presentación de física 2 - Arely Huerta Aguilar

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GENERACIÓN ENERGÍA ELECTRICA MEDIANTE EL SONIDO. 
CONTENIDO
Introducción
Antecedentes
Justifcación 
Marco teórico
Resultados 
Conclusiones
INTRODUCCIÓN 
La generación de energía eléctrica a través del uso de contaminantes ambientales es un campo de estudio de gran relevancia hoy en día, un ejemplo de ello es el estudio de la transformación del ruido a electricidad. El presente trabajo muestra un prototipo donde a partir del sonido, un circuito logra enceder una tira de LEDs. 
ANTECEDENTES 
Los investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos en colaboración con la Tecnología Espacial Northrop Grumman, EE, fueron los primeros en lograr señales eléctricas a partir del sonido. 
En el año 2015 Gary y otros, reportaron un método para transformar las ondas mecánicas en electricidad utilizando el principio de inducción electromagnética utilizando un transductor.
En el año 2017 Hui y otros, estudiaron el material piezoeléctrico Q220-A4-503YB utilizándolo como un transductor de energía. 
Por último, un equipo de investigación de nanotecnología en Corea ha demostrado que es posible utilizar el sonido como una energía fuente a nanogeneradores de unidad basado en nanocables piezoeléctricos .
JUSTIFICACIÓN 
En este mundo existe contaminación acústica en carreteras, aeropuertos e industrias. En este mundo existe contaminación acústica en carreteras, aeropuertos e industrias, el ruido podría ser usado en la generación de electricidad, usarla de esta manera puede ser una forma más beneficiosa para la humanidad que otras alternativas.
La utilización del sonido puede conducir al descubrimiento de otras fuentes de energía que pueden actuar para disminuir el uso de fuentes de energías no renovables como como el carbón y el petróleo crudo. 
MARCO TEÓRICO 
SONIDO
El sonido es una onda mecánica, una oscilación de la presión transmitida a través de un medio como el aire o el agua, compuesto de frecuencias que se encuentran en el rango de de audición.
Las ondas de sonido pueden ser longitudinales o transversales según la dirección de las de vibración de las partículas de sonido llamadas fonones.
MARCO TEÓRICO
ONDAS DE SONIDO TRANSVERSALES Y LONGITUDINALES
La onda sonora es una oscilación de la presión que necesita un medio para viajar es decir, no pueden viajar a través del vacío.
A través del estado líquido y gaseoso el sonido se transmite como una onda longitudinal, mientras que por un medio sólido puede transmitirse como como una onda longitudinal o transversal.
MARCO TEÓRICO
TRANSFORMACIÓN DEL SONIDO A ELECTRICIDAD
Gracias a que el sonido es una forma de energía mecánica, es posible convertirla en energía eléctrica mediante la tercera ley de la termodinámica, ya que la energía de sonido puede transformarse en energía térmica y está a su vez puede transformarse a energía eléctrica.
La onda de sonido desplazar hacia adelante y hacia atrás entre la compresión de energía potencial y la energía cinética de la oscilación.
ALCANCES FUTUROS DE LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD A PARTIR DEL SONIDO.
La central nuclear también produce ruido durante la fisión, por lo que podríamos utilizarla para obtener energía eléctrica.
Iluminación de las farolas y los semáforos simplemente extrayendo la energía acústica del ruido producido por los vehículos en la carretera.
Con el avance de esta tecnología, es posibles imaginar la carga de varios dispositivos que funcionan con baterías, por ejemplo los  teléfonos móviles, simplemente llamando a un amigo y hablando. 
DESARROLLO DEL PROTOTIPO 
Regulador 7805 
Condensador electrolítico de 0.1 mF a 50V
Condensador electrolítico de 0.33 mF a 50V
Fuente de 12V
Cables para conectar la alimentación 
Protoboard 
Cables para puentear 
DESARROLLO DEL PROTOTIPO 
Sensor de sonido para Arduino
Resistencia 1K a 1/2 watt 
Transistor TIP31C 
Tira led 12V
SENSOR DE SONIDO ARDUINO 
Detecta la intensidad del sonido de un ambiente (basado en vibraciones.
Posee un potenciómetro para para ajustar la sensibilidad.
Tiempo de duración (activación): <250ms. 
INTENSIDAD DE SONIDO 
La intensidad del sonido se define como la potencia acústica por unidad de área. 
Las unidades básicas son vatios/m2 o vatios/cm2. 
Muchas mediciones de la intensidad de sonido se hacen con relación a la intensidad del umbral de audición estándar I0 :
El enfoque más común para la medición de la intensidad del sonido es el uso de la escala de decibelios:
Los decibelios miden la relación de una intensidad dada I con la intensidad del umbral de audición, de modo que este umbral toma el valor 0 decibelios (0 dB). 
SONÓMETRO 
El sonómetro es un instrumento de medida que sirve para medir niveles de presión sonora (de los que depende). En concreto, el sonómetro mide el nivel de ruido que existe en determinado lugar y en un momento dado. La unidad con la que trabaja el sonómetro es el decibelio.
RESULTADOS 
Tabla 1. Datos obtenidos a una distancia de 10 cm aplicando frecuencias de 500, 1000 y 2000 Hz.
Tabla 2. Datos obtenidos a una distancia de 20 cm aplicando frecuencias de 500, 1000 y 2000 Hz.
Tabla 3. Datos obtenidos a una distancia de 60 cm aplicando frecuencias de 500, 1000 y 2000 Hz.
Figura 1. Muestra las distintas intensidades en decibelios obtenidos de un sonómetro con una frecuencia de 500Hz. 
Figura 2. Muestra las distintas intensidades en decibelios obtenidos de un sonómetro con una frecuencia de 1000Hz. 
Figura 3. Muestra las distintas intensidades en decibelios obtenidos de un sonómetro con una frecuencia de 2000Hz. 
CONCLUSIONES 
El prototipo detecta la intensidad de las ondas sonoras, el encendimiento de los LEDs se debe a la frecuencia del sonido aplicado y a la distancia del sonido con respecto al sensor. Las gráficas muestran un patrón de comportamiento muy similar, la curva muestra un aumento de los niveles de sonido (dB) cuando se tiene una distancia corta a diferencia de las distancias de mayor tamaño. 
Las gráficas nos muestras que hay un punto en el cual la gráfica se mantiene constante, es decir los decibelios no aumentan, esto se debe a que el sonómetro tiene un cierto limite para medir el sonido, y al ir aumentando el volumen provocó que el sonómetro se sature. 
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