Fabricante: Alferedo Jorge Bertolotti

CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIONES
AGROPECUARIAS.
CENTRO DE AGROINDUSTRIAS
INSTITUTO DE INGENIERÍA RURAL.
ÁREA DE IMPLANTACIÓN, MANTENIMIENTO Y
DEFENSA DE CULTIVOS
ENSAYO DE PRESTACIONES DE PASTILLAS
PULVERIZADORAS BERTOLOTTI 80 SF 02
Junio 2003
1
ENSAYO DE PASTILLAS DE PULVERIZACIÓN.
1) DATOS DEL FABRICANTE
Fabricante: Alfredo Jorge Bertolotti. Hipólito Irigoyen 290. Villa Carlos Paz. Córdoba. Argentina.
Tel/Fax: 03541-423695. E mail: bertolottipulverizació[email protected]
2) CARACTERÍSTICAS DE LAS PASTILLAS
Origen: Argentina.
Denominación: 80–SF-02
Ángulo de pulverización declarado: 80º
Caudal de pulverización declarado: 0,800 Lts min-1 a 3 bar de presión (3.06 kg cm-2).
Material de construcción (cuerpo / inserto): Poliacetal (Resina acetálica).
Funcionamiento: Abanico plano convencional para aplicaciones en cobertura total.
Código de colores: Según ISO 10625
Figura 1: Pastillas ensayadas
3) MATERIALES Y MÉTODOS
3.1) DETERMINACIÓN DE LA UNIFORMIDAD DEL CAUDAL
Las pastillas analizadas corresponden a los modelos de 80 grados de ángulo de abanico y 0,8 lts
min-1. de caudal. Sobre la muestra (40 unidades) se tomaron 20 pastillas y se efectuaron tres
repeticiones del caudal erogado, trabajando a 3,0 bar de presión.
2
El banco donde fue realizado el ensayo posee una bomba centrífuga de 120 litros min -1 con
válvulas reguladoras y transductor de presión con resolución de 0.1 bar. La determinación del
volumen se realizó por gravimetría por medio de una balanza electrónica con precisión de +/- 0.1
gramo, mientras que la variable tiempo fue cuantificada con un cronómetro electrónico con
centésimas de segundo.
Figura 2: Banco de medición de caudal
3. 2) DETERMINACIÓN DE LA UNIFORMIDAD EN LA DISTRIBUCIÓN
El banco de distribución utilizado está construido en perfiles de aluminio bajo la Norma ISO
5682/1 con 60 canaletas y está provisto de un túnel de viento de 1 x 1.53 x 8 metros con un turbina,
que trabajando a la succión, permite obtener una velocidad del viento de 4.1 m s-1 (14.8 Km h-1) con
un turbulencia media del 3%.
La altura de pulverización fue de 0.5 m y la presión de trabajo de 3 bar.
Sobre el banco de distribución, pero sin la intervención de la turbina, se tomaron diez pastillas para
obtener los diagramas correspondientes. Fueron evaluados los patrones de distribución frontal y
lateral de las pastillas.
3
Figuras 3 y 4: Elaboración del diagrama de distribución
A fin de determinar la existencia o no de diferencias estadísticamente significativas entre los
patrones de distribución de las pastillas, se utilizó el test no paramétrico de Wilcoxon.
En esta prueba las comparaciones se realizan de a pares, efectuando la diferencia entre el
volumen de líquido recogido en cada canaleta del banco de ensayo con una pastilla dada y, el
correspondiente a la distribución promedio del modelo. La hipótesis nula (H 0), contempla la igualdad
de las distribuciones contrastadas, por lo que la disparidad observada entre las mismas se atribuye al
azar. Si esto es cierto, la sumatoria de resultados positivos debería ser aproximadamente igual a la de
los negativos. Entonces, la variable pivotal calculada (z) alcanza un valor absoluto cercano a cero.
4
En cambio, si las distribuciones obtenidas con distintas pastillas presentan variaciones
importantes, la magnitud de “z” se incrementa considerablemente. Resulta entonces improbable que
dicho valor se deba al azar, por lo cual se rechaza la hipótesis nula y se acepta la hipótesis alternativa
(H1) concluyendo que las distribuciones son significativamente diferentes.
El límite inferior de probabilidad establecido para aceptar la H0 fue del 5%.
También fue medido el ángulo de apertura frontal del abanico a 1, 3 y 5 bar de presión.
3.3) DETERMINACIÓN DEL DESGASTE
El banco de ensayo donde se realizó la prueba de desgaste es de diseño piramidal y está constituido
por cuatro cabezales con seis picos cada uno, una bomba de diafragma de tres pistones, un comando
volumétrico con manómetro de precisión y dos agitadores hidráulicos.
Figura 5: Banco de desgaste
Se empleó oxido de aluminio (corindón) como abrasivo, con una concentración de 20 g L -1.
Fueron realizadas dos tipos de pruebas:
3.2.1. Ensayo de desgaste de las pastillas Bertolotti 80 SF 02 a diferentes presiones.
En esta prueba se trabajo con presiones de 1 y 3 bar. A intervalos de 5 minutos, las pastillas
fueron retiradas del banco, efectuándose las determinaciones de caudal. Este procedimiento fue
repetido hasta concluir la prueba, en la cual se establecieron las variaciones en el caudal y en la
distribución lateral y frontal de las pastillas en función del tiempo.
3.2.2. Ensayo comparativo de desgaste.
Esta prueba tuvo una duración de 30 minutos y se realizó a una presión de 3 bar. En el banco
de ensayo fueron colocadas en forma simultánea las siguientes pastillas:
5
Bertolotti 80 SF 02
Sprays International 80 LD 030
Sprays International 80 SF 040
Sprays International 80 UF 015
Sprays International HC 010
Giuseppe Abbá V-10
Giuseppe Abbá V-12
Tecsi 11004
Arag 80015
Lurmark LP 015 F 110
Al finalizar el ensayo fueron determinadas las diferencias de caudal de cada pastilla respecto del
obtenido antes de iniciar la prueba y en los casos que resultó posible, las variaciones en la
distribución.
3.4) DETERMINACIÓN DEL TAMAÑO DE GOTA.
Las pulverizaciones se realizaron en un equipo spray boot, con una pastilla ubicada a 0,58 m del
blanco, trabajando a presiones de 3, 4 y 5 bar y a una velocidad de avance de 4,5 km h -1 (1,25 m s-1).
Alineadas en el centro del abanico, perpendiculares a su trayectoria y con un ángulo de 0° con
respecto a la horizontal, se ubicó una tarjeta de papel hidrosensible. Luego de realizarse la aplicación,
el material mencionado constituyó una muestra. Este procedimiento fue repetido tres veces.
Las tarjetas de papel hidrosensible fueron digitalizadas mediante un escáner ScanJet 3400 C HP con
una resolución de 1200 dpi. Para determinar el número DVM, el espectro de distribución de los
impactos y el grado de cobertura, se empleó el programa CIR 1.5 de T & C SRL.
6
4) RESULTADOS
4.1) UNIFORMIDAD DEL CAUDAL EROGADO POR LAS PASTILLAS
En la Tabla 1 se aprecian los resultados obtenidos en el ensayo de caudal. En la primer columna
se observa el número de identificación de las pastillas. En las tres siguientes, se encuentran los
caudales erogados por cada pastilla en las tres repeticiones. El caudal medio de cada pastilla está
indicado en la cuarta columna.
El caudal promedio de las veinte pastillas ensayadas a 3 bar de presión fue de 772.6 cm3 min-1,
con un desvío estándar de 28.8 cm3 min-1 y un coeficiente de variación del 3.7%.
La diferencia porcentual con el caudal teórico declarado por el fabricante a la misma presión (800
cm3 min-1 ) es de -3.43 %. El error de cada pastilla individual, respecto del mismo parámetro, se
expresa en la octava columna (Err. q teo.).
Si se consideran como aceptables a aquellas pastillas que se encuentran dentro de una tolerancia
de +/- 5 % del caudal teórico, según lo estipulado por la norma ISO 5286/1, el 50 % de las pastillas
quedarían descartadas (novena columna Err. q medio).
Si en cambio, la comparación de cada una de ellas se realiza respecto del caudal real entregado
por la muestra de veinte pastillas, el error disminuye sensiblemente y el porcentaje de descartadas se
reduce al 20 %.
La representación gráfica de lo mencionado precedentemente se encuentra en la Figura 6.
Figura 6: Caudales entregados por las pastillas
7
Pastilla
Repetición 1
Repetición 2
Repetición 3
Caudal medio
STD
Coef. Var.
Err. q teo.
Interv. q teo.
Err. q medio
Interv. q medio
n°
cm3 min-1
cm3 min-1
cm3 min-1
cm3 min-1
cm3 min-1
%
%
5%
%
5%
1
819.6
819.2
816.0
818.3
2.0
0.24
2.28
Aceptado
5.91
Descartado
2
766.4
764.4
772.2
767.7
4.1
0.53
-4.04
Aceptado
-0.64
Aceptado
3
754.0
758.2
758.8
757.0
2.6
0.35
-5.38
Descartado
-2.02
Aceptado
4
780.8
787.2
782.0
783.3
3.4
0.43
-2.08
Aceptado
1.39
Aceptado
5
721.2
724.8
723.6
723.2
1.8
0.25
-9.60
Descartado
-6.39
Descartado
6
756.2
756.4
754.0
755.5
1.3
0.18
-5.56
Descartado
-2.21
Aceptado
7
809.8
808.8
804.0
807.5
3.1
0.38
0.94
Aceptado
4.52
Aceptado
8
753.2
750.6
753.6
752.5
1.6
0.22
-5.94
Descartado
-2.60
Aceptado
9
804.4
797.6
803.2
801.7
3.6
0.45
0.22
Aceptado
3.77
Aceptado
10
754.2
760.8
762.4
759.1
4.3
0.57
-5.11
Descartado
-1.74
Aceptado
11
819.6
819.2
816.0
818.3
2.0
0.24
2.28
Aceptado
5.91
Descartado
12
766.4
764.4
772.2
767.7
4.1
0.53
-4.04
Aceptado
-0.64
Aceptado
13
754.0
758.2
758.8
757.0
2.6
0.35
-5.38
Descartado
-2.02
Aceptado
14
780.8
787.2
782.0
783.3
3.4
0.43
-2.08
Aceptado
1.39
Aceptado
15
721.2
724.8
723.6
723.2
1.8
0.25
-9.60
Descartado
-6.39
Descartado
16
756.2
756.4
754.0
755.5
1.3
0.18
-5.56
Descartado
-2.21
Aceptado
17
809.8
808.8
804.0
807.5
3.1
0.38
0.94
Aceptado
4.52
Aceptado
18
753.2
750.6
753.6
752.5
1.6
0.22
-5.94
Descartado
-2.60
Aceptado
19
804.4
797.6
803.2
801.7
3.6
0.45
0.22
Aceptado
3.77
Aceptado
20
754.2
760.8
762.4
759.1
4.3
0.57
-5.11
Descartado
-1.74
Aceptado
Tabla 1: Resultados de las determinaciones de caudal.
8
4. 2) UNIFORMIDAD DE DISTRIBUCIÓN
4.2.1) Diagrama de distribución frontal
En la tabla 2 se observan los valores obtenidos, para la distribución frontal, del test no
paramétrico de Wilcoxon. La probabilidad de que alguna pastilla difiera significativamente de la
distribución promedio en ningún caso alcanzó el valor crítico del 5 %.
A fin de visualizar estos resultados, en la figura 7 se encuentran representados el diagrama de
distribución promedio, la pastilla que más se asemejó a dicha distribución (pastilla n° 3) y la que
presentó mayor diferencia (pastilla n° 14).
En todos los casos analizados, la canaleta central es la n° 24.
Pastilla
Pares de
Sumatoria de resultados
Valor de "z"
Probabilidad
n°
observaciones
Negativos
Positivos
1
13
-56
35
-0.70
24.23
2
13
-41
50
-0.28
38.99
3
13
-42
49
-0.21
41.70
4
13
-39
52
-0.42
33.75
5
13
-55
36
-0.63
26.47
8
13
-32
59
-0.91
18.18
9
13
-60
31
-0.98
16.39
10
13
-38
53
-0.49
31.24
12
13
-33
58
-0.84
20.08
14
13
-30
61
-1.05
14.73
Ho (%)
Tabla 2: Resultados de las pruebas de Wilcoxon de uniformidad de distribución frontal.
9
Figura 7: Distribución frontal
4.2.2) Diagrama de distribución lateral
En la tabla 2 se observan los valores obtenidos, para la distribución lateral, del test no
paramétrico de Wilcoxon.
Pastilla
Pares de
Sumatoria de resultados
Valor de "z"
Probabilidad
n°
observaciones
Negativos
Positivos
1
7
-3
25
-1.77
3.80
2
7
-27
1
-2.11
1.73
3
7
-21
7
-1.10
13.59
4
7
-25
3
-1.77
3.80
5
7
-18
10
-0.59
27.71
8
7
-23
5
-1.44
7.54
9
7
-16
12
-0.25
39.99
10
7
-15
13
-0.08
46.63
12
7
-7
21
-1.10
13.59
14
7
-28
0
-2.28
1.12
Ho (%)
Tabla 3: Resultados de las pruebas de Wilcoxon de uniformidad de distribución lateral
10
Según esta prueba, cuatro de la diez pastillas arrojaron valores inferiores al umbral del 5%.
Al igual que en el caso de la distribución frontal, en la figura 8 se representan los resultados de la
distribución lateral promedio, la pastilla que más se asemejó a dicho parámetro ( pastilla n° 10) y la
que presentó mayores diferencias ( pastilla n° 14).
En todos los casos analizados, la canaleta central es la n° 17.
Figura 8: Distribución lateral
Presión
Angulo del
Diferencia respecto del
bar
abanico (grados)
obtenido a 3 bar (%)
1
75,0
-7.98
3
81.5
5
97.0
+19.02
Tabla 4: Angulo frontal del abanico en función de la presión de trabajo
11
4.3) PRUEBAS DE DESGASTE
4.2.1) Ensayo de desgaste de las pastillas Bertolotti 80 SF 02 a diferentes presiones.
En la figura 9 puede apreciarse la variación del caudal inicial de la pastilla en función del tiempo
de trabajo, con una suspensión de corindón a 1 y 3 bares de presión.
En el primer caso, luego de 120 minutos, la pastilla mantuvo el caudal original. A 3 bares, en
cambio, luego de 15 minutos de exposición, el promedio de las pastillas superó el límite determinado
en la Norma ISO 5682/1.
Figura 9: Variación del caudal en función del tiempo a 1 y 3 bar de presión
En las figura 10 se observa el patrón de distribución frontal obtenido al comenzar la prueba de
desgaste y luego de transcurridos 10 y 15 minutos. Pese a que en este último caso, había sido
superado el umbral de desgaste, la conformación del abanico no resultó alterada significativamente.
Algo similar fue notable con el patrón de distribución lateral (figura 11).
12
Figura 10: Comparación de los patrones de distribución frontal de las pastillas nuevas y con
distinto grado de desgaste
Figura 11: Comparación de los patrones de distribución lateral de las pastillas nuevas y al
finalizar el ensayo de desgaste a 3 bar.
4.2.2) Ensayo comparativo de desgaste
13
Figura 12:
14
Las pendientes de las rectas representadas en la figura de la página anterior, indican la
susceptibilidad al desgaste de las distintas pastillas. Las cuatro que se ubicaron en la parte inferior del
gráfico, fueron entonces las que presentaron mayor resistencia a la abrasión. Estas son Abba V12,
Bertolotti SF 80 02, Tecsi 110 04 y Spray International 80 SF 04.
De las cuatro pastillas mencionadas, la Bertolotti SF 80 02 es la de menor caudal. Es conocido el
hecho de que, a iguales condiciones operativas, las pastillas de menor caudal inicial se desgastan más
rápidamente. El hecho de que esta pastilla haya compartido posiciones de desgaste con otras que
entregan mayor volumen de líquido en la unidad de tiempo, es un claro indicador de su buen
rendimiento en este sentido. Otra pauta clara que refuerza lo mencionado anteriormente es que de las
cuatro pastillas citadas, fue la única que al finalizar el ensayo mantenía un diagrama de distribución
coherente, el cual se encuentra representado en la figura siguiente.
Figura 13: Comparación de los patrones de distribución lateral de las pastillas nuevas y al
finalizar el ensayo comparativo de 30 minutos
15
4.4) TAMAÑO DE GOTA
En las figuras 13 a 15 se encuentran representados los espectros de distribución de tamaños de
gotas obtenidos a 3, 4 y 5 bar. El diámetro volumétrico mediano obtenido a 3 bar (292,3 m) se
diferencia de manera notable con el numérico medio (86.7 m) indicando un amplio rango de tamaño
de gotas. Similares tendencias se observan a 4 y 5 bar, con diámetros numéricos medios de 78.7 y
73.3 m respectivamente.
Pese a la lógica reducción del DVM ocasionada por el incremento de la presión, el espectro de
tamaño de gotas no presentó cambios sustanciales ante la variación de este parámetro.
Bertolotti 8002 3 bar.
Distribución de tamaños.
62,57%
70
Cobertura: 294 impactos/cm 2
DVM: 292,3
% de gotas
60
50
40
30
20
10
11,56%
9,87%
5,85%
4,02%
151-200
201-250
2,97%
2,83%
251-300
301-800
0
0-50
51-100
101-150
Rango de tamaños (micrones)
Figura 14: Espectros de distribución de tamaños de gotas a 3 bar.
Bertolotti 8002 4 bar.
Distribución de tamaños.
62,80%
70
% de gotas
60
Cobertura: 371 impactos/cm
DVM: 273,2
50
2
40
30
20
10,47%
11,90%
10
6,37%
5,14%
1,49%
1,72%
151-200
201-250
251-300
301-800
0
0-50
51-100
101-150
Rango de tamaños (micrones)
Figura 15: Espectros de distribución de tamaños de gotas a 4 bar.
16
Bertolotti 8002 5 bar.
Distribución de tamaños.
58,41%
70
Cobertura: 380 impactos/cm2
DVM: 275,02
% de gotas
60
50
40
30
20
10
14,12%
12,18%
7,70%
2,82%
2,68%
2,09%
251-300
301-800
0
0-50
51-100
101-150
151-200
201-250
Rango de tamaños (micrones)
Figura 16: Espectros de distribución de tamaños de gotas a 5 bar.
17
5. CONSIDERACIONES FINALES
La presentación comercial de las pastillas en blister es apropiada. La tabla explicativa resulta de
fácil interpretación y suministra la información necesaria para el usuario.
El caudal real entregado por las pastillas es levemente inferior al declarado por el fabricante.
Aunque matemáticamente la diferencia es de sólo el 3,4 %, ésta fue suficiente para que la mitad de
las pastillas no ingresaran dentro del rango aceptado por la Norma ISO 5682/1 y que ninguna de ellas
superara el límite máximo permitido.
La uniformidad en el caudal real entregado por las distintas pastillas es aceptable. Se considera
que este parámetro puede ser mejorado perfeccionando el proceso de fabricación, de modo tal de
obtener una mayor similitud en la sección de los orificios.
La distribución frontal de las pastillas presenta un ángulo de apertura de abanico correcto y muy
buen nivel de uniformidad. La distribución lateral posee la simetría necesaria para lograr una correcta
superposición de los mismos.
El rendimiento observado en las pruebas de desgaste, es una característica destacable de estos
picos. Pese al incremento del caudal generado en estas pruebas, los patrones de distribución lateral y
frontal permanecieron relativamente constantes, indicando que podrían poseer buenas prestaciones,
más allá del período de vida útil esperable para pastillas de poliacetal de caudales similares.
Los espectros de tamaños de gotas, obtenidos a partir de las tarjetas hidrosensibles y del
software utilizado en este ensayo, presentan diámetros volumétricos medianos notablemente mayores
a los observados en pastillas convencionales 8002. Pese a ello, independientemente de la presión
utilizada, aproximadamente el 70 % del total de gotas posee un diámetro inferior a los 100 m.
18
Unidad ejecutora:
Instituto de Ingeniería Rural. INTA Castelar.
C.C. 25 cp 1712 Castelar, Bs. As.
Tel/fax; +54(011)4665-0450/0495.
E-mail: [email protected]
Área de Implantación, mantenimiento y defensa de cultivos.
Director:
Ing. Agr. Mario P. Bogliani.
Jefe de Área:
Ing. Agr. Omar Tesouro.
Integrantes del Área:
Lic. Adriana Fuica.
Ing. Agr. Jorge Smith.
Lic. Edgardo Martinez.
Ing. Agr. Gerardo Masiá.
Sr. Leonardo Venturelli.
Hurlingham, Junio de 2003.
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