MARCO TEORICO

 

El proyecto proporcionará a la comunidad acceso a una fuente de energía limpia y renovable, lo que contribuirá a mejorar la calidad de vida de los habitantes al reducir la contaminación ambiental y promover un entorno más saludable. El proyecto servirá como una herramienta educativa para concientizar a la comunidad sobre la importancia de utilizar fuentes de energía limpia y renovable, fomentando así prácticas más sostenibles y responsables en relación con el medio ambiente.

 

La tecnología piezoeléctrica es un campo fascinante que se basa en la capacidad inherente de ciertos materiales para transformar la presión mecánica en energía eléctrica. Este fenómeno, conocido como efecto piezoeléctrico, ha sido objeto de estudio e innovación durante décadas y ha encontrado una amplia gama de aplicaciones en diversos sectores industriales y tecnológicos. Los materiales piezoeléctricos, como el cuarzo, el titanato de plomo y el polímero PVDF (fluoruro de polivinilideno), entre otros, son capaces de generar una corriente eléctrica cuando se someten a deformaciones mecánicas, como la aplicación de presión o tensión. Esta capacidad de convertir energía mecánica en energía eléctrica ha llevado al desarrollo de una variedad de dispositivos y sistemas piezoeléctricos.

 

Entre las aplicaciones más destacadas de la tecnología piezoeléctrica se encuentran los sensores de presión, los micrófonos ultrasónicos, los actuadores piezoeléctricos y los generadores de energía. En el campo de la energía, los generadores piezoeléctricos se utilizan para capturar y convertir vibraciones mecánicas, como las provocadas por el viento, el movimiento humano o el tráfico vehicular, en electricidad utilizable. Esto los convierte en una fuente de energía limpia y renovable, con el potencial de complementar o incluso reemplazar a las fuentes de energía convencionales.

 

La eficiencia de los dispositivos piezoeléctricos, junto con su durabilidad y bajo mantenimiento, los convierte en una opción atractiva para una variedad de aplicaciones. A diferencia de las células solares o los generadores eólicos, los sistemas piezoeléctricos no dependen de condiciones climáticas específicas y pueden funcionar en entornos donde otras fuentes de energía pueden no ser viables. Un ejemplo práctico de cómo los sistemas piezoeléctricos pueden funcionar de manera independiente de las condiciones climáticas específicas y en entornos donde otras fuentes de energía pueden no ser viables es su aplicación en la generación de energía a partir de vibraciones mecánicas en infraestructuras viales.

 

Imaginemos una carretera muy transitada donde los vehículos generan vibraciones constantes debido al tráfico. Al instalar dispositivos piezoeléctricos debajo del pavimento de la carretera, estas vibraciones mecánicas pueden ser capturadas y convertidas en electricidad utilizable. Esto significa que incluso en días sin sol o viento, los dispositivos piezoeléctricos pueden seguir generando energía, aprovechando el constante flujo de vehículos.

 

Este enfoque tiene aplicaciones potenciales en áreas donde otras fuentes de energía renovable pueden no ser prácticas o viables. Por ejemplo, en regiones con poca radiación solar o vientos inconsistentes, los sistemas piezoeléctricos podrían proporcionar una fuente de energía constante y confiable. Además, esta tecnología puede integrarse de manera efectiva en infraestructuras existentes, como carreteras, puentes o pasarelas peatonales, aprovechando el movimiento natural para generar electricidad sin interferir significativamente con el entorno. Esto ofrece una alternativa versátil y confiable a otras fuentes de energía renovable, especialmente en entornos donde las condiciones climáticas no son consistentes o favorables para la energía solar o eólica. Además, su capacidad para generar electricidad a partir de vibraciones mecánicas de baja frecuencia los hace especialmente útiles en aplicaciones donde se produce movimiento constante pero no necesariamente rápido.

La piezoelectricidad es la propiedad de ciertos cristales que se polarizan eléctricamente cuando se les aplica presión, y viceversa. Es decir, la capacidad de algunos materiales de producir energía cuando se activan o pulsan.

El cuarzo es un ejemplo de un cristal piezoeléctrico natural. Los cristales de cuarzo están hechos de átomos de silicio y oxígeno en un patrón repetitivo.

1.


Cerámica PZT (titanato de circonato de plomo): Estos son los materiales piezoeléctricos más utilizados en la actualidad debido a su alta piezoelectricidad y versatilidad. Se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde encendedores de cigarrillos hasta transductores médicos.

2.



Polímero piezoeléctrico: Igual que  PVDF (fluoruro de polivinilideno). Aunque la respuesta piezoeléctrica es menor que la de la cerámica, su flexibilidad permite aplicaciones únicas, como sensores dentro de fibras.



3. CRISTAL DE LENGUA DE GATO (LANGASITA)  




DISPOSITIVOS PIEZOELECTRICOS:

SENSOR DE PRESION PIEZOELECTRICO
4.


 MICROFONOS ULTRASONICOS

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 ACTUADORES PIEZOELECTRICOS

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GENERADORES DE ENERGIA:

7. 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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