Estudio de la agitación en tanques de pulverizadores agrícolas mediante simulaciones informáticas

La aplicación de productos fitosanitarios en cultivos agrícolas parte de la premisa de que la materia activa está correctamente mezclada con el agua y su concentración en las diferentes zonas del depósito del pulverizador es constante. Los fabricantes deben diseñar sistemas de agitación que garanticen este condicionante. Sin embargo, conseguir esta garantía puede ser muy costoso en medios técnicos y económicos para el fabricante. La norma ISO 5682-2 establece una laboriosa metodología para analizar el funcionamiento del sistema de agitación de los pulverizadores agrícolas. Se han propuesto diferentes alternativas de aplicación práctica como realizar un análisis de imágenes tomadas a través de un modelo de tanque transparente, uso de medidores de turbidez dentro del tanque, medidas de velocidad del fluido, etc. En este trabajo, se ha pretendido explorar la alternativa de simulación computacional mediante programas de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) del movimiento del fluido dentro del depósito de un pulverizador comercial, comparando dicha información con datos de velocidad y concentración de producto en diferentes puntos dentro del tanque medidos experimentalmente.Aunque definir la geometría del depósito y sistema de agitación para el programa de CFD puede requerir también de una cantidad de tiempo no despreciable, sobre todo si el depósito tiene geometría compleja, una vez resuelta esta parte se pueden realizar múltiples simulaciones a un coste económico reducido.En nuestro caso, se analizó un depósito de 3000 L, equipado con un sistema de agitación con 4 boquillas de tipo Vénturi. Comparando datos experimentales con simulación CFD, se concluye que la validación informática de un experimento real es compleja, ya que el comportamiento del Vénturi está sujeto a unas incertidumbres en torno al caudal de retorno del circuito hidráulico y el paso efectivo por la boquilla.Pese a ello, el análisis CFD llegó a resultados concordantes con los datos experimentales como el efecto sobre la velocidad del fluido del número de boquillas y el efecto sobre la velocidad del fluido del nivel de agua en el depósito. En relación con la introducción de una fase dispersa en la simulación, esta requiere de una serie de simplificaciones y de un largo tiempo de cálculo (decenas de horas) para que pueda ser abordable computacionalmente.Como conclusión, el análisis CFD del sistema de agitación proporciona resultados que permiten al fabricante con un coste reducido detectar fallos de diseño en el tanque de forma previa al proceso de fabricación. Palabras clave: CFD, modelización, fitosanitario, boquill