BOQUILLAS Se llama boquillas a todos los tubos adicionales de pequeña longitud constituidos por piezas tubulares adaptadas a los los orificios. Se emplean emplean para dirigir el chorro líquido. líquido. Su longitud debe estar comprendida entre vez y media (1,5 y tres (!," veces su di#metro. $e un modo general, y para longitudes mayores, se consideran longitudes de 1,5 a !," $ boquillas% !," a 5"" 5"" $ tubos muy cortos% cortos% 5"" a &""" &""" $ (apro'imadamente (apro'imadamente tuberías cortas% arriba de &""" $ tuberías largas. l estudio de orificios en pared gruesa se hace del mismo modo que el estudio de las boquillas. )as boquillas pueden ser entrantes o salientes y se clasifican en cilíndricas, convergentes y divergentes. * las boquillas convergentes convergentes suele llam#rseles toberas.
CLASIFICACION CLASIFICACION DE LAS BOQUILLAS +oquillas o tubos adicionales •
•
ilíndricos •
interiores (entrantes
•
e'teriores
-nicos •
onvergentes
•
divergentes
BOQUILLAS CILÍNDRICAS Se denominan tambin/ boquilla patrón: boquilla cuya longitud longitud iguala 0,5 veces veces su di#metro y boquilla de Borda: boquilla interior de longitud longitud patr-n. )a contracci-n de la vena ocurre en el interior de boquillas cilíndricas. n las boquillaspatr-n, la vena puede pegarse o no a sus paredes. err#ndose el tubo hasta llenarlo, se hace que la vena quede pegada, resultando un chorro 2total2 (ocupando totalmente la secci-n de salida. s interesante observar que a la boquilla interior de +orda corresponde al menor caudal/ coeficiente de descarga ",51 (te-ricamente se encuentra c 30,5 para vena libre. )a boquilla cilíndrica e'terna con vena adherente, eleva el caudal/ C d d 3 ",40. •
+678))* 8)9:$;8* :<;*:< :<;*:< $ +;$*
Sea una boquilla cilíndrica entrante adaptada a un orificio situado en la pared de un recipiente de grandes dimensiones, y la elevaci-n de la superficie libre, con respecto al centro de gravedad del orificio.
*plicando el teorema de la cantidad de movimiento, con respecto a un e=e horizontal, a la masa de líquido que en el tiempo t est# limitada por la superficie libre *+ y la secci-n contracta $. n el tiempo t > dt, esta masa de líquido estar# limitada por una superficie libre un poco m#s aba=o *?+? y una secci-n ?$?, situada a una distancia 7dt de de la contracta $. stas dos posiciones tienen en com@n a la parte *?+?$, para la cual todo permanece constante. sto permite concluir que el incremento de la cantidad de movimiento durante el tiempo dt, es igual a la cantidad de movimiento de la masa $?$? menos la de *+*?+?. ;especto a la cantidad de movimiento de $?$?, se tiene cantidad de movimiento/ $?$? 3 AAc 7dt ' ' 7 3 dBgCA c 70dt 3 dBgC A c 0gh dt ya que el escurrimiento hasta $ se efect@a sin prdidas apreciables. n cuanto a la cantidad de movimiento de *+*?+?, *+*?+?, por estar dirigida verticalmente y hacia aba=o, no interviene en la direcci-n de proyecci-n considerada. considerada. Dor otra parte, las fuerzas e'teriores son/ •
•
•
•
l peso propio de la masa de líquido (fuerza vertical, no interviene en la proyecci-n considerada. considerada. )a presi-n en el fondo y la presi-n atmosfrica en la superficie libre (fuerzas (f uerzas verticales, no intervienen en la proyecci-n. pro yecci-n. )as presiones laterales (tanto a lo largo de *E, como de +F y F?G, el líquido est# en reposo horizontalmente y la presi-n varía hidrost#ticamente% por consiguiente, esas presiones se equilibran, salvo en ?H? y en la periferia de la vena $H. l empu=e sobre ?H? vale ?( patm + dh (fuerza horizontal.
n la superficie e'terior de la vena, la presi-n activa es la atmosfrica% que es la que se admitir# como activa en la secci-n ?c )a componente horizontal de la fuerza resultante, por lo tanto, vale donde d?’ representa a un elemento de #rea de la superficie e'terna de la vena y a al #ngulo que forma con un plano vertical.
$e acuerdo con esto, las proyecciones horizontales de las cantidades de movimiento conducen a/ dBgAc 0gh dt = IA (patm > dh A patmJ dt Ac 3 AB0 s decir, que el coeficiente de contracci-n vale 1B0, cosa que ocurrir# siempre que la presi-n varía hidrost#ticamente hasta el borde del orificio. •
+678))* 8)9:$;8* K<;8;
Si la longitud de la boquilla es suficiente (cuando menos una y media veces el di#metro. del orificio, la contracci-n de la vena es seguida de una e'pansi-n y la boquilla descarga a secci-n plena
Si L 3 AcBA designa al coeficiente de contracci-n, las prdidas de carga debidas a la e'pansi-n son/ (7c 70B0g > M 70B0g 3 70B0g I (1B L N1 0 > MJ *plicando el teorema de +ernoulli entre una secci-n suficientemente ale=ada del orificio, a fin de poder considerar a las partículas en reposo, y la secci-n de salida de la boquilla H en la que se puede suponer actuando a la presi-n atmosfrica, se obtiene/ patmBd> h 3 patmBd > 70 B0g> 70B0g I (1B L N1 0 > MJ
de donde 73
sta velocidad es menor que v2gh, la velocidad correspondiente al escurrimiento a travs de un orificio de pared delgada. Se puede tomar L 3 ".O0. Dor otra parte, 3 ".00 (1B L N1
on estos valores se encuentra 7 3 ",40 v0gh ;especto al gasto, descargando la boquilla a secci-n plena, se tiene/ 6 3 ",40 A v0gh 6ue es mayor que ",O0 Av 2gh, el gasto correspondiente al orificio de pared delgada. (Seg@n Peisbach, el coeficiente numrico que precede al radical depende de la relaci-n de la longitud al di#metro de la boquilla. Si esta relaci-n es pequeña, la boquilla no descarga a secci-n plena y su influencia es despreciable. Si es grande, la influencia de las fuerzas frictivas disminuye el gasto. )a relaci-n -ptima !er" apro'imadamente 0.5. para la cual el coeficiente numrico vale apro'imadamente ".40. l incremento en el gasto, con respecto al orificio de pared delgada, se debe a que en la secci-n $ se forma un vacío parcial, siendo la presi-n ligeramente menor que la atmosfrica. Si Dc representa a la presi-n activa en la secci-n contracta, la ecuaci-n de +ernoulli nos da/ Datm # d + h 3 DcBd> 7c0B0g 7cLA 3 7A *hora bien 7c 3 7BL 3 ",40v 2ghB".O0 $e donde (Datm $ cBd 3 (",40B",O0 0 h N h 3 apro'. !B&h
)o que comprueba la e'istencia de un vacío parcial. *simismo, se ve que la carga h se utiliza para/ 1. Droducir energía cintica, que es la parte (".40 0 h 3 apro'.0B! h 0.Qencer las prdidas debidas a la e'pansi-n de la vena y que apro'imadamente valen 1B!h.
BOQUILLAS CÓNICAS on las boquillas c-nicas se aumenta el caudal. 'perimentalmente se verifica que en las boquillas convergentes la descarga es m#'ima para ? 3 l!R!"? / C d = ",&. )as boquillas divergentes con la pequeña secci-n inicial convergente, conforme muestra la Higura, se denominan Qenturi, por haber sido estudiados por este investigador italiano. )as e'periencias de Qenturi demuestran que un #ngulo de divergencia de 5R, combinado con la longitud del tubo igual a cerca de nueve veces el di#metro de la secci-n estrangulada, permite los m#s altos coeficientes de descarga.
•
+678))* $8Q;E:<
l estudio de la prolongaci-n divergente es una consecuencia inmediata de lo e'puesto en el p#rrafo precedente y al tratar la prolongaci-n cilíndrica. onsiderar una boquilla aplicada a la pared de un recipiente, y constituida por una convergencia corta (para guiar la contracci-n de la vena a la entrada seguida de una divergencia de #ngulo bastante pequeño, para que los pequeños tubos de corriente no se separen y de manera tal que no se presente una zona muerta en la que ocurren las turbulencias. Si adem#s, el tubo est# bien pulido, las prdidas son muy pequeñas la velocidad de salida es muy cercana a la te-rica v0gh y el gasto se apro'ima bastante a A v0gh.
sto aparentemente permite concluir que mediante un simple alargamiento de la boquilla (como lo indica el trazo discontinuo, se podría incrementar indefinidamente el gasto, para una carga dada h% y la misma secci-n en el cuello A ". )o que realmente ocurre es que al prolongar la boquilla, la velocidad 7 " aumenta, la presi-n p " disminuye y, a partir de un cierto momento, se produce el fen-meno de cavitaci-n. n ese instante, el fluido de=a de ser homogneo y de=an de ser aplicables las f-rmulas establecidas ba=o la hip-tesis de un líquido homogneo. Dara evitar con seguridad la cavitaci-n, la presi-n absoluta media en la secci-n A " no debe ser menor que la equivalente a apro'imadamente & - 5 metros de agua% es decir, que el vacío no debe e'ceder a O o 5 metros. Dara valores dados de h y Ao el gasto m#'imo apro'imadamente vale/ A"v0g(h + 5 a O •
+678))* :Q;E:<
)a pura convergencia de los pequeños tubos de corriente no implica, de ninguna manera, prdidas apreciables% pero si la boquilla tiene aristas de entrada vivas, la vena liquida e'perimenta una contracci-n inicial hasta adquirir la secci-n L?A ", posteriormente se e'pande hasta llenar (en A 1 la secci-n de la boquilla% finalmente, despus de haber pasado la secci-n de salida, contin@a contrayndose hasta adquirir la secci-n L??A.
)a constancia del gasto permite escribir/ 6 3 L?A"7"? 3 A171 3 L??A7
Dor otra parte, por ser h la carga total en una secci-n bastante ale=ada de la boquilla, tenemos/ h 3 70B0g + prdidas. stas prdidas son/ •
Drdidas por e'pansi-n despus de la entrada
(7"? N 710B0g 3 70B0g (L??AB L?A" N L??AB A1 0 •
Drdidas por fricci-n, las que se pueden escribir/
A 70 B0g )as prdidas totales pueden representarse mediante/ ? 70 #2g
Gaciendo ? 3 (L??AB L?A " N L??AB A1 0 > A
ntonces se obtiene h3 70 B0g(1> ? osea que 73 fv0gh en donde f (coe&iciente de velocidad' representa a la cantidad 1Bv(1 > ? ;especto al gasto se tiene = fv0gh ' L??A 3 LAv0gh
en donde fL??3 L )as condiciones m#s favorables se tienen cuando la relaci-n de la longitud al di#metro de salida, apro'imadamente vale 0.5 y para un #ngulo total de abertura de 1!R!"?. n tal caso L 3 ",&T y A 3 ",".
BOQUILLAS Y TERMINALES n la pr#ctica, las boquillas son construidas para varias finalidades/ contra incendios, operaciones de limpieza, servicios de construcci-n, aplicaciones agrícolas, tratamiento de agua, m#quinas hidr#ulicas?, etc.
uatro tipos son los usuales y se muestran en la Higura. stos son/
a +oquilla c-nica simple b +oquilla c-nica con e'tremidad cilíndrica c +oquilla conve'a d +oquilla tipo ;ouse l coeficiente de descarga (C d ', generalmente est# comprendido entre 0,)5 y ",4. )as boquillas de incendio, normalmente tienen de di#metro de salida 1 a 1 1B0 pulgada.
BOQUILLAS CONVENCIONALES PARA PULVERIZACIÓN HIDRÁULICA )as boquillas son los elementos encargados de la formaci-n de gotas. l diseño de las mismas modifica substancialmente las gotas producidas, tanto en cuanto a su di#metro como en la forma del chorro que se proyecta.
PRINCIPIOS FISICOS DE LA PULVERIZACION HIDRAULICA l líquido forzado a presi-n alcanza velocidad en la boquilla que pone en contacto el circuito de líquido con la atm-sfera que lo rodea. )a oposici-n del aire atmosfrico, =unto con el choque entre los filetes de líquido son la causa de la formaci-n de gotas. l caudal de líquido que sale por la boquilla, dentro de los valores de presi-n que habitualmente se utilizan, viene definido por una e'presi-n matem#tica del tipo/ 6 3 d0 (p0
siendo/ 6 3 audal de la boquilla en )Bmin.% 3 oeficiente de caudal de boquilla, que depende de la forma de sta (valores del orden de ". 1O a ".O&% d 3 $i#metro de salida de la boquilla en mm% p 3 Dresi-n de traba=o en bar. )a finura de las gotas formadas es tanto mayor cuanto menor es el coeficiente de boquilla I J cuanto mayor es la presi-n de traba=o IpJ utilizada. Dara los tamaños comercializados de boquillas c-nicas, con orificio de salida circular, los di#metros medios (QU$, utilizando agua, varían de la siguiente manera/
Dresi-n IbarJ
0.5
005 &05
5
15" !05
1"
11" 0T5
)a influencia de la presi-n se manifiesta menos a medida que esta aumenta. )as altas presiones, adem#s, carecen de inters en el aspecto econ-mico. l límite, por tanto, de la gota que se puede producir con este sistema es algo menor de 1""m, utilizando para ello orificios de pequeñas dimensiones perfectamente mecanizados. )a reducci-n del di#metro de la boquilla lleva implícito al peligro de obstrucci-n. Gay que destacar la importancia que tiene que todas las boquillas sean iguales y traba=en a la misma presi-n para conseguir en ellas la misma poblaci-n de gotas y uniformidad de dosificaci-n. Dara regular el caudal de una boquilla basta modificar la presi-n de traba=o, pero si se quieren mantener igual finura de gotas se deben regular =untos y en el mismo sentido di#metros y presiones. *sí, con una boquilla de 1 mm de di#metro traba=ando a 5 bar se produce una poblaci-n de gotas an#loga a la de 1.4 m traba=ando a !" bar, pero el líquido que sale por esta @ltima es T u 4 veces mayor. on este sistema de pulverizaci-n, las gotas reciben una cantidad de energía cintica que les permite alcanzar por sí solas al ob=eto. sta energía procede de la necesaria para la pulverizaci-n, suministrada en forma de presi-n en el líquido.
)a energía para la pulverizaci-n e'presada en =ulios depende de la presi-n de traba=o y matem#ticamente puede calcularse por la e'presi-n/ IVuliosJ 3 volumen Im !J ' presi-n I:Bm0J 1 litro 3 ".""1 m!% 1 :Bm0 3 1"5 bar 3 ".""1 ' 1" 5 ' p 3 1"" ' p siendo/ 3 nergía necesaria para la pulverizaci-n (=ulios por litro de producto pulverizado% p 3 Dresi-n de traba=o de la boquilla (bar )as gotas alcanzan una velocidad que les puede permitir llegar a su destino manteniendo una energía residual suficiente para penetrar en el interior del ob=eto. * mayor presi-n, mayor velocidad de salida y superior energía cintica en el líquido, pero cada gota se desplaza individualmente y su trayectoria est# regida por las leyes que e'plican el comportamiento de un proyectil en la atm-sfera. uando las gotas son finas y salen lanzadas a gran velocidad, la deceleraci-n que les produce el aire puede ser considerable. 'perimentalmente se demuestra que toma valores intermedios entre, a(min3 M ' (vBd 0 y a(ma' 3 M ' (v 0Bd siendo/ v 3 velocidad de la gota. d 3 di#metro de la gota. sto se puede e'presar diciendo que la deceleraci-n decrece m#s r#pidamente que el cuadrado de la velocidad y que la inversa del di#metro de las gotas. )as consecuencias de orden pr#ctico y que limitan esta forma de pulverizaci-n son/ 1 l alcance de las gotas y la fuerza de penetraci-n no varían sensiblemente cuando la presi-n de la boquilla sobrepasa los !" bar. 0 )as gotas pequeñas son r#pidamente frenadas, incluso si salen lanzadas a gran velocidad. Dor ello las boquillas tienen que actuar pr-'imas a la zona de tratamiento, sin que sea aconse=able, con este sistema de pulverizaci-n, procurar gotas demasiado finas o buscar directamente gran penetraci-n. :o obstante, la forma en la que se produce la salida de las gotas permite una gran uniformidad en la distribuci-n.
TIPOS DE BOQUILLAS
n el mercado se encuentran diferentes tipos de boquillas, de manera que se puedan conseguir las m#s apropiadas para cada tipo de aplicaci-n. )a distribuci-n superficial producida y el tamaño de las gotas para un determinado nivel de presi-n del líquido que llega a la boquilla son los par#metros que determinan los criterios de selecci-n. •
Boquillas de hendidura, abanico o chorro plano:
n ellas el orificio de salida no es circular, sino alargado en forma de hendidura. )a pulverizaci-n se consigue por el choque de dos l#minas líquidas convergentes en las pro'imidades de la hendidura. l chorro de pulverizaci-n es un chorro c-nico muy aplastado, con forma de pincel y #ngulo entre O"" y 10"1, con gotas m#s gruesas en los e'tremos del abanico. l aumento de la presi-n entre 1 y & bar incremento sensiblemente su caudal, el #ngulo de abertura del chorro y su aplastamiento, pero modifica poco la finura de pulverizaci-n. Droporcionan generalmente gotas de tipo medio, con presiones entre 0 y & bar, lo que las hace las m#s indicadas para aplicar herbicidas o siempre que se desee una buena distribuci-n superficial sobre cultivos de poco desarrollo foliar. l perfil superficial de distribuci-n de líquido es generalmente triangular, por lo que para conseguir una cobertura uniforme se recomienda el solapamiento de los chorros.
•
Boquillas de turbulencia o de chorro cónico (cono hueco y cono lleno):
stas boquillas dividen el líquido al convertir su energía potencial ba=o presi-n en velocidad, por variaciones bruscas de secci-n y de direcci-n. ste movimiento, en forma de torbellino, lo provoca una c#mara helicoidal o una hlice giratoria y un orificio calibrado en la placa de salida a la atm-sfera. l propio movimiento helicoidal que toma el líquido en la boquilla se mantiene en el chorro de pulverizaci-n, dando lugar a un
chorro c-nico de gotas, m#s gruesas y con m#s cantidad de líquido en el e'terior, y muy pocas y mucho m#s finas en el interior (cono hueco. n las cono lleno, en la parte interior del chorro se mantiene una pulverizaci-n abundante. l aumento de presi-n de la presi-n de traba=o modifica poco su caudal, pero aumenta la finura de pulverizaci-n. )a finura de la poblaci-n de gotas formada, en comparaci-n con otros tipos de boquillas, hace que sean recomendadas cuando se busca fuerte penetraci-n y cubierta densa sobre el vegetal. Se recomiendan para la aplicaci-n de insecticidas y fungicidas, tanto en cultivos ba=os como en los de gran desarrollo foliar (en los pulverizadores hidroneum#ticos, tambin conocidos como atomizadores, con presiones entre 5 y 15 bar.
•
Boquillas deflectoras, de choque, o de espejo /
Droporcionan un perfil de distribuci-n homogneo y se pueden utilizar sin solapamiento para conseguir una distribuci-n uniforme. Hrente a la salida calibrada se presenta una superficie pulida e inclinada respecto a chorro (espe=o que provoca el estallido del mismo y su pulverizaci-n seg@n un chorro plano de gran #ngulo de abertura. $an gotas gruesas de ba=a deriva y tradicionalmente se han venido aconse=ando para tratamientos sobre suelo desnudo con abonos líquidos, o para herbicidas de acci-n sistmica en ba=o volumen de agua. on el mismo concepto de la pulverizaci-n por choque, recientemente han aparecido en el mercado unas boquillas de ba=a deriva, especialmente diseñadas para sustituir a las de abanico en la aplicaci-n de todo tipo de herbicidas. )as boquillas detectoras tienen una gran resistencia a la abrasi-n, pero es muy importante de=ar de utilizarlas cuando se desgastan, ya que entonces la pulverizaci-n es mediocre y el reparto irregular. n las de diseño convencional, se traba=a generalmente a ba=a presi-n, pero los caudales nominales suelen ser altos, s-lo se recomiendan para aplicaciones de herbicidas sistmicos (como el glifosato, en ba=o volumen de agua, o bien abonos líquidos densos, ya que por la forma del orificio de salida permiten el paso de partículas gruesas.
•
De tres orificios, o chorros multiples/
st# constituida por una placa perforada con un orificio calibrado, sobre el que se coloca un cuerpo de pl#stico con tres o mas perforaciones sobre una circunferencia que tiene su centro en línea con el orificio de la placa. Salen tres chorros idnticos con una sucesi-n de gotas gruesas (",5 a 0 mm y cuyo impacto sobre el suelo produce una distribuci-n aceptable para distribuci-n de abonos líquidos. )as presiones de traba=o est#n entre 1 y ! bar sin riesgo de obstrucci-n, incluso con productos densos. :o son apropiadas para la aplicaci-n de productos fitosanitarios
CAUDAL EN LAS BOQUILLAS * las boquillas se aplica la f-rmula general deducida para los orificios pequeños, 6 3 d *Q0gh
PERFILES DE DISTRIBUCION )as diferencias mas significativas entre estos tipos de boquillas, desde el punto de vista de su utilizaci-n, son sus perfiles de distribuci-n volumtrica. )as boquillas de abanico plano dan generalmente un perfil de distribuci-n trapezoidal o triangular% las c-nicas (cono hueco dan una distribuci-n irregular, con un mínimo en la zona central y dos m#'imos en los e'tremos% las detectoras dan una distribuci-n bastante uniforme en toda la anchura de esparcido, con una ligera disminuci-n progresiva del centro hacia los lados en algunas boquillas de diseño reciente. Dara el caso de las boquillas de abanico plano, realizando el conveniente solapamiento entre los chorros de las boquillas contiguas, se consigue una distribuci-n muy uniforme. l solapamiento de los chorros de pulverizaci-n en las boquillas c-nicas de chorro hueco, generalmente produce mayor irregularidad de la distribuci-n. )os #ngulos de abertura mas utilizados en boquillas de abanico son las de 11" y 4"W % en las c-nicas O5 y 45W, en las detectoras es frecuente que se superen los 1&"W. Dara el caso de las boquillas de abanico plano, realizando el conveniente solapamiento entre los chorros de las boquillas contiguas, se consigue una distribuci-n muy uniforme.
l solapamiento de los chorros de pulverizaci-n en las boquillas c-nicas de chorro hueco, generalmente produce mayor irregularidad de la distribuci-n. )a anchura te-ricamente tratada (en cm por una boquilla, en funci-n del #ngulo de pulverizaci-n mas frecuentes ser# la siguiente/ Xngulo abertura
obertura te-rica en funci-n de la altura de pulverizaci-n (cm 0" cm
!" cm
&" cm
5" cm
05
4.
1!.!
1T.T
O"
!0.1
!&.O
O5
05.5
T!
O" cm
T" cm
4" cm
" cm
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1T5
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45.T
11&
1&!
1T1
0""
00
05T
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1!
1T!
0"4
0&!
1&"
11"
1O5
00"
0T5
Dor otra parte, se necesitaría un doble recubrimiento como mínimo para garantizar una distribuci-n uniforme a pesar de las oscilaciones de las barras portaboquillas.
ESPECTROS DE GOTAS
*dem#s de por su perfil de distribuci-n volumtrica, la boquilla se caracteriza por el espectro de gotas que proporciona. ste espectro se modifica con la presi-n de traba=o a la vez que lo hace el caudal y la velocidad de salida del líquido pulverizado. Dara cualquier boquilla, como ya se ha indicado, el caudal aumenta con el cuadrado de la presi-n, al igual que la velocidad de salida de las gotas, mientras que la dimensi-n media de las gotas formadas disminuyen con la raíz cuadrada de la presi-n. *sí, al pasar de 5 a 0" bar en una boquilla, el caudal aumenta de 0.0 a &.& )Bmin, la velocidad de salida de 0" a &" mBs y la dimensi-n media de las gotas disminuye de !4" m a 0&" m. sto no quiere decir que todas las gotas sean iguales% el 5"Y de las gotas pequeñas contienen menos del 5Y del líquido pulverizado y solo el 1"Y de las gotas mas grandes se llevan mas del 5"Y de la pulverizaci-n. 7tilizando como referencias la mediana volumtrica (QU$ y la mediana numrica (:U$, así como el grado de homogeneidad que define el 2span2 (QU$B:U$, caracterizando las poblaciones de gotas con analizadores de 2no imagen2 (tipo 2Ualvern2, como habitualmente hacen los fabricantes de boquillas, se pueden definir el comportamiento de las boquillas, completando esta informaci-n con el porcenta=e de líquido que sale pulverizado en gotas de menos de 1"" y de 0"" m, que son las que quedan mas e'puestas a la deriva. Se consideran poblaciones de gotas/ muy gruesas/ QU$ Z de &5" m gruesa/ QU$ comprendido entre !"" y &5" m medias/ QU$ comprendido entre 0"" y !"" m finas/ QU$ comprendido entre " y 0"" m muy finas/ QU$ [ de " m ;esumiendo, como valores orientativos, para el con=unto de boquillas e'istentes en el mercado, se pueden dar los siguientes valores medios (QU$ sobre la base de una boquilla de. 1 )Bmin traba=ando a ! bar de presi-n/ +oquillas c-nicas/ 0O" m +oquillas de abanico (11"W !"" m +oquillas de abanico (4"W &"" m +oquillas detectoras/ O5" m )a dimensi-n del orificio de salida condiciona el tamaño de la poblaci-n de gotas pulverizadas, de manera que entre una boquilla de hendidura con #ngulo de 4"W, de 1 )Bmin y otra del mismo tipo de 0 )Bmin, se pasa en QU$ de &"" a 5"" m. )a relaci-n con la homogeneidad, utilizando el cociente QU$B:U$, las diferencias entre los distintos tipos de boquilla son/ $e turbulencia/ 1.4 a 5." $e abanico/ 0." a 4."
$eflectoras/
1." a !."
* medida que se desea traba=ar con menores vol@menes de caldo en pulverizaci-n hidr#ulica se debe ser mas e'igente en la calidad de las boquillas, y especialmente en la homogeneidad del espectro de pulverizaci-n. * este respecto se e'igen, para las boquillas de abanico de m#s alta calidad, que el coeficiente de homogeneidad se mantenga entre 1.5 y 0.5 para variaciones de presi-n entre 1 y 5 bar. sto permite de una manera general obtener, con presiones entre 1.5 y 0.5 bar una poblaci-n de gotas mas gruesas 2mo=ante2, y, con presiones entre 0.5 y 5." bar, una poblaci-n de gotas finas 2cubriente2. n resumen, para presiones comprendidas entre 0 y & bar se producen la mayor cantidad de gotas en el intervalo de 0"" a !"" m, lo que resulta apropiado para aplicaciones sobre el suelo, o sobre cultivos con poco desarrollo foliar (cultivos ba=os de 15" a !"" )Bha.
gruesa. C * caudales elevados las venta=as de las boquillas de 2ba=a deriva frente2 a las convencionales desaparece totalmente. C 7na gota procedente de una boquilla de ba=a deriva es mas lenta que otra, del mismo tamaño, procedente de una boquilla normal. C )a deriva es menor en la boquilla de 2ba=a deriva2 si el tipo de pulverizaci-n es mas grueso que el que se consigue con la boquilla 2normal2. C )a deriva es menor en la boquilla 2normal2 si el caudal proporcionado es igual o superior al de la boquilla de 2ba=a deriva2. n consecuencia, la elecci-n de la boquilla mas apropiada para una determinada aplicaci-n debe hacerse en funci-n del volumen de caldo ()Bha y de la cobertura necesaria, lo que condiciona e\ tamaño y el tipo de boquilla y la presi-n de traba=o. s conveniente utilizar para ello las tablas que proporcionan los fabricantes de las boquillas, ya que si bien, en líneas generales, se cumplen las indicaciones e'puestas con anterioridad, las tcnicas de fabricaci-n ofrecen particularidades que pueden ayudar a me=orar la eficacia de una aplicaci-n determinada.
TAMAÑO DE LAS BOQUILLAS l tamaño de la boquilla viene definido por el caudal que proporciona a la presi-n de referencia. Se encuentra en estudio una :orma 8nternacional para facilitar el acceso a los manuales de boquillas y su utilizaci-n en el medio agrícola sobre la base de unos c-digos de color. n el citado documento se establece que las boquillas deben tener, cuando traba=an a ! bar de presi-n, las siguientes colocaciones en funci-n de su caudal nominal (se admiten desviaciones del ] 5 Y respecto a los caudales nominales, pero se e'ige, en principio, que todas las boquillas de la 2serie2 estn en le rango del ] 5 Y del caudal nominal/ olor
naran= a
audal nomina ".& l
verd e
amarill o
azu ro= l o
".O
".4
1.0
Uarrn
1.O 0."
gri blanc s o 0.& !.0
sto permite que se pueden considerar dentro de la misma categoría de color las boquillas que tengan un caudal nominal del ] 5 Y, por lo que, a partir de los caudales establecidos corno referencia se establecerían los siguientes rangos/ olor
naran=a verde amarillo azul
ro=o
marr-n gris blanco
audal ".!4 mínimo
".5T
".TO
1.1&
1.50
1."
0.04 !."&
audal ".&0 m#'imo
".O!
".4&
1.0O
1.O4
0.1"
0.50 !.!O
Dor el momento no todos los fabricante utilizan los colores normalizados, e incluso es frecuente encontrar fabricantes que caracterizan las boquillas utilizando 0 bar como presi-n de referencia, o que se ofrezcan boquillas con caudales nominales superiores o inferiores a las gamas ofrecidas por el proyecto de norma 8S, por lo que es conveniente disponer de los cat#logos comerciales de los fabricantes que ayuden en la selecci-n del tipo de boquilla., Dara seleccionar la boquilla que se necesita utilizando un cat#logo de boquillas se debe buscar la que proporcione el caudal mas pr-'imo al calculado para la presi-n a la que se va a traba=ar. l caudal de salida por boquilla para conseguir un determinado volumen se calcula por la e'presi-n q 3 $ ' v ' eBO"" Siendo/ q caudal de salida, en )Bmin% $ volumen de aplicaci-n, en )Bha% v velocidad real de traba=o, en MmBh% y e separaci-n entre boquillas, en m )a separaci-n entre boquillas para los equipos de barras de fabricaci-n europea normalmente de ".5 m. Si el tratamiento se realiza en bandas, el valor de la separaci-n entre boquillas e debe sustituirse por la anchura de la banda que cada boquilla cubre. omo norma general se recomienda que las velocidades de traba=o no superen los 1" 10 MmBh con campo libre, ni los O 4 MmBh para aplicaciones sobre cultivos en línea, para evitar la deriva producida por el viento que aparece como consecuencia del propio desplazamiento del vehículo, pero sobre todo por el efecto qu pueden producir las vibraciones del vehículo en las barras portaboquillas. Sobre esta base se pueden presentar una tabla que relacione los caudales nominales de las boquillas (seg@n proyecto 8S con las velocidades de traba=o y el volumen de aplicaci-n para un espaciamiento entre boquillas de ".5" m/ Qol@menes de aplicaci-n ()lha conseguidos con boquillas espaciada ".5" m audal boquilla Qelocidad real de avance IMmBhJ I)BminJ
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ELECCIÓN DE LA BOQUILLA CORRECTA Y DE LA PRESIÓN DE TRABAJO n relaci-n con el tipo de boquilla hay que tomar como base lo que resulta mas apropiado para el producto que se va a utilizar. omo norma general, se recomiendan los tipos de boquillas que permitan obtener una cobertura superficial y un tamaño medio de las gotas como sigue/
obertura IgotasBcm0J
Gerbicidas preemergencia postemergencia (contacto
0" !" !" &"
&"" O"" 0"" &""
8nsecticidas
0" !"
0"" !5"
Hungicidas
5" T"
15" 05"
omo valores de referencia se recomienda, para la aplicaci-n de herbicidas, utilizar boquillas de chorro plano a presiones entre 1.5 !." bar (en casos especiales se puede admitir presiones hasta de 5." bar, o boquillas detectoras (espe=o para la aplicaci-n de herbicidas sistmicos de acci-n total en ba=o volumen (5" a 1 "" )Bha. )a aparici-n en el mercado de boquillas detectoras (de ba=a deriva diseñadas de manera que pueden sustituir a las boquillas de chorro plano cl#sico, amplia el campo de utilizaci-n de las boquillas detectoras. Dara aplicaciones insecticidas y fungicidas se recomienda el empleo de boquillas de hendidura traba=ando a presiones entre !." y 5," bar (en algunos casos se puede reducir la presi-n hasta 1.5 bar y boquillas de chorro c-nico traba=ando a presiones entre !." y 5." bar. uando se traba=a con presiones mas altas aumenta considerablemente el n@mero de gotas de pequeño di#metro y el riesgo de prdidas por deriva. Dara las boquillas de chorro c-nico cuando se superan los 1" bar las gotas se frenan en la salida, por lo que no se producen incrementos en su velocidad inicial y por tanto en su energía cintica.
)a velocidad del viento atmosfrico puede dificultar que el tratamiento sea correcto, perdindose por deriva una buena parte del producto. Dara evitarlo se recomienda utilizar boquillas adecuadas que consigan una pulverizaci-n fina para el caso de viento en calma o brisa muy ligera, o pulverizaci-n gruesa cuando se superen los 5 a O mBs de velocidad del viento. Si el viento supera los T mBs se debe evitar la aplicaci-n. n condiciones normales, con velocidades de viento entre 1.5 y 5 mBs, la pulverizaci-n de finura media, con los tamaños de gota anteriormente señalados, es la que proporciona los me=ores resultados. )as boquillas que se utilizan en los pulverizadores hidroneum#ticos deben de producir una pulverizaci-n adaptada a la corriente de aire que impulsa el ventilador, ya que la gota debe de integrarse en la corriente de aire de manera homognea y depositarse a medida que sta reduce su velocidad, en funci-n de su ale=amiento y del efecto pantalla de la vegetaci-n. Darece conveniente producir un espectro de gotas no demasiado homogneo, de manera que estas se depositen progresivamente a medida que se reduzca la velocidad de la corriente d aire que las transporta.
Tipo Mo$%" M#&%'i# Tipo $% P'%,i. T'#0#1o Bo!i"" o " (o&# / i$%#" # )*i+'#, F!/(i+i$#, *<; er#mic Qiticultura, 0 0" ono a arboricultur bar ay *U
1! bar
I/,%+&i+i$# ,
&"" a *plicados er#mic 5"" spe=o *DU 15 &! al suelo, a psi cultivos e'tensivos.
H%'0i+i$#, er#mic *K8 a *banico
*Q8 er#mic a 0"" a
1N5 bar &.5 N T" psi
prepost germinacin viticultura, arboricultur a, hortalizas y cultivos e'tensivos.
BOQUILLAS CERÁMICAS A2I
APM
AVI
ATR
Bo!i""# A/&i$%'i3#
Bo!i""# T!'0!"%/+i#
8956 7 :56
456 7 8856
456
T#0"# $% (#,&o
T#0"# $% (#,&o
T#0"# $% (#,&o
Bo!i""# A0#/i+o Bo!i""# E,p%1o
456 7 8556 T#0"# $% (#,&o
VENTAJAS DE LAS BOQUILLAS CERAMICAS
l desgaste de las boquillas provine de varias causas, por e=emplo el car#cter abrasivo y a veces corrosivo de los productos de tratamiento utilizados, particularmente las preparaciones realizadas a partir de productos en polvo.
stos productos alteran el orificio de la boquilla aumentando su di#metro de salida, por lo tanto deteriorando su #ngulo, caudal, y reparto. n la siguiente fotografía se muestran los mas recientes ensayos realizados por *)+7^ en donde se aprecian importantes disparidades seg@n los #ngulos.
s así como el acero ino'idable se gasta mas r#pido que las resinas de síntesis (polyacetal, Mematal, pvc. Dero solamente las boquillas *)+7^ en alumina rosa fritada ofrecen una resistencia incomparable, garantizado una perfecta fiabilidad en la utilizaci-n, lo cual se traduce en aplicaciones perfectas, seguras y mas econ-micas.
BOQUILLAS ANTIDERIVA TURBO7DROP
n el lugar de la tuerca est#ndar (1 y 0, se incorpora el sistema
VENTAJAS DE LA BOQUILLA TURBO7DROP Co/&'o" $% C#!$#"; l caudal es e'clusivamente controlado por la presi-n de operaci-n sobre la pastilla calibradora. l calibre de la boquilla de salida no tiene influencia sobre el caudal, modifica @nicamente el tamaño de las gotitas. l tamaño de la gotitas cargadas de aire puede estar adaptado con precisi-n a cada aplicaci-n y a cada ambiente (viento. l me=oramiento del tamaño de las gotitas es un medio eficaz para la lucha contra la deriva y para la precisi-n de pulverizaci-n. V%"o+i$#$ < P%/%&'#+i./; )a mezcla de aire y líquido esta comprimida antes de la boquilla de salida, al salir de la boquilla, el aire contenido en el líquido se dilata y aumenta la velocidad de las partículas. )a alta velocidad de las gotitas aumenta la energía de las partículas y me=ora la penetraci-n. M%/o' 3o"!*%/ $% #(!#; * travs del aire mezclado con el líquido, el tamaño de cada gotita es multiplicado por dos y permite reducir considerablemente el caudal pulverizado M%1o' +o0%'&!'#; )as gotitas cargadas de aire, parecidas a la espuma, aseguran una me=or y m#s grande cobertura de la superficie a tratar
M#
)as boquillas en polyacetal o Mematal son una altenativa de alta eficiencia debido a sus e'celentes caracteristicas. *lta resistencia a la abrasi-n (desgaste por el roce. ;esistencia a los productos químicos. +a=o costo de reposici-n.
BOQUILLAS PARA SERVICIO AEREO )as +oquillas areas eliminan la necesidad de las puntas de Humigaci-n y est#n diseñadas específicamente para aplicaciones areas.
PRODUCTO No= $% PARTE
DESCRIPCION
D"10
+oquilla de Servicio *reo, $eflectora de 0 Qías en *cero 8no'idable
D"1!
+oquilla de Servicio *reo, $eflectora de ! Qías en *cero 8no'idable
D"!
+oquilla de Servicio *reo de Dolietileno
D"T!
+oquilla de Servicio *reo de orriente ;ecta con $efle'i-n de 5R y !"R en *cero 8no'idable
D"!
+oquilla de orriente ;ecta de Dolietileno de Servicio *reo con SelectorB$eflector en *cero 8no'idable con $efle'i-n de 5R y !"R
D"!D
+oquilla de orriente ;ecta de Dolietileno de Servicio *reo con Selector en *cero 8no'idable y $eflector en Dolietileno con $efle'i-n de 5R y !"R
BOQUILLAS DE ORIFICIO VARIABLE PARA APLICACIONES TERRESTRES L#, Bo!i""#, $% F"o&#$o' ; est#n disponibles en dos tamaños de ba=o volumen con 4 orificios, de 0.5 hasta !", y de volumen regular con 4 orificios, de 5 hasta O". )os orificios de la +oquilla son equivalentes a las boquillas de riego.
L#, Bo!i""#, $% T!'0o; para los flotadores y fumigadores generan gotas de gran tamaño consistentes con pequeñas partículas que se desplazan a travs de una amplia capacidad de presiones. stas boquillas tienen 4 orificios cada una en ambas versiones tanto ba=o volumen como volumen regular para flotadores y con O orificios para los fumigadores. )as tres boquillas del deflector en acero ino'idable cada una se tiene 0 o ! orificios. )os 2
Co*0i/#+i./; incluyen v#lvulas de retenci-n para la operaci-n libre fugas. )a combinaci-n puede incorporar la boquilla seleccionable est#ndar, la boquilla de turbo o el arrusel Hlat Han.'traiga el v#stago para lavar los desperdicios. )a boquilla de combinaci-n de ba=o volumen viene con una malla de filtro removible.
Lo, C#''!,%"%, >F"#& F#/> ; son boquillas seleccionables con O +oquillas 2Hlat Han2 m#s un a=uste para el cierre. Dara cambiar las capacidades de flu=o, se gira el cuadrante a la boquilla necesaria. )as boquillas 2Hlat Han2 est#n especialmente diseñadas para acomodarse al arrusel. Son fabricadas por $elavan`, ambas boquillas convencionales con n@cleos de capacidad e'tendida y las puntas de las boquillas ;aindron 7ltra` de $elavan` est#n disponibles para el carrusel. )os cuerpos del carrusel vienen en ! estilos N de r#pida descone'i-n, con leva de seguridad y rosca de 2. )os tamaños de las boquillas incluyen 4"1.5;, 4"0;, 4"!;, 4"&;, 4"5;, 4" O;, 4"4; (para las boquillas est#ndar y para (las boquillas ;aindrop 7ltra` 1""1.5, 11"0, 11"!, 11"&, 11"5, 11"O, 11"4.
lat-n
audal inicial
audal despus de &" horas
Qariaci-n
I)BminJ
I)BminJ
IYJ
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1.O"
> 44.0
Mematal
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1.0"
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acero
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1.1"
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polipropileno
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> 0".!
acero templado
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aluminio
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n cualquier caso las boquillas de material cer#mico (-'ido de aluminio son las mas resistentes, seguidas de las de material sinttico de calidad, en las que en los comienzos de la prueba no solo no hay un aumento del caudal de salida, sino que se produce una reducci-n de mismo siguiendo posteriormente un desgaste mas r#pido que el de las boquillas de cer#mica. )as boquillas de metal y las de acero no templado sufren desgaste, para las mismas condiciones, mucho mas intensos. Dor todo ello no se debe admitir el empleo de boquillas sin 2marca2 y de materiales que sufren un desgaste r#pido, como el lat-n% se recomiendan las de material cer#mico, pl#sticos endurecidos y acero templado, mas a@n cuando se utilizan agroquímicos abrasivos, o se traba=a con muy altas presiones. Dara evitar los efectos negativos que se producen al pulverizar con boquillas desgastadas es necesaria una verificaci-n peri-dica d su estado (al menos cada 1"" ha de cultivo tratado y la sustituci-n en el momento en que el desgaste pueda afectar a la calidad de la pulverizaci-n. n las boquillas desgastada se produce un aumento del caudal concentr#ndose el chorro en el centro de la boquilla. n las boquillas con daños se produce un perfil de distribuci-n irregular. 7n aumento del caudal del líquido pulverizado por la boquilla entre el 1" y el 15Y (seg@n la volumen que se utilice es señal suficiente para su sustituci-n. n boquillas nuevas no se debe admitir una dispersi-n de caudal en el lote que alcance el ] 5Y para la presi-n nominal.
E2PERIENCIA DE VENTURI Darece parad-=ico el hecho de que el caudal se eleve con la adici-n de una boquilla, pues con la misma se crean nuevos puntos para prdida de carga. )a e'plicaci-n fue dada por Qenturi en un clebre e'perimento. )a presi-n media e'istente en la corona de depresi-n que envuelve la vena líquida dentro de la boquilla es menor que la presi-n atmosfrica. sto fue verificado por Qenturi, quien introdu=o en esa regi-n, un tubo de vidrio, conforme muestra la Higura. Se observa que el valor 0,*5 h tiene un límite te-rico de 1 atm-sfera (1" m G 0".
n estas condiciones, la descarga que en un orificio se daría contra la presi-n atmosfrica, con la adici-n de una boquilla contra una presi-n menor, se eleva el caudal. )a e'istencia de la boquilla permite la formaci-n y mantenimiento de la corona de depresi-n. Qenturi, abierto siempre a los problemas tcnicos, se orient- hacia el estudio e'perimental de esto, e instal- en el 2teatro físico2 de una universidad un dispositivo para el estudio de los chorros, muy parecido al de Doleni y e=ecut- en l e'periencias, con la puerta de la sala abierta a todo p@blico interesado o curioso. )a maniobra se realiz- con toda precisi-n con el au'ilio de tres operadores/ el primero cont- en voz alta los segundos del pndulo, otro abri- el orificio en el instante de los O" segundos, y el tercero se dedic- a regular la salida de agua del tanque superior, controlando que la ventana del intermedio de=ara salir constantemente una l#mina de agua muy delgada. l ensayo se repiti- muchas veces seguidas hasta que la concordancia de los resultados eliminara todo temor de equivocaci-n. Sin embargo, Qenturi no se content- con repetir los ensayos de Doleni, sino que perfeccion- detalles y concibi- nuevas aplicaciones. Dor e=emplo% como se muestra en la figura/
Se sabia que la contracci-n del chorro se produce tambin cuando al orificio EG se le aplica un tubo adicional cilíndrico EF. :o se disponía entonces, como hoy disponemos, de conductos transparentes de grandes dimensiones% c-mo pues comprobar su presencia y medir la depresi-n que nace en su interiorA *l tubo adicional, Qenturi le agrega una c#nula de vidrio 6;S, quedando su entrada dentro de la zona EU:6 donde la corriente se separa de la pared. )a c#nula, que termina con su e'tremo inferior sumergido en el agua coloreada contenida en el vaso <, funciona como bar-metro,
equilibrando la presi-n atmosfrica con la interior, que se puede así determinar con base en la altura de la columna 7S. tra investigaci-n interesante es que se dedica a me=orar la forma del tubo adicional con el fin de conseguir que el gasto que, ba=o una carga dada, puede sacarse del orificio, sea el m#s grande posible. Qenturi descubre que, si al orificio se le aplica un tramo c-nico *+ convergente/
a fin de seguir la forma de la vena contraída, el gasto aumenta de 1" a 10.1% si adem#s en el e'tremo del tubo cilíndrico +, de di#metro igual al de la contracci-n, se adapta un tramo c-nico divergente $, el gasto crece todavía de 10.1 a 0&. *sí, utilizando los dos aditamentos, se logra incrementar el gasto de l a 0&, o sea, el 1&" por ciento. on raz-n comenta Qenturi en la antigua ;oma, donde los particulares m#s adinerados podían adquirir el derecho de derivar a sus casas aguas provenientes de los dep-sitos p@blicos, no se les permitía ensanchar su cañería a un di#metro mayor de aqul que se había concedido para el orificio de toma\ ;ealmente la cl#usula prohibía que la e'pansi-n se efectuara a una distancia menor de 5" pies desde la toma% y el legislador agrega Qenturi 2no se había dado cuenta de que era posible estafar la ley de todos modos, aplicando el aditamento $ m#s all# de los 5" pies2.
