*Parte da tese de doutorado em Engenharia Agrícola de Humberto Santiago
AUTORES
Humberto Santiago
Universidade Federal Viçosa, 36.510-000, Viçosa, MG, Brasil
Edney Leandro da Vitória
EUniversidade Federal do Espírito Santo, 29.932-510, São Mateus, ES, Brasil
A evaporação das gotas de calda é um dos principais fatores de perda em pulverizações aéreas. Gotas com alta vazão área/volume evaporam mais rapidamente ao serem lançadas na atmosfera, diminuindo a eficiência do tratamento fitossanitário. A deposição de defensivos agrícolas no alvo biológico raramente excede 50% em culturas anuais e 20% em culturas perenes, devido ao desconhecimento de técnicas otimizadas de aplicação (FRIEDRICH et al. 2021). Fatores climáticos influenciam diretamente a formação das gotas e o transporte atmosférico da calda, especialmente no que diz respeito à evaporação. A evaporação das gotas na atmosfera está intrinsecamente relacionada ao déficit de pressão de vapor (DPV), parâmetro que expressa a diferença entre a pressão de vapor de saturação e a pressão parcial de vapor real, dependendo de umidade relativa e temperatura do ar (RADONS et al. 2021). Para que ocorra evaporação, moléculas de água devem possuir energia cinética suficiente para superar as forças intermoleculares e romper a tensão superficial, permitindo que escapem para o ar. À medida que a umidade relativa diminui, a taxa de evaporação aumenta, pois o tempo de vida da gota é determinado pelo tempo total de evaporação. Consequentemente, com o aumento do DPV, há maior taxa de evaporação e redução no tempo de vida das gotas (WANG et al. 2020; VITÓRIA et al. 2022). Este estudo teve por objetivo quantificar as perdas por evaporação do spray em função do déficit de pressão de vapor (DPV) e da vazão de saída do atomizador, fornecendo parâmetros para ajustar condições de pulverização aérea de defensivos agrícolas.
Foram testados combinação de DPV (7,00; 11,07; 21,00; 30,98; 35,00 hPa) e vazão de calda (3,00; 3,58; 5,00; 6,42; 7,00 L min), avaliou-se a taxa de evaporação das gotas nas classes de diâmetro: < 100 µm; 100–150 µm; 150–200 µm; > 200 µm, além de Dv10, Dv50, Dv90, AR, perda real e perda potencial por evaporação. O delineamento experimental utilizado foi o composto central rotacional (DCCR) 2, com quatro pontos axiais e cinco repetições no ponto central, totalizando 13 tratamentos. Uma câmara climática foi construída e utilizada nos testes, possuindo dimensões internas de 2,00 × 1,50 × 1,50 m, com paredes de aço revestidas internamente por chapas de zinco e isoladas externamente com placas de isopor. Sensores de temperatura e umidade relativa (modelo VAISALA, precisão de 0,5% RH e 0,4 °C) foram instalados nas entradas e saídas da câmara, conectados a um microcontrolador Arduino acoplado a um ultrabook. Um ventilador axial de 0,70 m de diâmetro foi acoplado à tomada de força de um trator Massey Ferguson, com rotação controlada e registrada por tacômetro a laser. O ar foi canalizado por tubulação de 0,25 m de diâmetro, simulando o perfil de pulverização de uma aeronave Ipanema a 150 km h-1. A calda foi direcionada ao analisador de partículas a laser (Spraytech, Malvern Instruments Co.), posicionado a 0,30 m do atomizador, para obtenção do espectro de gotas em tempo real. O DPV foi determinado pela equação de Tetens, considerando temperatura e umidade relativa do ar antes e após a pulverização. Após 30 minutos de estabilização dos parâmetros psicrométricos, registraram-se temperatura e umidade para cada DPV. A câmara manteve-se estabilizada por 30 minutos em todos os DPVs.
O espectro de gotas mostrou que tanto a vazão quanto o DPV tiveram efeito linear positivo na maioria das classes de diâmetro, exceto na classe 150–200 µm, onde o DPV não influenciou a porcentagem de gotas. Aumentos na vazão resultaram em maior fragmentação, produzindo mais gotas pequenas, enquanto altos valores de DPV intensificaram a evaporação, deslocando as gotas para classes menores e tornando-as mais suscetíveis à deriva. Em gotas > 200 µm, o efeito da vazão foi mais pronunciado, pois essas gotas são menos afetadas pela redução de diâmetro por evaporação (Figura 1).
Os parâmetros Dv10, Dv50, Dv90 e AR indicaram que, apesar da redução de diâmetro causada pela evaporação, os valores de Dv permaneceram relativamente estáveis, pois gotas menores evaporadas migraram para classes mais finas. A vazão aumentou o número de gotas em cada classe, influenciando principalmente o Dv90, o que elevou o AR em até 46,6 % para Dv10 e 42,2 % para Dv90.
A manutenção de gotas finas é crucial para reduzir perdas evaporativas no campo. A análise das perdas reais e potenciais de evaporação revelou que a vazão não teve efeito linear significativo nessas perdas, mas o DPV apresentou efeito linear positivo. Em DPV de 35 hPa, a perda potencial atingiu 17% do volume total pulverizado; em condição real de pulverização aérea, esse valor tende a ser maior devido ao espectro mais fino de gotas, maior altura de lançamento e velocidade da aeronave, expondo as gotas ao ambiente evaporativo por mais tempo (FRIEDRICH et al. 2021).
Em todas as condições, as perdas potenciais superaram as reais, pois não consideram a energia retirada do ar pela água evaporada. Ao se aproximarem do alvo, as gotas encontram temperaturas mais elevadas, aumentando ainda mais o potencial evaporativo (ZHENG et al. 2021). Sob as condições psicrométricas avaliadas, o potencial de evaporação variou de 3% a 17% do volume total pulverizado. O DPV influenciou significativamente a evaporação e reduziu o diâmetro das gotas em todos os espectros. A perda real por evaporação pode atingir até 12%, enquanto a perda potencial chega a 17% sob DPV de 35 hPa.
O déficit de pressão de vapor é efetivamente o parâmetro climático mais crítico para predição de perdas por evaporação, confirmando os resultados laboratoriais que demonstraram perdas de até 17% do volume pulverizado sob DPV de 35 hPa. No entanto, a aplicação prática deste conhecimento requer a implementação de um protocolo de monitoramento climático integrado que combine o DPV com outros índices meteorológicos validados operacionalmente.
Referências bibliográficas
FRIEDRICH, K.; SILVEIRA, G. R. D.; AMAZONAS, J. C.; GURGEL, A. D. M.; ALMEIDA, V. E. S. D.; SARPA, M. Situação regulatória internacional de agrotóxicos com uso autorizado no Brasil: potencial de danos sobre a saúde e impactos ambientais. Cadernos de Saúde Pública, v. 37, 2021.
RADONS, S. Z.; HELDWEIN, A. B.; SILVA, J. R. D.; SILVA, A. V. D.; SCHEPKE, E.; LUCAS, D. D. Weather conditions favorable for agricultural spraying in Rio Grande do Sul State. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 26, p. 36–43, 2021.
VITÓRIA, E. L.; ALVES, D. S.; ROSSI, M. T.; FAVERO, R. G.; FERNANDES, A. A.; SILVA, M. B.; FREITAS, I. L. J.; LOCATELLI, T. Spray deposition on watermelon crop in aerial and ground application. Journal of Agricultural Science, v. 14, p. 157–163, 2022.
WANG, Z.; LAN, L.; HE, X.; HERBST, A. Dynamic evaporation of droplet with adjuvants under different environment conditions. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, v. 13, n. 2, p. 1–6, 2020.
ZHENG, L.; CAO, C.; CHEN, Z.; CAO, L.; HUANG, Q.; SONG, B. Efficient pesticide formulation and regulation mechanism for improving the deposition of droplets on the leaves of rice (Oryza sativa L.). Pest Management Science, v. 77, p. 3198–3207, 2021.
