jueves, 31 de diciembre de 2015

Boquillas electrostáticas: de la ley de Coulomb a la irrigación de cultivos.

Desde el descubrimiento de la electrostática a su utilización, ha pasado mucho tiempo de investigación, trabajos y proyectos donde se ha innovado con técnicas de aplicación estudiadas por universidades y centros de I+D por todo el mundo, logrando avances nunca visto en numerosos ámbitos de la industria como desinfección, irrigación, pulverización... etc.

Para empezar a entender este sistema de irrigación electrostática, debemos entender una pregunta: ¿que es la electrostática?.

La electrostática es la rama de la Física que analiza los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en equilibrio. 
La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.

Una vez entendido este concepto, nos basaremos en los efectos que se producen como la atracción y repulsión entre cuerpos con carga eléctrica.


Para entender de mejor manera el funcionamiento de las cargas, repasaremos brevemente la Ley de Coulomb, que establece cómo es la fuerza entra dos cargas eléctricas puntuales, entendiendo por carga puntual, una carga eléctrica localizada en un punto geométrico del espacio. 

Evidentemente, una carga puntual no existe, es una idealización, pero sirve para  la simplificación de cálculos cuando se estudia la interacción entre cuerpos cargados eléctricamente.

La Ley de Coulomb dice: "La fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario."









Cuando entendemos el fenómeno que explica esa atracción entre cuerpos con carga distinta, ahora lo aplicamos para darle utilidad, un ejemplo de esta aplicación son las boquillas electrostáticas para irrigación de cultivos.

Otros usos  y aplicaciones son útiles cuando queremos repartir de manera uniforme sobre una superficie irregular una sustancia que de otra manera se perdería gran parte quedando zonas sin aplicar como zonas más profundas, grietas, o puntas y láminas muy finas.

Un ejemplo de esta aplicación con boquillas electrostáticas son para el bronceado de la piel.


 

 También para la desinfección mediante pulverización de elementos con superficie irregular, donde gracias a la electrostática, las partículas se adhieren a la superficie.



Otra aplicación en la industria muy extendida es la aplicación de pinturas y aerosoles a superficies con carga eléctrica conectada a tierra y aplicación con carga eléctrica opuesta a la superficie para generar la atracción.


Para atraer las cargas, se conecta la superficie a tierra.



Esta forma de irrigación con carga es la más eficiente, al igual que las gotas de lluvia también contienen carga eléctrica procedente de las nubes y limpian mejor las hojas de los árboles y las plantas.



El ser humano a entendido este proceso y ahora lo aplica a sus propios cultivos. Para aplicar carga a las partículas utiliza boquillas electrostáticas.

 Estas boquillas de irrigación son similares a las convencionales, salvo que utilizan parte de sus conductos electrificados con alto voltaje y baja intensidad. De esta manera, el líquido al pasar queda cargado y al salir de la boquilla mantiene esa carga y se aplica el principio de atracción si encuentra una carga opuesta como las hojas de una planta.


Las boquillas utilizan aire comprimido para empujar las gotas hacia la zona de atomización, donde en esa zona se encuentra un electrodo que produce una alta concentración de electrones. El aire se mueve a través de la boquilla e impacta en el flujo de liquido en la zona de mayor concentración de la carga electrostática. Las gotas son impulsadas hacia el objetivo por la energía del aire y salen en dispersión con carga.




Por último, y gracias a las tecnologías desarrolladas por nosotros, nos planteamos la posibilidad de construirnos una boquilla de irrigación electrostática adaptable a cualquier conducto para irrigación y conocer las ventajas de este sistema desde la experiencia y aplicación.

Esperamos que esta información os sea de utilidad, especialmente para aquellas personas que trabajan el campo y puedan optimizar sus recursos.

Un saludo a todos,
Ingenio Triana.

9 comentarios:

  1. Excelente artículo! con esta boquilla y un dron ardupilot se podría abarcar un cultivo rapidamente!!

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  2. Donde puedo conseguir estas boquillas para adaptarlas a un dron?
    Consume mucha energía el electrodo?

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  3. Donde puedo conseguir estas boquillas para adaptarlas a un dron?
    Consume mucha energía el electrodo?

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  4. Donde puedo conseguir estas boquillas para adaptarlas a un dron?
    Consume mucha energía el electrodo?

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    Respuestas
    1. Hola Juan Carlos,

      Las boquillas se pueden conseguir en un distribuidor oficial de alguna marca comercial, lamentablemente, nosotros no disponemos de esa información.
      En cuanto al electrodo, el consumo varía según el caudal del fluido de irrigación, pero para darte una referencia, necesita de un voltaje muy elevado para transmitir la carga a las partículas del fluido.La batería sería demasiado pesada para acoplar en un dron, lo ideal sería disponer de un cable conector con un alcance adecuado para que un dron soportara el peso de la boquilla + conexión y parte del fluido unicamente.

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  5. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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  6. Exacto. Pienso que con las boquillas para pulverizar , cualquier cultivo estaría perfectamente bien cuidado de infestaciones de plagas.

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  7. Hola buenos días,
    He estado pensando en tu articulo y me surge una duda, se conseguiría un efecto parecido al que explicas en tu articulo recubriendo de imanes el conducto (tubo) por el que pasa el fluido y de esta forma aportándole una carga?
    Saludos.

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  8. Buenos días donde puedo conseguir estás boquillas?

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