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Projecte llegit

Títol: Estudio del comportamiento turbulento del aire producido por un dron con fines agrícolas

Estudiant que ha llegit aquest projecte:

Tutor/a o Cotutor/a: SALCEDO CIDONCHA, RAMON

Departament: DEAB

Títol: Estudio del comportamiento turbulento del aire producido por un dron con fines agrícolas

Data inici oferta: 18-11-2024      Data finalització oferta: 18-06-2025

Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG ALIMENT 2016
    GR ENG CIEN AGRONOM
    GR ENG SIS BIOLÒG 23

Lloc de realització:
EEABB

Segon tutor/a extern: PATRICIA CHUECA ADELL

Paraules clau:
Dron, fitosanitarios, aire, mecánica de fluidos, turbulencia, corriente

Descripció del contingut i pla d'activitats:
El uso de drones en la agricultura actual está en auge, como por ejemplo para la distribución de productos fitosanitarios en cultivos. Sin embargo, uno de los principales desafíos para garantizar la eficacia y la sostenibilidad de estas aplicaciones radica en comprender las corrientes de aire que generan los drones durante su funcionamiento. Estas corrientes influyen directamente en la distribución del producto, afectando tanto a su penetración en el cultivo como a la posible deriva hacia áreas no deseadas. Por ello, la caracterización precisa de estas corrientes es esencial para optimizar el proceso y minimizar el impacto ambiental.

En colaboración con el Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), se han realizado ensayos preliminares con un dron en condiciones estáticas. Estos ensayos han permitido registrar datos clave sobre las corrientes de aire generadas por las hélices en diferentes configuraciones de trabajo. El objetivo principal de este TFG es analizar estos datos para caracterizar las corrientes turbulentas de aire y evaluar cómo podrían influir en aplicaciones teóricas de fitosanitarios en cultivos frutales.

El trabajo implicará procesar y representar gráficamente los datos obtenidos para identificar patrones en las corrientes de aire bajo diferentes condiciones operativas. Se analizarán variables como la velocidad del aire, la dirección y la intensidad de la turbulencia, con el fin de caracterizar su comportamiento en escenarios de aplicación real. Este análisis permitirá valorar cómo las características de estas corrientes podrían afectar a la deposición del producto en el follaje y a su dispersión fuera de la zona objetivo.

El TFG no solo contribuirá al conocimiento científico en este campo emergente, sino que también sentará las bases para futuros desarrollos tecnológicos que permitan mejorar la precisión y sostenibilidad de los drones agrícolas. Además, los resultados podrían ser de utilidad para optimizar las normativas y directrices sobre el uso de drones en la aplicación de fitosanitarios.

Overview (resum en anglès): Drones are becoming consolidated as a key tool in modern agriculture, particularly in the application of agrochemical products. However, the effectiveness of these applications largely depends on the airflows generated by the propellers, which affect both product deposition and potential drift. In this Final Degree Project, data from an experimental campaign conducted by the Valencian Institute of Agrarian Research (IVIA) were analyzed, in which the airflow generated by an agricultural quadcopter was characterized. For this purpose, a three-dimensional ultrasonic anemometer was used to record instantaneous velocity values in the three spatial directions, at a frequency of 20 Hz (20 data per second). Two forward speeds (12 and 24 km/h) and two payload levels (0 and 10 kg) were tested, with a total of 10 flights for each working configuration. Given the complexity of the data and the transient nature of the phenomenon, the analysis focused exclusively on the records collected within a 14 m interval (7 m before and 7 m after the drone's passage over the anemometer). The data were processed and graphically represented to analyze the spatial distribution and turbulent structure of the airflow under different operating conditions.
The results showed that the most relevant flow components were the vertical one, consistently directed towards the ground as a result of the thrust generated by the propellers, and the longitudinal component, aligned with the drone's forward direction. The latter exhibited a characteristic behavior: the anemometer registered a suction zone before the drone's passage, followed by a turbulent wake once it had passed. Turbulence intensity typically ranged between 15-20%, values comparable to those observed in industrial turbomachinery. Furthermore, both the payload and the forward speed were found to have a significant effect on the velocity pattern and turbulence levels of the flow. The study highlighted the high complexity of the physical phenomenon associated with drone flight and the difficulty of adequately analyzing the vast amount of data generated in dynamic experiments. Nevertheless, this work lays the foundation for future, more in-depth analyses that will contribute to a better understanding of the effects of drone-induced airflow in agricultural activities, such as crop protection treatments.

Aquest projecte està relacionat amb l'adaptació al Canvi Climatic? No

Aquest projecte està relacionat amb la digitalització del seu àmbit de treball? Sí

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