SISTEMA PARA APLICACION DE PRODUCTOS LIQUIDOS EN LA AGRICULTURA QUE UTILIZA EL PRINCIPIO DE ATRACCION ELECTROESTATICA

Desde hace ya mucho tiempo, los productores agrícolas han buscado opciones técnicas para mejorar la aplicación de productos fitosanitarios. La principal dificultad ha radicado en lograr eficiencia, de manera que el producto aplicado llegue a su objetivo y lo cubra adecuadamente en toda su superficie. El lograr esta eficiencia incide directamente en la calidad de la fruta o el cultivo, y en el costo de producción, y, por lo tanto en la rentabilidad esperada de dicha producción.

El concepto electrostático consiste en la aplicación de una solución acuosa, cuya gota es micronizada y convertida en una suave neblina. Ésta microgota es impulsada con un portador muy eficiente que es el aire, el cual microniza la gota y al salir de la boqui lla se le imprime una fuerte carga eléctrica positiva, lo que produce un cambio de polaridad en la solución ya que por repulsión de cargas, las positivas de la solución "arrancan ^" por la máquina, dejando las microgotas cargadas negativamente. Al mismo tiempo la nube de gotas con carga negativa crea un desbalance momentáneo de cargas en el objeto que va a recibir la aplicación, ya que sus cargas negativas son repelidas y se van a tierra, dejándolo cargado positivamente. De esta forma, y por atracción de cargas, las microgotas negativas son atraídas fuertemente por el objeto, siendo este abrazado y cubierto totalmente por esta neblina. Esta tecnología de aplicación logra que los productos sean atraídos por la planta así como pequeños trozos de metal son atraídos por un imán. Las microgotas se adhieren al objetivo atraídas por la diferencia de cargas, reduciendo de esta manera las perdidas por escurrimiento y por derivación causada por el viento, logrando un extraordinario cubrimiento de él, y por lo tanto, un superior efecto de ios productos aplicados. Esto permite reducir en forma importante la cantidad de productos quím icos a aplicar por hectárea gracias a ia gran eficiencia que se logra, lo que finalmente implica disminuir fuertemente el impacto negativo del uso de pesticidas en el medio ambiente. En resumen, el productor obtiene frutos más sanos, de mejor tamaño, más firmes, de mejor color, a menor costo y con un mínimo daño med ioambiental.

En la aplicación con efecto electrostático, se produce una micronización de la gota a tamaños que son 800 a 1 .000 veces más pequeñas que el promedio de gotas de una nebulización convencional. El hecho de que cada gota l leve una carga estática igual, hace que mientras las gotas vayan camino al objetivo no se junten entre sí (Cargas iguales se repelen), por lo tanto buscan su espacio depositándose en forma extremadamente uniforme. Solo al adherirse a la superficie de carga positiva de la planta pierden su carga y se fijan sin producir escurrimiento. El cubrimiento con la aplicación electrostática es una fina capa de micro gotas bien d istribuidas en ambas caras de la hoja, a diferencia de las aplicaciones convencionales que tienen un tamaño de gota muy variable, un cubrimiento de la planta más disparejo y la superficie que no hace frente a la aplicación no recibe producto.

Hace varias décadas que se usa esta tecnología en diferentes rubros. El la ha tenido una utilización importante en pintura, especialmente en el mercado automotriz, donde se busca apl icar una capa extremadamente uniforme para dar el toque de distinción a sus preciados productos. Hace un par de décadas que la agricultura adoptó esta tecnología en sus nebulizaciones, lo cual ha sido un gran aporte. Con éstos equipos se obtiene un excelente "efecto envolvente", que significa que el producto nebulizado envuelve y cubre el 100% de la planta. Cada apl icación de agroquímico cubrirá toda la superficie de follaje, ramas y frutos. Sin embargo a pesar de sus grandes ventajas, la tecnología electrostática se ha podido utilizar eficientemente solo en una pequeña porción de los cultivos mundiales, debido a que los volúmenes de agua que ha logrado utilizar son muy inferiores a los requeridos en la mayoría de ellos.

El bajo volumen de agua utilizado por la tecnología electrostática pre existente, obedece a que se ha hecho una adaptación de ésta tecnología usada en otros rubros, y no al desarrollo de nuevas tecnologías específicas para la agricultura.

Podemos señalar que en la actualidad la tecnología electrostática existente tiene las siguientes e importantes falencias: Entregan una carga electrostática baja, lo que obliga a operar con caudales bajos en cada boquil la. Esto impl ica que para obtener un mojamiento aceptable tienen que aplicar a bajas velocidades de avance. Menor carga quiere decir también menor atracción electrostática. Los puntos anteriores hacen que la capacidad de estas máquinas sea absolutamente insuficiente para lo requerido en una gran cantidad de cultivos.

Lo recién descrito obedece a la real idad de que hasta hoy no existía la tecnología capaz de cargar bien mayores volúmenes de agua. Falencia que la tecnología desarrollada materia de esta presentación, es capaz de satisfacer.

Esta tecnología se podrá utilizar en cualquier tipo de cultivo. Desde huertos frutales hasta cultivos extensivos tan importantes como son el trigo, el maíz, la maravilla, y otros, que en la actualidad no han sido abordados en forma eficiente con nuevas tecnologías.

Existen muchas patentes relacionadas con el uso de la tecnología electrostática para aplicaciones agrícolas, pero ninguna de ellas se refiere a algún invento con las características y objetivos del equipo materia de esta innovación. A lgunas de estas patentes son:

US Patent 4470550 - Electrostatic spraying process and apparatus - September 1 1 , 1984

US Patent 4579279 - Electrostatic sprayers - Apri l 1 , 1986

US Patent 6354522 - Electrostatic sprayer - arch 12, 2002

US Patent 63 1 1903 - Hand-held electrostatic sprayer apparatus - November 6, 2001

US Patent 4579279 - Electrostatic sprayers - April 1 , 1986

US Patent 4586657 - Malfunction detector for electrostatic spraying apparatus - May 6, 1 986

US Patent 563 1 802 - Control ring for input spray in electrostatic spray system - May 20, 1997

US Patent 7360724 - Electrostatic spray nozzle with internal and external electrodes - Apri l 22, 2008

US Patent 6138922 - Electrostatic spray module - October 3 1 , 2000

US Patent 6682004 - Electrostatic spray device - January 27, 2004

US Patent 7 1 504 1 2 - Method and apparatus for electrostatic spray - December 19, 2006

US Patent 4398672 - Electrostatic spraying - August 16, 1983

US Patent 53 1 41 23 - Electrostatic spraying - May 24, 1994

US Patent 7059543 - Liquid sprayers - June 13, 2006

U S Patent 5 1 72861 - Agricultural sprayer - December 22, 1 992 US Patent 461 3075 - Electrostatic spraying - September 23, 1986

US Patent 46643 1 5 - Electrostatic spray nozzle - May 1 2, 1987

US Patent 5485956 - Agricultural sprayer - January 23, 1996

Asimismo, en Chile existe solo una patente relacionada con las aplicaciones de la electrostática en agricultura, pero a diferencia de nuestro equipo, se trata de un aparato para tratamiento específicamente de fruta cosechada, esta corresponde a la Solicitud: 00055-2004, presentada con fecha 1 5/01 /2004 y publicada en el Diario Oficial con fecha 24/12/2004.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

A diferencia de las tecnologías antes mencionadas, la presente innovación consiste en un sistema para la aplicación preferente de productos fitosanitarios que util iza el principio de atracción electrostática: - Con una tecnología que permite imprimir a las microgotas en la boquilla una alta carga estática y con altos caudales de mojam iento. - Con un diseño industrial de gran simpl icidad y con muy baja probabilidad de fallas, lo que la hace muy estable y confiable. - Con la opción de utilizar un surtidor de agua activo para las boquillas, lo que produce una mejor eficiencia en el uso de aire para micronizar la gota. - Con la opción de utilizar un dosificado!' de productos químicos en la boquilla misma.

Alta carga electrostática: M ientras más bajo sea el caudal de agua que se utilice, mayor será la facilidad para imprimir una carga estática más alta. Al aumentar el caudal de agua la carga "se diluye". El lograr la alta carga que se obtiene en este desarrollo y con los caudales que se utiliza, demuestra el alto nivel de innovación de ésta tecnología. Con la combinación del diseño de las barras (ó "Banco de Boquillas"), boquillas y de la electrónica, el equipo funcionando a su máximo caudal tiene la capacidad de sextuplicar la carga entregada por las máquinas del arte previo y utilizando caudales cinco veces mayores medidos por boquil la, o bien diez a catorce veces mayores en términos de mojamiento por una misma longitud de barra, ya que nuestro desarrollo usa además un mayor número de ellas. La mayor carga electrostática se logra utilizando un sistema de inducción de carga en la boquilla dispensadora, que no expone la gota de la aplicación a una tensión eléctrica mayor que la que utilizan las máquinas de bajo caudal pre existentes.

La fuerza de atracción con que será atraída la gota cargada electrostáticamente al objetivo de la aplicación dependerá directamente de la capacidad de la máquina de imprimirle la carga estática. A mayor carga, mayor atracción tendrá la aplicación, logrando un mayor y mejor efecto envolvente y permitiendo que el producto cubra el 1 00% de la superficie del objetivo. El sextuplicar la carga de las tecnologías del arte previo significa un aumento de gran magnitud en la eficiencia gracias a la atracción electrostática. Esto acompañado de un mayor caudal, entrega una aplicación de características nunca antes vistas en el rubro. Aunque se utilice altas velocidades en las aplicaciones, la mayor carga electrostática en la gota permite que la fuerza de atracción sea tan fuerte que asegurará igualmente un muy buen cubrimiento y depósito de los productos, logrando además una gran eficiencia de uso de la maquinaria. Altos caudales de mojamiento: La capacidad de las tecnologías existentes actualmente en el mercado es insuficiente para garantizar una buena aplicación. Con esos bajos caudales, una aplicación no moja, y el secado es extremadamente rápido. Esto no es un problema para productos que se quiera dejar en la superficie de la fruta o follaje, pero sí lo es para una aplicación donde se necesite mayor absorción por parte de la planta o fruta.

El sistema materia de esta solicitud tiene la capacidad de aplicar caudales regulables, que alcanzarán un caudal máximo por boquil la que quintuplicará el de las máquinas electrostáticas pre existentes, y no solo sin sacrificar el nivel de carga electrostática sino que manteniéndolo seis veces más alto que en el caso de ellas. Esto, unido al diseño de nuestras barras y boquillas que es de gran simplicidad, y por lo tanto de bajo costo de fabricación, perm ite uti lizar un mayor número de boqui llas en la barra y aun así mantener sus costos de fabricación a niveles muy competitivos. Este mayor número de boquillas junto con el mayor caudal logrado por boquilla, son los dos componentes que nos permite tener una barra de alto caudal, ya que no solo tenemos una boquil la que quintuplica el caudal de los modelos pre existentes, sino que además por su bajo costo de fabricación podemos poner mayor número de ellas en una barra. Confiabilidad: Esta innovación representa un paso adelante en la tecnología electrostática, gracias a un diseño integral, con énfasis en una sofisticada electrónica y en un eficiente y simple diseño de las barras y boquillas, lo que significa menor probabilidad de fal las. Hay un gran aporte del punto de vista de la confiabilidad que entrega la tecnología para las aplicaciones, ya que en la tecnología existente la vida útil de sus barras y boquillas de bajo caudal es muy limitada, del orden de 800 horas de acuerdo a especificaciones de algunos fabricantes. Esto se debe a su frágil diseño, que las hace muy sensibles a quemarse por efecto corona, lo que las convierte en equipos de muy alto riesgo ya que cualquier corto circuito las quema inmediatamente, y en el momento en que deja de cargar una boquilla aplicando con mojamientos tan bajos, convierte la apl icación en una de muy alto riesgo, que puede crear perjuicios económicos que tienen un valor muy superior al de la máquina, al no asegurar que la aplicación esté logrando el depósito de producto requerido. Problema que nuestra innovación soluciona con su tecnología electrónica. Podemos crear condiciones de corto circuito prolongado y posteriormente la boquilla reasumirá su funcionamiento normalmente.

Eficiencia de uso de aire: Las máquinas de nuestra innovación tienen la opción de uti lizar baquillas con surtidores de agua fijos ó activos. El uso de un surtidor de agua activo se traduce en una micronización más perfecta de la gota de agua, con un menor consumo de aire para lograrla. Esto implica que la fuente de aire necesaria para surtirla puede ser de menor capacidad, lo que es de mucha importancia también desde el punto de vista del ahorro de potencia requerida para el tractor o el vehículo de arrastre que la haga funcionar. Se debe mencionar que con este sistema logramos al menos un 20% de ahorro de este recurso con respecto a todo lo que existe en el mercado que utiliza el principio electrostático con carga en la boquilla. Esto es muy importante desde el punto de vista comercial, ya que muchos productores no necesitarán realizar inversiones en otro tipo de máquinas de arrastre más potentes y caras que las que ya tienen, para ingresar al uso de éstas máquinas electrostáticas de alto caudal. Dosificación en la boquilla: El sistema tiene la posibilidad de dosificar los productos químicos a aplicar dil ectamente en las boquillas. Esto significa que no se necesita hacer mezclas de productos en el estanque de agua principal, lo que tiene grandes ventajas del punto de vista de la disminución de manipulación de productos por parte de los operadores. Por otra parte el sistema dosificador está controlado por un microprocesador. El microprocesador además permite llevar un registro exacto de los eventos de las aplicaciones y del uso de cada producto, entregando una herramienta de control de aplicaciones de gran valor para los productores. Significa además que se puede hacer cambios de uso de productos en la máquina con gran faci l idad, sin necesidad de botar el producto sobrante del estanque principal y tener que lavarlo, y por último al no realizar mezclas en los estanques no se necesita instalar bombas agitadoras que son de alto costo.

El resultado de este desarrollo, significa una revolución en el sistema de aplicaciones químicas, ya que permite aplicar los productos con muy alta eficiencia e ingresar a áreas de trabajo que nunca tuvieron acceso a éste tipo de tecnologías. El sistema materia de esta innovación tiene la capacidad de quintuplicar la eficiencia de aplicación, al compararlo con un sistema de aplicación hidráulica convencional, lo que se traduce en notables economías en el uso de productos químicos con el consiguiente impacto económico y medioambiental que esto conl leva. Pero además permite entrar con la tecnología electrostática en el área de cultivos extensivos y en huertos frutales, donde las tecnologías existentes de electrostáticas de bajo caudal no pueden hacerlo.

Las máquinas con tecnologías de aplicaciones de bajo caudal existentes que usan carga electrostática son capaces de aplicar no más de 70 a 90 litros por hectárea a una velocidad de 5 Km / H, manteniendo una carga suficiente en la gota. La atracción de cargas implica que este bajo mojamiento quedará en la primera superficie que lo atraiga, lo que no permite que esa tecnología con un caudal tan bajo pueda utilizarse para huertos frutales que no sean conducidos en un sistema tipo plano, como palmetas, parrones y viñas, donde el fol laje es delgado. Por lo tanto no son utilizados en huertos de árboles frutales sin estructura, donde con nuestro desarrollo sí lo podemos hacer, con caudales de hasta 14 veces superiores por hectárea, medidos en las m ismas condiciones y a la misma velocidad que en el caso mencionado.

Al mismo tiempo en cultivos extensivos, donde se maneja grandes superficies de terreno, se necesita mantener los costos muy acotados, por lo tanto se exige una alta eficiencia de uso a la maquinaria. Es así que las aplicaciones químicas se hacen a velocidades que bordean los 10 Km / H, lo que implicaría que las máquinas de bajo caudal pasarían de aplicar 70 a 90 litros por hectárea a 5 Km / H, a aplicar 35 a 45 al doble de la velocidad, lo que no es viable. En nuestro caso al duplicar la velocidad de 5 a 1 0 Km / H, nos deja todavía con un mojamiento de 500 L / Ha, lo que aún es más de lo que se necesita. Esto implica que este equipo podrá ingresar a hacer aplicaciones en áreas antes inexploradas por ésta tecnología.

DESCRIPCION BREVE DE LAS FIGURAS

Figura 1: Barra o "Banco de Boquillas".

Figura la: Tubo sellado de la barra.

Figura I b: Vista general de la barra.

Figura le: Esquema del contenido de una barra sin dosificación de productos químicos. Figura Id: Esquema del contenido de una barra con dosificación de productos químicos. Figura le: Corte transversal de la barra con sus terminales eléctricos de alta tensión.

Figura l f: Corte transversal de la barra con su terminal de entrada de aire.

Figura 2: Tapa del tubo de la barra.

Figura 2a: Tapa doble de interconexión de barras.

Figura 2b: Esquema de interconexión en la tapa doble.

Figura 3: Pata de la barra (Pieza interna), distintas vistas.

Figura 3a: Pieza interna de la pata de la barra con perno incluido.

Figura 3b: Pata de la barra (Pieza externa), distintas vistas.

Figura 3c: Pata de la barra.

Figura 4: Boquilla (Versión fija con surtidor de agua pasivo).

Figura 4a: Cuerpo de la boquilla.

Figura 4b: Surtidor de agua de la boquilla.

Figura 4c: Contenedor de la boquilla tija sin inyección de productos químicos.

Figura 4d: Contenedor de la boquilla con detalle de la abrazadera para un colector (De agua).

Figura 4e: Contenedor de la boquilla con detalle de las abrazaderas para dos colectores

(Agua y productos químicos).

Figura 4f: Boquilla con surtidor de agua pasivo o fijo.

Figura 4g: Boquilla con surtidor de agua pasivo con inyección de productos químicos.

Figura 4h: Boquilla activa.

Figura 4i: Boquilla activa con inyección de productos.

Figura 4j : Bobinas electromagnéticas de la boquilla, ejemplos con 5 y 3 bobinas.

Figura 4k: Boquilla activa con detalle de inclinación del eje del surtidor de agua.

Figura 5: Tapa de la Boquilla.

Figura 6: Tapa de la barra con boquilla dirigible.

Figura 6a: Contenedor de la boquilla dirigible.

Figura 6b: Tapa de la barra para boquil la dirigible (Detalle de la cavidad cilindrica).

Figura 6c: Angulo de desplazamiento de la boquilla dirigible.

Figura 6d: Colector de agua de la boquilla dirigible.

Figura 6e: Comparación de boquillas dirigibles con y sin inyección de productos químicos.

Figura 6f: Boquilla dirigible y sus conexiones. Figura 6g: Boquilla dirigible con inyección de productos químicos y sus conexiones.

Figura 6h: Pieza para la fijación de la boquilla dirigible.

Figura 6i: Vista del sistema de boquilla dirigible armado.

Figura 7: Configuraciones de boquillas.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS FIGURAS

La barra (ó "Banco de Boquillas") de la electrostática (Fig. 1 ), cumple la función de albergar las boquillas, que son las que realizan la aspersión de agua o solución con productos, que es el objetivo del desarrol lo de esta innovación. En esta barra se debe producir la provisión de aire, de agua y de alta tensión a cada boquilla, y en algunos casos de productos químicos en forma independiente. El aire rompe o microniza la gota de agua, además de servir como transporte de la gota micronizada al objetivo de la aplicación. El agua va en solución con los productos químicos a asperjar, pero si se utiliza la opción de dosificación con inyección en la boquilla, se produce la provisión de agua y de productos químicos en forma separada.

1 . - La barra está construida a partir de un tubo sellado (Fig. l a), cerrado herméticamente en los extremos, que permite que ésta en sí cumpla con múltiples funciones, como son: La de proteger su contenido, efectuar la conexión eléctrica a las boqui llas y ser el colector de aire para ellas, siendo ésta la única barra con tecnología electrostática que no necesita un colector de aire especial ya que la barra misma cumple con esta función. Definimos como "colector de aire" a un receptáculo que sirve para almacenar el aire de paso y d istribuirlo a las boquillas. El cierre hermético del tubo se logra mediante dos tapas preferentemente de plástico rígido sujetas por tornillos (Fig. l a, # 1 y Fig. 2), pero que también pueden estar sujetas por otro sistema de fijación tales como un sistema de bayoneta, simplemente hilo o algún tipo de adhesivo. Cada tapa tiene un sel lo en su junta con el tubo, que cumple con la función de cubrir en este caso la cabeza de los torni llos de sujeción y de aislar la alta tensión, además de sellar la unión (Fig. l a, # 78; Fig. 2a, # 10 y Fig. 2b, # 1 1 ). El objetivo es crear este gran colector de aire, aislar y sel lar del exterior su contenido, y mantener en su interior la presión de aire comprimido con la cual trabaja el sistema. Este tubo es preferentemente ci l indrico pero también puede ser de otra forma. El más utilizado tiene 75 mm de diámetro, sin embargo ésta med ida puede variar. El tubo que se util iza es preferentemente de acero inoxidable y con una cobertura aislante para la electricidad preferentemente de materiales compuestos como por ejemplo la fibra de vidrio o libra de carbono (Fig. l e, #2). Esta estructura metálica de la barra es la que real iza la conexión eléctrica positiva de la alta tensión a las boquillas. Sin embargo, este tubo también puede ser de otro metal o incluso de otro material rígido aislante eléctrico, como algún plástico tipo PVC u otro, util izando una conexión eléctrica no por el tubo mismo sino que mediante otro conductor eléctrico adicional, como por ejemplo una cinta, huincha, cable, alambre, pintura conductora como por ejemplo pintura de plata, u otros. El hecho que la barra en si sea el colector de aire es importante ya que implica que no se requiere en el proceso de fabricación de un calce de precisión entre los terminales de entrada y sus estructuras internas, es decir, al ser el tubo entero un colector de aire, tanto las boquillas como la entrada del aire a la barra pueden estar en cualquier parte de él.

2. - Cada barra tiene en su parte inferior una pequeña perforación, la cual constituye en sí el sistema de evacuación de derrames internos de agua o solución con productos químicos hacia el exterior. Sistema que funciona eficientemente al ser impulsado por la presión de aire interna de la barra (Fig. l a, #3). 3.- Los terminales de conexiones de electricidad (Fig. 1 , #4), aire (Fig. 1 , #5 y Fig. I f, #30), agua (Fig. 1 , # 6). y en algunos casos de productos químicos a la barra (Fig. 1 , #7), se ubican por el costado de ella. Esto permite que al unirse dos barras en forma lateral continua ("Conexión en serie"), se mantenga la misma distancia entre la última boquilla de la primera y la boquilla inicial de la próxima (Fig. 1 , #8), para asegurar un mojamiento absolutamente uniforme. Las conexiones internas desde los terminales de la barra a los colectores de agua (Fig. I d, #25), y de productos químicos (Fig. I d, # 26), se realizan por medio de mangueras. La conexión de alta tensión positiva se realiza directamente al tubo de la barra desde la cual conecta a las boquillas (Página 8, líneas 26 y 27), (Fig. 1 , #4; Fig. I d, #27 y Fig. l e, #28). En el caso de que la barra no fuese de un material conductor de la electricidad la conexión desde el terminal de la barra a las boquillas se debe hacer mediante un conductor adicional (Página 8, líneas 27 a 30). La conexión a tierra se hace a través del perno de la pata de sujeción a la estructura de soporte para la barra (Fig. l e, #29), (Página 1 0, líneas 36 a 40). 4.- En algunos casos, las barras se pueden interconectar directamente mediante las tapas (Fig. 2a, #9 y Fig. 2b, # 12). Para esto, la tapa es doble, es decir es una sola pieza que cierra, sella, mantiene unidas y conecta en su interior a ambas barras. Esta conexión en su interior es por medio de una simple perforación (Fig. 2b, # 1 3), que permite además de realizar las conexiones eléctricas (Fig. 2b, # 14), interconectar los colectores de agua (Fig. 2b, # 1 5) y de productos químicos cuando corresponda.

5. - Cada barra tiene en su interior una pieza que denominamos "colector de agua" (Fig. l e, # 16), la cual tiene más funciones que la de colectarla y distribuirla. Definimos como "colector de agua" un receptáculo que sirve para almacenar éste líquido de paso, y distribuirlo a las boquillas. Aparte de realizar ésta labor, ésta pieza cumple la importante función de ser la conexión de retorno de las cargas positivas desde el interior de las boquil las (Fig. l e, # 1 7), esta innovación es un factor clave para lograr su rendimiento de carga. En este colector están alojados los surtidores de agua individuales a cada una de las boquillas de dicha barra (Fig. l e, # 1 8), lo que hace que el colector en si pase a ser también parte integrante de cada boquilla, lo cual no se encuentra en las máquinas del arte previo de tecnología electrostática. Definimos como "surtidor de agua" a un tubo pequeño que lleva el agua desde el colector, a cada una de las boquillas, haciendo además la conexión para el retorno de las cargas positivas desde ellas. El colector es un tubo preferentemente cilindrico, preferentemente de acero inoxidable de 1 0 mm de diámetro, sin embargo puede ser de otra forma, otra medida y también de otro material conductor eléctrico como aluminio, cobre, bronce u otros. Incluso puede ser de un material no conductor eléctrico, y efectuar la conexión mediante un conductor eléctrico adicional como por ejemplo una cinta, huincha, cable, alambre, pintura conductora como es la pintura de plata, u otros. El surtidor de agua es también un tubo preferentemente cilindrico, preferentemente de acero inoxidable de 2 mm de diámetro, sin embargo puede ser de otra forma, otra medida y también de otro material conductor eléctrico como aluminio, cobre, bronce u otros. Incluso puede ser de un material no conductor eléctrico como un plástico resistente, cerámica u otro, y efectuar la conexión mediante un conductor eléctrico adicional como por ejemplo una cinta, huincha, cable, alambre, pintura conductora como la pintura de plata, desde el interior de la boquilla hasta el conductor eléctrico del colector de agua.

6. - Cuando las barras son para boquillas con inyección o con dosificación de productos químicos en ellas (Fig. I d), cada barra tiene en su interior un colector de productos químicos junto al colector de agua y montado en forma paralela, para llevar los productos químicos a todas las boquil las (Fig. I d, # 19). Definimos como "colector de productos químicos" a un receptáculo que sirve para almacenar estos productos de paso y distribuirlos a las boquillas. Este colector está montado en el contenedor de cada boquil la (Fig. I d, #20), de la misma forma que lo hace el colector de agua. Es un tubo preferentemente ci lindrico, preferentemente de acero inoxidable de 6,3 mm de diámetro, sin embargo puede ser de otra forma, de otro material y también de otra medida. En este colector están alojadas las agujas surtidoras de productos químicos individuales para cada una de las boquillas (Fig. I d, #21 ). Estas agujas van desde el colector de productos químicos (Fig. I d, #22), atravesando el colector de agua (Fig. I d, #23), y llegando hasta el interior del surtidor individual de agua de las boquillas (Fig. I d, #24), donde se produce la mezcla con el agua. Estas agujas y el colector de productos químicos pasan entonces también a ser parte integrante de cada boquilla. Las agujas son preferentemente con forma de tubo cilindrico, preferentemente de acero inoxidable y de 0,8 mm de de diámetro. Sin embargo pueden ser de otra medida, de otro material y también de otra forma, mientras cumplan con su objetivo de entregar los productos químicos en la forma descrita a las boqui llas. Cada colector de productos tiene una entrada de productos químicos (Fig. 1 , #7), que proviene de una pi e cámara donde se mezclan, ubicada en el exterior de la barra.

7.- El colector de agua con los surtidores individuales a cada boquilla, es eléctricamente aislado del tubo externo de la barra por medio del contenedor de cada boquilla. Lo que hace que la boquilla en sí, sea también el aislador de la alta tensión del sistema eléctrico. (Fig. I d, #20). En el caso de que el contenedor esté hecho con un material conductor eléctrico, se necesitará un aislante adicional entre el cuerpo de la boquilla y el colector de agua de la barra (Página 12, 7 a la 9). 8.- Las boqui llas en sí son el sistema de sujeción mecánica del colector de agua a la barra. Los cuerpos de las boqui llas (Fig. 1 c, #33 y Fig. I d, #34), se fijan a la barra mediante un seguro en cada una de ellas (Fig. l e, #3 1 y Fig. l e, #32). A su vez los cuerpos de las boquillas están unidos al contenedor (Fig. l e, #34 y Fig. I d, #20), el cual sujeta al colector de agua (Página 1 2, líneas 16 a 17), (Fig. l e, #35 y Fig. l f, #36). De la misma forma descrita las boquillas son el sistema de sujeción mecánica del colector de productos químicos (Página 1 2, líneas 1 7 a 19), (Fig. I d, #37). Este diseño es de extrema simpleza, permitiendo disminuir en forma importante el número de piezas que utilizan los diseños del arte previo para lograr este objetivo. Esta simpleza del diseño permite una gran facilidad para su fabricación, ahorro de costos y menor probabilidad de fal las. 9.- Las conexiones eléctricas están hechas al colector de agua en su conexión negativa (Página 9, líneas 1 al 3), y ai tubo sellado de la barra en su conexión positiva (Página 8, líneas 26, 27 y 46 a 47). El colector de agua actúa como la conexión eléctrica a tierra para las boquillas, ya que está conectado a la diferencia de potencial eléctrico de voltaje negativo que a su vez está conectado a la tierra general del vehículo transportador (Tractor), y/o la máquina misma. Además la máquina está conectada a tierra física en forma directa mediante cadenas metálicas de arrastre. El tubo de la barra, en este caso de acero inoxidable, actúa como la conexión con diferencia de potencial eléctrico de voltaje positivo de alta tensión al cuerpo de las boquil las. Las conexiones eléctricas entre barras interconectadas o conectadas "en serie" (Página 9, líneas 5 a 9), se realiza mediante cables con terminales entre ambos colectores y entre los tubos de las barras (Fig. 2b, # 14).

1 0. - En la estructura externa de la barra, en su cobertura aislante de material compuesto, en este caso de fibra de vidrio o de carbón (Fig. l e, #2), se localizan en forma lateral a ambos costados de cada boquilla, unas pequeñas puntas o protuberancias que son el calce de las tapas de cada boqui lla (Fig. l e, #38). Estas aseguran firmemente la posición de dichas tapas (Fig. 1 e, #39).

1 1 . - El sistema de sujeción de las barras a la estructura de soporte de la máquina electrostática, es mediante unas piezas de sujeción que denominamos "Patas" (Fig. 1 , #40; Fig. l a, #42 y Fig. l f, #41 ). Estas patas además de ser dicho sistema de sujeción, aislan eléctricamente el tubo de la barra que tiene la conexión positiva, de la estructura de soporte de la máquina, y conectan eléctricamente a tierra a través de dicha estructura. Están fabricadas por dos piezas de material aislante resistente a la temperatura y a la corrosión. Una pieza se localiza en el exterior de la barra (Fig. 3b), y tiene una cavidad o laberinto seco que actúa como aislador eléctrico en el caso de que se produzca escurrimiento de agua o líquido desde las boquillas (Fig. 3b, # 43), cortando el paso de éste líquido y evitando que se produzca la conexión eléctrica o fugas de alta tensión a través de él. La otra pieza se localiza en el interior de la barra (Fig. 3), y envuelve parte de un perno central que es el sistema de fijación mecánica (Fig. 3a). Este perno es el conductor eléctrico de la conexión negativa del sistema de alta tensión a la estructura de soporte conectada a tierra. Junta por apriete la pieza interna de la pata de la barra con el tubo de la barra y a su vez con la pieza externa de la pata (Fig. l f, #4 1 ). Estos pernos sirven finalmente para fijar la barra a la estructura de soporte de la máquina. El diseño integral de la barra está tan depurado, que se ha logrado una integración total de sus partes, contribuyendo así a un diseño simple y de gran eficiencia. El mismo tubo de la barra actúa como estructura, colector de aire y cuándo se fabrica con un metal como en este caso el acero inoxidable, es el conductor eléctrico de la alta tensión para las boquillas. Las boquillas además de su función como tales, actúan como el aislante eléctrico del colector de agua y mecánicamente son el sistema de sujeción de este último y cuando corresponde, también del colector de productos químicos, a la barra misma. Por otra parte el colector de agua en sí, es el colector de agua, el sistema de sujeción de los surtidores de agua y el retorno de cargas positivas de cada una de las boquillas al descargarlas a tierra.

BOQUILLA

La boquil la es una pieza clave del sistema de aspersión de la máquina, donde se produce la micronización de las gotas a asperjar y la carga electrostática de éstas microgotas. El aire, el agua ó solución líquida, y en algunos casos los productos químicos, entran separados en la boquilla. En ella el aire impacta al flujo de líquido a gran velocidad micronizando las gotas a tamaños que se concentran en el rango de los 30 a 60 micrones. Esta micronización tiene gran importancia ya que el tamaño resultante de las microgotas incide directamente en la calidad de la carga, además de que por sí solas tienen un mejor cubrimiento que una gota más grande. Gracias a esto y al eficiente sistema electrónico se logra una carga muy alta, hasta seis veces mayor que máquinas electrostáticas del arte previo que utilizan diez a catorce veces menos caudal de agua. Y todo esto, sin utilizar una energía impulsora mayor que la que ellas uti lizan (Voltaje de alta tensión). Por estos motivos la calidad de las aplicaciones es muy superior. Cuando la boquilla tiene dosificación de productos químicos en ella, los productos llegan por el colector de productos químicos y se mezclan en su interior con el agua. Según esto vemos que en la boquilla se llevan a cabo procesos de gran importancia, que son logrados con un diseño de mucha simplicidad. Lo que refleja un gran acierto innovativo de nuestro desarrol lo. Es una boquilla muy sencilla, compuesta por un número muy reducido de piezas y con una muy fáci l mecanización lo que la hace de muy bajo costo de fabricación. Al extremo que máquinas que utilizan tecnologías similares utilizan 14 piezas para lograr una boquilla con prestaciones todavía inferiores al compararlas con nuestro desarrollo, que solo tiene tres. Esto constituye una ventaja técnica y comercial importante ya que permite aumentar el número de boquillas en las máquinas sin que esto signifique un encarecim iento de estos equipos, y sus costos tanto de mantención como de reposición son significativamente menores. Con sus variantes de surtidor de agua fijo o activo, la boquilla se puede adecuar a distintos consumos de aire para m icronizar la gota, permitiendo fabricar máquinas de mayor capacidad a un más bajo requerimiento de potencia para que la hagan funcionar. Algo que ninguna máquina de ningún tipo en las máquinas del arte previo haya conocido. El diseño de las boquillas hace que sean muy resistentes al efecto de los arcos eléctricos que se producen a causa de impurezas en el flujo de producto, lo que evita que se quemen, y por lo tanto, aumenta notablemente su vida útil y las hace muy confiables.

Estas boquil las tienen capacidad para entregar un caudal hasta cinco veces superior y simultáneamente sextuplicar la carga electrostática de las microgotas al compararlas con las de las máquinas electrostáticas de bajo caudal pi e existentes. 1 . - Composición de la boquilla (Fig. 4): Cada boqui lla está compuesta de un cuerpo (Fig. 4, #44 y Fig. 4a), un contenedor (Fig. 4, #45 y Fig. 4c), y un surtidor de agua (Fig. 4, #46 y Fig. 4b). a) El contenedor es de material aislante eléctrico, y mantiene en su interior el cuerpo de la boqui lla (Fig. 4). Este es preferentemente de plástico, de alta resistencia térmica y a la corrosión, pero puede ser de otro material. Se utiliza éste material aislante eléctrico para contener el cuerpo de la boqui lla y mantenerlo aislado eléctricamente de la conexión negativa de la alta tensión. Sin embargo éste contenedor puede ser también de otro material no aislante, y utilizar otro material que los aisle eléctricamente en la sujeción de las boqui l las al colector de agua que lleva la conexión negativa. Incluso el contenedor de la boquilla y el cuerpo podrían ser una sola pieza, de algún metal conductor o incluso algún material no conductor y realizar la conexión eléctrica de alta tensión mediante otro conductor adicional, mientras cumpla con quedar aislado de la conexión negativa. Las dimensiones de este contenedor pueden variar, mientras mantenga su función de: Mantener el cuerpo de la boquilla y tenerlo centrado con respecto al eje del surtidor de agua de cada una de ellas, y, aislar eléctricamente el cuerpo de la boquil la de la conexión negativa de la alta tensión, lo cual también puede ser realizado por un aislante adicional en el caso de que éste contenedor sea de material conductor. El contenedor tiene integrado en su forma dos abrazaderas que sujetan el colector de agua (Fig. 4c, #47). cada una de las cuales aprieta mediante un tornillo (Fig. 4c, #48 y Fig. 4d). El contenedor de la boquil la con inyección de productos químicos tiene abrazaderas compuestas de dos piezas más que la anterior (Figura 4e), para sujetar el colector de productos químicos además del colector de agua. En este caso las abrazaderas aprietan mediante dos tornillos en posición vertical (Perpendicular al caso del tornillo del cuerpo para solo el contenedor de agua), (Fig. 4e). b) El cuerpo de la boquil la (Fig. 4a), comprende: Una entrada de fluido (Fig. 4, #49), una salida de fluido (Fig. 4, #50), y un canal interno entre dichas entrada y sal ida de fluido (Fig. 4, #5 1 ). Al centro de él, en el interior queda localizado su surtidor de agua (Fig. 4, # 46). La posición centrada del surtidor con respecto al cuerpo de la boqui l la, la da el contenedor. El cuerpo está construido por un tubo de forma preferentemente ci lindrica. Su sección interior es también preferentemente de sección circular, sin embargo pueden también ser de otra forma geométrica no cilindrica. El tubo del cuerpo es fabricado en un material que es preferentemente conductor de la electricidad, preferentemente de acero inoxidable. Pero también puede ser de un material no conductor de la electricidad o semiconductor eléctrico, en combinación con un material conductor. Como por ejemplo, cerámica bañada con pintura de plata. Se utiliza un diámetro de 6,3 mm, y un largo de 12 mm sin embargo las medidas también pueden variar. c) El surtidor de agua de la boquilla (Fig.4, #46), está descrito como parte integrante del colector de agua de la barra, ya que en él se aloja. Sin embargo aunque no tiene contacto directo con el cuerpo ni el contenedor de la boquil la, es parte integrante de ella. Este surtidor además de entregar el agua a la boquilla cumple con la importante función de ser el retorno de las cargas positivas (Página 9, líneas 1 8 a 20 y 25 a 3 1 ).

2. - La conexión eléctrica entre el cuerpo de la boquilla y el tubo sellado electrificado de la barra, se realiza d irectamente con un mecanizado de alta precisión (Fig. l e, #52).

3. - La conexión eléctrica entre el cuerpo de la boquilla y el tubo electrificado de la barra se afianza aún más mediante dos filamentos preferentemente de acero inoxidable integrados entre el cuerpo de la boquilla y el contenedor ( Fig. l e, #73; Fig. 4d, #53 y Fig. 4e, #54), pudiendo éstos ser también de otro material conductor eléctrico. También se puede afianzar la conexión mediante pintura conductora.

4. - Usamos los dos sistemas de conexión descritos en los puntos 2 y 3 por motivos de seguridad de buena conexión, sin embargo podemos usar solo uno de ellos en forma indistinta. 5. - El contenedor tiene dos perforaciones en los vértices internos, que cumplen con la función de aumentar la distancia de superficie aislante existente entre el colector de agua y el cuerpo de la boquilla haciendo el camino interno de un posible efecto corona más difícil (Fig. 4, #55 y Fig. 4c, #56).

6. - En el extremo inferior del cuerpo de la boquilla en el canal interior, se centra sin contacto el surtidor de agua, produciendo una ventana o espacio para el escape del flujo de aire a presión (Fig.4, #49), con el cual se realiza la micronización de la gota dentro del cuerpo de la boquilla. 7.- Los surtidores de agua pueden ser estáticos (Fig. 4f, #57): rígidamente adosados al colector de agua de la barra, o activos (Fig. 4h, #58): adosados en forma flexible al colector de agua, de configuración rotativa ó basculante, de 2, 3, 4, 5 ó N número de movimientos, que pueden ser en triángulo, estrella o de cualquier otra forma. Para este caso, el extremo del surtidor de la boquilla que conecta al surtidor de agua de la barra, tiene adosado un anillo toroidal de material magnético (Fig. 4h, #59), o bien el surtidor mismo puede ser magnético. De esta forma el surtidor puede ser atraído por 2, 3, 4 ,5 ó ^" N cantidad de bobinas electromagnéticas, dispuestas en el exterior del conducto de agua (Fig. 4j muestra las bobinas (#79), montadas en la armadura (#80)), generando los movimientos descritos. Al energizarse las bobinas electromagnéticas atraen el anillo toroidal o el cuerpo del surtidor magnetizado, cambiando la inclinación del eje del surtidor de agua (Fig. 4k), el cual rota o bascula en un sello de material elástico (Fig. 4h, #60). El orden, frecuencia, velocidad y tiempo en que se energicen éstas bobinas determinará los movimientos activos de los surtidores de las boquillas. El cambio de posición de éste surtidor deja grandes espacios en la ventana que se crea dentro del cuerpo de la boquilla (Fig. 4k, #61 ), entre dicho cuerpo y el surtidor. El agua tiene mayor exposición al flujo de aire de la boquilla que en el caso de surtidores fijos, logrando mayores turbulencias, que aseguran con sus choques y corrientes encontradas, una más eficiente micronización de la gota y con un menor consumo de aire para este efecto.

8. - El canal interno del cuerpo de la boquilla actúa como un electrodo, cargado eléctricamente con carga positiva a una magnitud de voltaje predeterminado, que por repulsión de cargas imparte una carga electrostática de carga contraria, al fluido en movimiento que pasa a través de dicho canal interior. En su camino hacia el exterior, dentro del cuerpo de acero inoxidable electrificado, se produce una carga tangencial en la microgota, desviando las cargas positivas al estanque y cargándolas negativamente.

9. - El cuerpo de la boquilla en su extremo superior que da al exterior del sistema, es en si la punta de la boqu il la o vórtice de fuga de la aspersión (Fig. l e, #33).

1 0. - Sobre la punta de la boquilla y fijada a la barra, se encuentra una pieza cobertora denominada "Tapa de la Boquilla" (Fig. 5), cuyo objetivo es protegerla. La pieza descrita puede ser independiente o formar parte de la porción de material compuesto tipo fibra de vidrio o carbono que aisla la barra (Página 8, líneas 24 a 26). Esta tapa de la boquilla en su parte superior tiene una perforación al medio en forma de tronco cónico o avel lanado (Fig. 5, #62), por cuyo centro asoma el vórtice de fuga de la boquilla (Fig. l f, #63), por donde sale el líquido de las aspersiones objeto de este desarrol lo. En sus costados ésta tapa forma un ángulo agudo hasta juntarse con la barra (Fig. l f, #64). Este ángulo agudo es importante, ya que protege mecánicamente la boquilla de objetos que pudieran golpearla, como por ejemplo ramas. Haciendo que éstos objetos en vez de golpear la boquil la, resbalen y se desvíen sin causar daños.

1 1 . - En algunos casos las boquillas son dirigibles (Fig. 1 , #65). Estas boquillas se instalan en las tapas de las barras (Fig. 6). La diferencia con la boquilla fija, es que el contenedor de la boquilla es de cuerpo ci lindrico (Fig. 6a), calzado al interior de otro con cavidad cilindrica (Fig. 6b, #66), para permitir la rotación deseada (Fig. 6c). La boqui lla dirigible, está compuesta por una pieza de material aislante de forma cóncava (Fig. 6b, #66), que en su interior tiene el o los contenedores cilindricos de éstas boquillas (Fig. 6a). Este calce entre la parte cóncava de la pieza y la parte convexa de la boquilla, permite su rotación (Fig. 6c y Fig. 6, #67). El colector de agua de estas boquillas dirigibles, es corto y hace la función de eje sobre el cual se mueven estas boquil las (Fig. 6d). El colector como eje (Fig. 6d, #68), rota en una pieza fija que colecta el agua para las boquil las dirigibles (Fig. 6d, #69). El movimiento de rotación es sel lado por dos sellos "O" (O ^' Rings), (Fig. 6d, #78). Para el caso de una boquilla dirigible con inyección de productos químicos, el colector de éstos se aloja en el colector de agua (Fig. 6e, #70). Los colectores de agua y de productos químicos de las boquillas d irigibles, se conectan a los colectores principales de agua y productos químicos de la barra por medio de mangueras, (Fig. l e, #74; Fig. I d, #75; Fig. 6f, #71 y Fig. 6g, #72). La conexión de alta tensión de las boquil las dirigibles se realiza mediante un conductor eléctrico desde la barra principal a un terminal que conecta a los fi lamentos integrados entre el cuerpo de la boquil la y el contenedor (Fig. 6f, #76), (Página 12, l íneas 42 a 45). El sistema completo de la boquil la dirigible se fija en posición en la cavidad cilindrica de la tapa (Pagina 1 3 Líneas 46 a 48), mediante una pieza que presiona el cuerpo cilindrico de las boquillas contra el cuerpo cóncavo del sistema que representa dicha cavidad (Fig. 6g, 6h y Fig. 6, #77).

OPCIONES DE CONFIGURACION DE LAS BARRAS De acuerdo a lo descrito anteriormente, es posible fabricar ocho distintas configuraciones de barras de acuerdo al tipo de boquillas (Fig. 7), que son:

1 ) .- Boqui l las fijas con surtidores de agua pasivos (Fig. 7a).

2) .- Boqui l las fijas con surtidores de agua pasivos, con inyección de productos químicos (Fig. 7b). 3).- Boquil las fijas con surtidores de agua activos (Fig. 7c).

4) .- Boquil las fijas con surtidores de agua activos, con inyección de productos químicos (Fig. 7d).

5) .- Boquillas dirigibles con surtidores de agua pasivos (Fig. 7e).

6) .- Boquil las dirigibles con surtidores de agua pasivos, con inyección de productos químicos (Fig. 7f).

7).- Boqui llas dirigibles con surtidores de agua activos. (Fig. 7g).

8).- Boquillas dirigibles con surtidores de agua activos, con inyección de productos químicos (Fig. 7h). ELECTRONICA

El principal objetivo de la electrónica del sistema es cargar las microgotas negativamente. La electrónica entrega a la boquilla un nivel alto de tensión eléctrica, y al pasar por ellas el flujo de agua, carga las microgotas en forma tangencial.

El diseño de la electrónica del sistema consiste en un circuito diseñado alrededor de dos microprocesadores. Los microprocesadores son capaces de monitorear en forma continua el caudal de agua que está pasando por cada set de boquil las y adaptar el voltaje que entrega en forma instantánea, corrigiendo y compensando así las variaciones que se produzcan, ya sea que estas se produzcan por instrucción del operador o por variaciones propias de los diferentes componentes del sistema. Estos ajustes se hacen en forma continua con el equipo funcionando en el rango normal de operación. Si por alguna razón el equipo se sale de este rango, el sistema electrónico avisa al operador de la situación. Este diseño electrónico logra que utilizando el mismo voltaje o levemente superior (entre un 1 0 y un 25 % más), al que utilizan máquinas existentes electrostáticas de bajo caudal en el mercado, sea capaz de aplicar diez a catorce veces más agua, y cargando aún así seis veces más que dichas máquinas. Utilizando tecnología digital y basado en un microprocesador, la electrónica es capaz de realizar una carga en la gota que hasta ahora era desconocida en el mercado. Gracias a un diseño integral no solo de esta electrónica y de los programas del microprocesador, sino que además por el diseño integral de la barra y las boquillas.

Además de lo que significa en términos de calidad de mojamiento y cobertura, comercialmente significa entrar en áreas antes inexploradas para este tipo de máquinas, donde se necesita una gran eficiencia de uso de ellas, solo lograble con éstas electrostáticas de alto caudal.