ENERGÍA PIEZOELECTRICA

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República Bolivariana de Venezuela 
Ministerio del Poder Popular para la Educación 
Universidad Politécnica de Valencia 
Valencia edo. Carabobo 
 
 
 
 
 
 
 
ENERGÍA 
PIEZOELECTRICA 
 
 
 
 
 
 Profesor: Integrantes: 
 Millard Laguado Sergio Delgado 
 Mario Delgado 
 Yaurelys Garcia 
 Norbelia Heras 
 
 La piezoelectricidad es un fenómeno electromecánico que involucra la interacción 
entre el comportamiento mecánico y eléctrico de un material, un material 
piezoeléctrico genera voltaje en respuesta a estrés mecánico. Esto quiere decir que la 
energía eléctrica se produce cuando existe un cambio mecánico en la materia que se 
utiliza, la cual generalmente se trata de cristales o polímeros. El efecto piezoeléctrico es 
normalmente reversible: al dejar de someter los cristales a un voltaje exterior o campo 
eléctrico, recuperan su forma. 
Recurso energético en la tierra 
Hoy en día, los piezoeléctricos se usan en los circuitos, ya que no crean interferencia 
electromagnética. Pavegen System colocó en el mercado una baldosa piezoeléctrica. El 
mercado de los piezoeléctricos se concentra en la industria y manufactura, seguida de la 
industria automotriz e instrumentos médicos. 
Transformación de la energía piezoeléctrica 
 Los "cristales piezoeléctricos" son minerales especiales que tienen propiedades 
electromagnéticas. Cuando estos cristales se comprimen o se estiran, producen un 
campo eléctrico. Esto se denomina "efecto piezoeléctrico". Las células piezoeléctricas 
tienen pequeñas partículas con carga positiva en su centro. Cuando se ejerce una fuerza 
sobre el cristal, esta pequeña partícula es forzada a moverse y crear una carga. Este 
campo eléctrico puede ser aprovechado para producir voltaje. 
Potencial de la energía piezoeléctrica 
 El material piezoeléctrico genera poco voltaje por eso comúnmente se han 
empleado como sensores (mechero eléctrico). Si se colocase en una plantilla en el 
calzado aprovecharía la fuerza de cada paso para generar energía, a base de pasos se 
puede generar energía suficiente para alimentar pequeños dispositivos como teléfonos 
móviles o tablets. 
 La carga eléctrica generada por un cristal piezoeléctrico es muy pequeña pero 
vinculadas a muchos cristales debido a que las pequeñas cargas de cada cristal se 
combinan se puede originar una gran fuente de energía. 
En Tokio se han aplicado baldosas piezoeléctricas en zonas muy transitadas para 
mantener encendidas las luces navideñas. Los materiales piezoeléctricos son unos 
cristales sintéticos o naturales que al deformarse por ejemplo por el peso en su interior 
generan cargas eléctricas. La propiedad de la piezoelectricidad se descubrió por Pierre y 
Jakes Curie en 1881, pero la tecnología piezoeléctrica es relativamente nueva. 
 El efecto de este material puede utilizarse para fabricar baldosas que se instalan 
en un suelo muy transitado para que el paso de la gente genere electricidad. 
Ejemplo: 
• En una discoteca de Bélgica se han utilizado cristales piezoeléctricos bajo la pista 
de baile y con el movimiento y saltos de las personas se genera suficiente electricidad 
para alimentar parte del suministro eléctrico del local. 
• En Israel los sensores piezoeléctricos han sido introducidos bajo el asfalto de las 
autopistas para aprovechar las vibraciones de los camiones y vehículos mientras una 
batería situada fuera de la carretera acumulaba la energía. Se han alcanzado 2000 W de 
promedio por tramo. 
• Existen en el mercado baldosas piezoeléctricas que convierten la energía cinética 
de la pisada en 5 o 7 W dependiendo de la deformación producida. Este tipo de 
baldosas está pensado para zonas urbanas con mucho tránsito como estaciones de 
metro. 
La principal ventaja que presenta la tecnología piezoeléctrica es que genera energía 
limpia y renovable y por lo tanto respetuosa con el medioambiente. 
La tecnología piezoeléctrica todavía no está muy desarrollada pero cada vez hay más 
países, como Israel, Bélgica o Japón que se han fijado en los beneficios de esta fuente de 
energía por lo que se cree que tiene un gran potencial. 
Consumo global, mundial, local 
Los sensores piezoeléctricos se consideran herramientas versátiles para la medición de 
distintos procesos, por ejemplo en garantías de calidad, procesos de control o 
investigación y desarrollo en diferentes campos industriales. Aunque el efecto 
piezoeléctrico fue descubierto por Pierre Curie en 1880, no comenzó a ser 
implementado en las aéreas sensoriales de la industria hasta 1950. Desde entonces, el 
uso de este principio de medición se ha incrementado, debido a su fácil manejo y su alto 
nivel de fiabilidad. Tiene aplicaciones en campos como la medicina, la industria 
aeroespacial y la instrumentación nuclear, así como en pantallas táctiles de teléfonos 
móviles. En la industria automovilística, los elementos piezoeléctricos se utilizan para 
monitorear la combustión durante el desarrollo de motores de combustión interna, bien 
montados directamente en hoyos adicionales en la culata o en las bujías, que están 
equipadas con un sensor piezoeléctrico en miniatura. 
Situación Actual 
Actualmente no se consiguen instalaciones que tengan un consumo masivo , con 
excepción de alguna industria , como los que fabrican baldosas de la misma, disco 
piezoeléctrico tiene un costo de alrededor de 7,3315 Bolívares aproximado, podríamos 
construir una plataforma con alrededor de 50 discos lo cuales producirían una cantidad 
de corriente y voltaje considerable. El costo por plataforma sería relativamente 
económico ya que cada plataforma con todos los elementos antes mencionados tendría 
un costo aproximado de 1636,14 Bolívares lo cual beneficiaria tanto a la economía como 
al medio ambiente ya que es un producto totalmente no contaminante. Esta plataforma 
puede estar a su vez conectada a otra plataforma y así sucesivamente para que la 
corriente sea mayor y en vez de ser almacenada en capacitores pequeños se podría 
almacenar en baterías 
Impacto Ambiental 
Para obtener la factibilidad ambiental cabe mencionar que cerca del 80 % de los 
materiales que componen las baldosas Pavegen, son reciclables [Pavegen, 2014] es decir 
que es un producto amigable con el medio ambiente. Ahora para determinar el valor de 
CO2 que se puede evitar emitir generando electricidad por medio de las baldosas 
Pavegen en la sede de la calle 100 de la UMNG, de acuerdo a la solución propuesta, 
debemos primero conocer la cantidad de CO2 que se emite con los métodos 
tradicionales de generación de electricidad en el país, de acuerdo con [UPME, 2009], el 
factor de emisión de CO2 por KWh que se genera en el sistema eléctrico interconectado 
colombiano es de 0.2849 kg de CO2 por KWh producido. Para calcular el ahorro en 
emisiones de CO2 que se obtendrián al implementar el proyecto, debemos cálcular: 
AECO2 = Ekwh × 0,2849 kg CO2 (20) En donde AECO2 representa el ahorro en emisiones 
de CO2 generado por la implementación del proyecto y como se obtuvo previamente 
Ekwh es igual a 246 KWh, al realizar el cálculo correspondiente se obtieneque el ahorro 
en emisiones de CO2 obtenido al implementa el proyecto es de: AECO2 ≈ 70 kg CO2 (21) 
Con el ahorro en emisiones de CO2 que se produce en el proyecto se puede decir que el 
proyecto es factible desde el punto de vista ambiental, pero el alto costo de inversión 
requerida no se ve reflejado en una elevada factibilidad ambiental.