado con un tornillo de latón que hace contacto con un área de la lata de la cual se ha eliminado la pintura. El producto insecticida se rocío por 1 + 0.1
P1740/99MX segundos oprimiendo una palanca del soporte de la lata. Después de un período de 1 segundo las moscas se liberaron en la pluma del insecticida a una distancia de 180 cm de la lata. El número de moscas incapaces de movimientos coordinados se contaron a los 0.5, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 4.0, 6.0, 8.0 y 12.0 minutos después de la atomización del insecticida. Se realizaron un mínimo de 5 repeticiones para cada variante. Los resultados se reunieron y se analizaron mediante análisis probit para dar un valor KDT50 (tiempo para derribar 50% de las moscas) . El producto insecticida utilizado para estos experimentos fue 'Black Flag' (Reckitt and Colman Productos, Australia). Se investigaron dos tratamientos, éstos fueron el efecto del insecticida en aerosol normal y el mismo insecticida en aerosol con una aplicación de -10 kV a la lata. El producto estándar tiene una relación de carga a masa de aproximadamente -1 x 10~8 c/kg, mientras que aplicando -10 kV a la lata durante la atomización ésta se elevó a -1 x 10"4 c/kg. El alto voltaje se aplicó en la misma forma que se describió en el ejemplo anterior. Las repeticiones se realizaron para ambos tratamientos. Los resultados se muestran en la Figura 12. La gráfica de la Figura 12 muestra que las pequeñas gotas de líquido de insecticida Black Flag con una relación de carga a masa aumentada tiene una
P1740/99 X velocidad más rápida de derribe que el producto estándar. El análisis probit para el producto estándar da KDT50 como 2 minutos 22 segundos y 1 minuto 41 segundos para el producto con carga aumentada . Aunque la invención se ha descrito arriba específicamente como aplicada a un insecticida líquido en una lata de aerosol, la invención igualmente se puede utilizar con otros productos insecticidas como una pasta fluida o una emulsión.
EJEMPLO 3 Se preparó una composición insecticida a partir de los siguientes componentes:
La composición se introdujo en latas de aerosol de hojalata que tienen ensamblados de válvula que comprenden un tubo de inmersión de polietileno de 3.00 mm, orificio del alojamiento de 1.27 mm, toma de la fase de vapor de 0.64 mm y perforaciones del vastago de 2 x 0.61 mm. Se compararon dos
P1740/99MX atomizadores, uno con un accionador de una sola pieza con un orificio circular de 0.85 mm de diámetro y uno con un accionador tipo botón de dos piezas con un inserto tal como se muestra en la Figura 7.1 de los dibujos adjuntos. Las características del rocío logrado con los dos accionadores fueron muy similares. La relación de carga a masa de la formulación insecticida lograda con el orificio circular de 0.85 mm fue de -2.52 x 10"5 c/kg y con el orificio de la Figura 7.1 la relación de carga a masa fue de -1.06 x 10"4 c/kg. El derribe y mortalidad de las moscas domésticas, Musca domes tica , se comparó para las dos variables del insecticida, de conformidad con el protocolo de atomizado en el espacio del CERIT
(Centro para Investigación Entomológica y Tecnología de Insecticidas) CE/HF-HM/FIK 1.0 01/08/96. El protocolo de atomizado en el espacio se diseñó para simular el uso de insecticidas envasados a presión domésticos en los que la habitación se rocía en general, más que dirigirse a los insectos. Una microcomputadora controló las funciones clave del procedimiento, entre las que se incluyen calibración y atomizado de las latas, liberación de insectos, cronometraje de la cuenta de derribes, agotamiento de la cámara y almacenamiento de datos. La cámara de prueba fue de 3.82 m de longitud, 3.33 m de ancho y 2.47 de altura y el
P1740/99MX tercio inferior de las paredes tenía una pendiente hacia adentro para reducir el área del piso en el cual los insectos cayeron. Cada repetición utilizó por lo menos 50 moscas domésticas sanas, Musca domes ti ca , de 3 a 7 días post-emergencia y de una relación de sexos mixta (aproximadamente 1:1). La velocidad de suministro de cada despachador se calibró accionando durante aproximadamente 2 segundos y dividiendo la masa rociada durante este período entre la duración precisa de la atomización. Esta operación se controló automáticamente por medio de la computadora. El despachador se colocó en la cámara de prueba, adyacente a la puerta y centralmente con respecto al ancho de la habitación. El accionador del despachador estaba a 220 mm de la pared y a 700 mm del techo. Los insectos se liberaron a partir de una ubicación central con respecto al ancho de la cámara, 0.7 arriba del piso y 3.0 m enfrente del accionador del despachador. Se atomizaron 2.0 _+ 0.2 gramos de formulación insecticida en la habitación y las moscas se liberaron a los 10.0 +_ 0.1 segundos después del término de la atomización. Desde afuera de la cámara de prueba se evalúo el derribe en forma visual a través de una ventana de observación, a los 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 12, 16 y 20 minutos. El operador no entró en la cámara durante el experimento. Se realizaron un mínimo de 5 repeticiones para cada variable. El orden
P1740/99 X de la prueba se aleatorizó. Después de cada prueba los insectos se colectaron cuidadosamente en las cámaras de recuperación. Los insectos que habían caído se barrieron suavemente utilizando un cepillo suave, mientras que cualquier insecto que todavía estaba en vuelo se atrapó usando una red para mariposas. Las moscas se mantuvieron a 25.0 _+ 2.0° por 24 horas y se abastecieron con alimento y agua. Después de este tiempo se registró la mortalidad. La cámara de prueba se evacuó después de cada prueba por lo menos 15 minutos mediante aire bombeado por un respiradero de techo a aproximadamente 10 metros cúbicos por minuto. Para verificar la contaminación de la cámara de prueba se realizó una prueba de control posterior a la prueba final de cada día. Esto se llevó a cabo por repetición del procedimiento de arriba sin atomizar ningún insecticida en aerosol dentro de la cámara. Se consideró que la habitación estaba contaminada si más de 10% de insectos fueron derribados al término de la prueba y en este caso se descartaron todos los resultados realizados durante el día. Posteriormente la cámara se limpió y se volvió a probar para detectar contaminación. Los resultados de cualquier prueba individual también se descartaron si se excedió la cantidad especificada de la formulación. Los resultados se muestran en la Figura 13 y
P1740/99MX están basados en el promedio de 5 repeticiones. Estos resultados indican que la caída de las moscas se aumenta cuando la relación de carga a masa de las pequeñas gotas de insecticida es -1.06 x 10~4 c/kg en comparación con -2.52 x 10"5 c/kg. El análisis probit da el KDT50 para el insecticida con una relación de carga a masa de -2.52 x 10"5 c/kg como 701 segundos y la KDT50 para el insecticida con una relación de carga a masa de -1.06 x 10"4 c/kg como 465 segundos. El análisis paramétrico de la media de KDT50 muestra que la caída más rápida del insecticida con carga elevada es bastante significativa estadísticamente.
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