Resumen de Validación de un modelo CFD del comportamiento del aire producido por un turboatomizador frente a la copa de un naranjo

Enrique Moltó García, Ramón Salcedo Cidoncha, Rafael Granell, Cruz Garcerá Figueroa, G. Palau Salvador, Patricia Chueca Adell

• español

  Durante la aplicación de fitosanitarios con turboatomizador, una fracción del producto se pierde (deriva) en la atmósfera, generando un riesgo medioambiental. Pese a que hay un gran interés por cuantificar la deriva de los productos fitosanitarios, las mediciones de campo son extraordinariamente complejas y caras. La Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) permite realizar modelos matemáticos de este fenómeno que pueden ayudar a comprenderlo y cuantificarlo. La corriente de aire producida por el ventilador se ve afectada por la copa de los árboles, modificando las trayectorias de las gotas pulverizadas. En la literatura científica sobre CFD se encuentran diversos trabajos en los que la vegetación se considera como un cuerpo poroso y se trabaja con el modelo de turbulencia denominado k-(. Sin embargo, esta aproximación no es adecuada para los tratamientos de las copas de los cítricos con turboatomizador. En el presente trabajo se propone y valida un modelo CFD bidimensional diferente a partir de medidas de campo. El nuevo modelo CFD considera la primera copa de árbol como un cuerpo sólido y utiliza un modelo de turbulencia SST k-ω. Como condición de entrada se introducen las velocidades del aire a la salida del ventilador medidas experimentalmente. Para comprobar los resultados del modelo, se comparan los datos de velocidad del aire obtenidos con la simulación con los datos experimentales obtenidos en diferentes puntos detrás del árbol, calculando los coeficientes de determinación R2 y la raíz cuadrada del error medio de predicción RMSEP para cada componente de la velocidad. El modelo ha sido capaz de representar los reflujos de aire que se producen detrás y encima del árbol.

• English

  During plant protection treatments using air blast sprayers, part of the chemical is lost in the atmosphere (spray drift), causing risks to the environment. Although there is a growing interest in quantifying spray drift, field measurements are extraordinarily complex and expensive. Computational Fluid Dynamics (CFD) generates mathematical models of this phenomenon that may help to understand and qunatify it. The air flow produced by the fan is affected by the canopies, which modify the trajectories of spray droplets. Current state of the art in CFD consider canopies as a porous bodies and use the a k-( turbulent model. This work proposes and validates a two dimensional CFD model to be applied in citrus tree applications from experimental data. This new CFD model considers canopies as solid bodies and uses a SST k-ω turbulent model. Air velocities measured before the canopy are introduced as boundary conditions. In order to test the validity of the model, air velocities obtained with the model are compared with the experimental data obtained at the other side of the canopy by calculation determination coefficients R2 and root mean standard error of prediction RMSEP for each velocity component. The model was able to simulate the turbulent flows observed after and over the canopy.