ARTICULOCIENTIFICOPIEZOELECTRICOSG T

Vista previa del material en texto

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/317264585
MATERIALES PIEZOELÉCTRICOS: LA NUEVA FUENTE MUNDIAL DE ENERGIA
RENOVABLE
Working Paper · May 2017
CITATIONS
0
READS
1,053
2 authors, including:
Alberth Alfonso Gómez Martínez
University of Magdalena
3 PUBLICATIONS   0 CITATIONS   
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by Alberth Alfonso Gómez Martínez on 31 May 2017.
The user has requested enhancement of the downloaded file.
https://www.researchgate.net/publication/317264585_MATERIALES_PIEZOELECTRICOS_LA_NUEVA_FUENTE_MUNDIAL_DE_ENERGIA_RENOVABLE?enrichId=rgreq-3ca61eb7580551c959292419af49116b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMxNzI2NDU4NTtBUzo1MDAwNzg5ODUwODQ5MjhAMTQ5NjIzOTUyOTQ3Nw%3D%3D&el=1_x_2&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/publication/317264585_MATERIALES_PIEZOELECTRICOS_LA_NUEVA_FUENTE_MUNDIAL_DE_ENERGIA_RENOVABLE?enrichId=rgreq-3ca61eb7580551c959292419af49116b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMxNzI2NDU4NTtBUzo1MDAwNzg5ODUwODQ5MjhAMTQ5NjIzOTUyOTQ3Nw%3D%3D&el=1_x_3&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-3ca61eb7580551c959292419af49116b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMxNzI2NDU4NTtBUzo1MDAwNzg5ODUwODQ5MjhAMTQ5NjIzOTUyOTQ3Nw%3D%3D&el=1_x_1&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/profile/Alberth-Gomez-Martinez-2?enrichId=rgreq-3ca61eb7580551c959292419af49116b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMxNzI2NDU4NTtBUzo1MDAwNzg5ODUwODQ5MjhAMTQ5NjIzOTUyOTQ3Nw%3D%3D&el=1_x_4&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/profile/Alberth-Gomez-Martinez-2?enrichId=rgreq-3ca61eb7580551c959292419af49116b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMxNzI2NDU4NTtBUzo1MDAwNzg5ODUwODQ5MjhAMTQ5NjIzOTUyOTQ3Nw%3D%3D&el=1_x_5&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/institution/University-of-Magdalena?enrichId=rgreq-3ca61eb7580551c959292419af49116b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMxNzI2NDU4NTtBUzo1MDAwNzg5ODUwODQ5MjhAMTQ5NjIzOTUyOTQ3Nw%3D%3D&el=1_x_6&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/profile/Alberth-Gomez-Martinez-2?enrichId=rgreq-3ca61eb7580551c959292419af49116b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMxNzI2NDU4NTtBUzo1MDAwNzg5ODUwODQ5MjhAMTQ5NjIzOTUyOTQ3Nw%3D%3D&el=1_x_7&_esc=publicationCoverPdf
https://www.researchgate.net/profile/Alberth-Gomez-Martinez-2?enrichId=rgreq-3ca61eb7580551c959292419af49116b-XXX&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzMxNzI2NDU4NTtBUzo1MDAwNzg5ODUwODQ5MjhAMTQ5NjIzOTUyOTQ3Nw%3D%3D&el=1_x_10&_esc=publicationCoverPdf
 
1 Universidad del Magdalena, 2017 
MATERIALES PIEZOELÉCTRICOS: LA NUEVA FUENTE MUNDIAL DE ENERGIA 
RENOVABLE 
 
 
ALBERTH ALFONSO GÓMEZ MARTÍNEZ 
Universidad del Magdalena, Programa de Ingeniería industrial, Colombia 
E-mail: guyada5@gmail.com 
 
 
JUAN DAVID QUINTERO BERNAL 
Universidad del Magdalena, Programa de Ingeniería industrial, Colombia 
E-mail: juandqb96@gmail.com 
 
 
RESUMEN 
 
Este artículo tiene como fin de exponer las tendencias tecnológicas más transcendentales 
en el uso de materiales piezoeléctricos como nueva fuente de energía renovable. Por lo 
cual se efectuó un estudio a fondo que pretendía encontrar las tendencias globales dentro 
de los documentos publicados y patentados, realizados en el último año. 
Se obtuvo como resultado, que el país más interesado en aplicar esta clase de tecnologías 
es Estados unidos y dentro de este, las entidades que más solicitan la protección de las 
invenciones relacionadas con el uso de materiales como nueva fuente de energía 
renovable, son las empresas y corporaciones tecnológicas, también se logró analizar que 
existen dos tendencias tecnológicas principales y las cuales están direccionadas hacia la 
utilización de dispositivos semiconductores y sistemas de alimentación y distribución de 
energía eléctrica. 
Según la investigación se pudo concluir que las invenciones relacionadas con el uso de 
materiales como nueva fuente de energía renovable presentan una alta tendencia con 
respecto a las tecnologías orientadas a la utilización de redes de impedancia, circuitos 
resonantes, transductores acústicos electromecánicos análogos, circuitos y sistemas de 
acumulación de energía eléctrica, mecanismos de impresión selectiva, materiales por 
determinación de sus propiedades químicas, electroterapia, magnetoterapia, tratamiento de 
datos digitales eléctricos y dispositivos eléctricos semiconductores solidos no previstos en 
otro lugar. 
 
Palabras clave: Innovación, Tecnología, Energía renovable, Piezoeléctrico, Tendencias. 
 
 
2 Universidad del Magdalena, 2017 
1. INTRODUCCIÓN 
 
La historia del hombre es la historia de la búsqueda permanente de fuentes de energía y 
de sus formas de aprovechamiento, con el propósito humano de servirse del ambiente 
(CUNNINGHAM Robert., 2003). Desde el descubrimiento del fuego, el hombre ha utilizado 
y aprovechado todo tipo de energía que se pueda producir. Casi todos los tipos de energía 
que conocemos provienen directa o indirectamente del sol. Por ejemplo, el viento (potencia 
eólica) es causado por la energía cinética de la radiación solar la cual produce una 
diferencia de presión entre las diferencias de temperaturas de las masas de aire. Los 
combustibles fósiles o hidrocarburos provienen de la energía transmitida por el Sol y el 
proceso de descomposición en ausencia de oxígeno de especies vegetales, que poblaron 
la tierra hace millones de años (COLMENAR & CASTRO, 2012). 
La energía se encuentra dividida en dos tipos: energía renovable y energía no renovable. 
Las energías no renovables se almacenan de forma subterránea o terrestre por millones de 
años, y que tienen la característica de ser un recurso finito, un ejemplo de ellos son los que 
se consideran como combustibles fósiles, es decir, el carbón, petróleo, gas natural, entre 
otros. (SALAZAR-Ovidio, J.L., BADII M.H, GUILLEN A. & SERRATO Lugo). 
Las energías renovables Se crean en un flujo continuo y se disipan a través de ciclos 
naturales que se estima son inagotables, ya que su regeneración es incesante. Este tipo de 
energía es el que se explicará en detalle más adelante, en donde se definían todos sus 
tipos y por consiguiente sus usos. . (SALAZAR Ovidio, et al.2015). 
En su devenir la humanidad ha ido generando distintos modelos energéticos (pre agrícola, 
agrícola, agrícola avanzado, preindustrial, industrial e industrial avanzado) que tienen un 
denominador común, ya que están condicionados por sus fuentes de energía y su 
aprovechamiento. Además, siempre que se pasó de un modelo a otro se ha registrado un 
incremento del consumo de energía per cápita, así como de su consumo global. 
(CUNNINGHAM Robert., 2003). Esto debido a la dependencia del uso de energías 
convencionales y combustibles fósiles, los cuales se han sobreexplotado a lo largo de los 
años. 
Muchos países han intentado disminuir su dependencia a los combustibles fósiles por 
medio de investigaciones en fuentes de energía “verdes” o renovables, que disminuyan la 
gran contaminación que existe hoy en día, sin embargo, hoy por hoy los combustibles fósiles 
son la fuente de energía que más se utiliza en el planeta (COLMENAR & CASTRO). 
Actualmente, el planeta cuenta con una amplia población que para su desarrollo y 
estabilidad, requiere de altas cantidades de energía, por lo tanto es de vital importancia 
plantear cambios en la forma en cómo se está generando energía, creando de esta manera 
un desarrollo sostenible, y que a la vez contribuya al cuidado del medio ambiente. Debido 
a esto debemos buscar la forma de generar energía por medio de los recursos inagotables, 
y en este caso, hacemos referencia al uso de la energía mecánica del ser humano 
(movimiento), por medio de materiales piezoeléctricos, capaces de transformar esta 
energía, gracias a una serie de comportamientos específicas del material, en energía 
eléctrica, instalando dicho material en los pisos de gran movilidad para la generación 
continua de energía eléctrica. 
 
 
 
3 Universidaddel Magdalena, 2017 
2. METODOLOGÍA. 
 
La metodología tiene como objetivo detectar tendencias en el desarrollo tecnológico de los 
materiales piezoeléctricos del último año, consta de dos etapas descritas continuación. 
 
1. Revisión de la actividad inventiva y de patentamiento: En la primera etapa se 
hizo una búsqueda en la base de datos de la Organización Mundial de la Propiedad 
intelectual (OMPI), la ecuación de búsqueda fue diseñada para detectar todas las 
solicitudes de patente relacionadas con la utilización de materiales piezoeléctricos 
publicados entre el 2016 y lo que lleva corrido del 2017. Teniendo en cuenta los 
resultados se realizó una caracterización general de las invenciones y patentes 
resaltando factores importantes como: ciclo de vida de la tecnología, países líderes 
en el desarrollo de estas tecnologías y solicitantes líderes. 
 
2. Identificación de las tendencias tecnológicas: En esta segunda etapa se 
procedió a identificar las tendencias tecnológicas más relevantes que determinan el 
enfoque del desarrollo tecnológico en la utilización de materiales piezoeléctricos 
para la generación de energía renovable en el último año. Para conocer tales 
tendencias tecnológicas se tuvo en cuenta la clasificación internacional de patentes, 
como la subclase (IPC), el país demandante, las entidades solicitantes, tendencias 
de tópicos relacionados y la fecha de publicación (Dinámica tecnológica). 
 
 
3. DESARROLLO DEL ESTUDIO 
 
A partir de la ecuación de búsqueda construida, la base de datos de la OMPI arrojó un total 
de 1069 solicitudes de patente relacionadas con el uso de materiales piezoeléctricos para 
la generación de energía renovable publicadas entre el 01/09/2016 hasta la fecha. 
 
Ciclo de vida de la tecnología. 
 
Las primeras publicaciones relacionadas con el uso de materiales piezoeléctricos como 
nueva fuente de energía renovable en el periodo de tiempo 2016-2017, mostraron un 
crecimiento acelerado que se extiende durante el año siguiente, registrándose desde el 
01/09/2016 hasta el final de ese año, 219 publicaciones; y seguidamente se registró un 
notable incremento desde el comienzo del año 2017 hasta la fecha, el cual estuvo evaluado 
en un número de 800 publicaciones, siendo el punto más alto de la actividad inventiva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 Universidad del Magdalena, 2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 1. CICLO DE VIDA DE LA TECNOLOGIA 
 
 
 
Países líderes en la tecnología 
 
 
Tabla 2. PAISES LIDERES DE ACUERDO CON LA ACTIVIDAD DE PATENTAMIENTO 
 
Analizando el sitio de origen de las patentes encontradas, se logró observar que el principal 
país solicitante relacionado con el desarrollo de tecnologías orientadas al uso de materiales 
piezoeléctricos como nueva fuente de energía renovable, en los fechas comprendidas entre 
el 01/09/2016 y lo que lleva corrido el 2017, es Estados Unidos con un total de 632 
publicaciones; le siguen la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (WIPO) con 
0
50
100
150
200
250
Ciclo de Vida de la Tecnologia
 
5 Universidad del Magdalena, 2017 
307 publicaciones y finalmente, en el tercer puesto, se observa a Australia con un sondeo 
de 47 publicaciones. 
 
 
 
Solicitantes líderes 
 
De las 1069 solicitudes de patentes encontradas, se encontró que los solicitantes de 54 
invenciones son personas naturales y 1015 personas jurídicas, entendiéndose como 
personas jurídicas organizaciones académicas, universidades y empresas. Al convertir 
estos valores en porcentajes tenemos que los solicitantes del 95% de las invenciones son 
personas jurídicas y los solicitantes del 5% restante son personas naturales. 
 
 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 Universidad del Magdalena, 2017 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 3. Solicitantes líderes según la actividad inventiva. 
 
 
En el estudio realizado se encontró que son en total 274 los solicitantes de invención 
tecnológica, relacionada con el uso de materiales piezoeléctricos como nueva fuente de 
energía renovable. Los solicitantes líderes con relación al número de invenciones son Apple 
Inc. con 51 invenciones y Semiconductor Energy Laboratory Co., LTD. con 39; les sigue 
MAGIC LEAP, INC, Ethicon Endo-Surgery, LLC y SEIKO EPSON CORPORATION con 
valores similares de 33, 26 y 22 invenciones respectivamente; por último, se encuentran 
otras empresas internacionales como: CANON KABUSHIKI KAISHA con 13 invenciones y 
SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD. Con un numero de 10 invenciones desde el 
01/09/2016 hasta la fecha. 
 
 
 
Identificación de las tendencias tecnológicas. 
 
Las 1069 solicitudes de patente del estudio fueron agrupadas teniendo en cuenta su código 
de clasificación internacional de patentes, a estos grupos de datos se les nombró clases de 
tecnología, realizando un análisis se encontró que clases de tecnología más significativas 
son aquellas con código H01L, G01N, H02J, H03H. 
La clase de tecnología H01L, ocupa el primer puesto con 115 publicaciones, le sigue G01N 
con 69 publicaciones; convirtiendo a estas dos clases de tecnología, en los grupos de datos 
más importante en cuanto al número de invenciones y publicaciones. En tercer puesto se 
encuentra la clase H02J con 29 publicaciones y por último, en cuarto lugar, se tiene a la 
clase H03H, quien presenta un registro de 23 publicaciones. 
Nombre del solicitante Número de 
invenciones 
 
Apple Inc. 51 
 
Semiconductor Energy Laboratory Co., LTD. 39 
 
MAGIC LEAP, INC. 33 
 
Ethicon Endo-Surgery, LLC 26 
 
SEIKO EPSON CORPORATION 22 
 
CANON KABUSHIKI KAISHA 13 
 
SAMSUNG ELECTRONICS CO., LTD. 10 
 
 
7 Universidad del Magdalena, 2017 
0
20
40
60
80
100
120
140
H01L G01N H02J H03H
Tendencias Tecnológicas (IPC)
Teniendo en cuenta las particularidades de las invenciones de cada clase de tecnología, se 
denominaron de la siguiente manera las tendencias tecnológicas: 
 
- H01L: Dispositivos semiconductores; dispositivos eléctricos de estado sólido no 
previstos en otro lugar. 
 
- G01N: Investigación o análisis de materiales por determinación de sus propiedades 
químicas o físicas. 
 
- H02J: Circuitos o sistemas para la alimentación o distribución de energía 
eléctrica; sistemas para la acumulación de energía eléctrica. 
 
- H03H: Redes de impedancia, p. ej. Circuitos resonantes; resonadores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 4. TENDECIAS TECNOLOGICAS (IPC) 
 
 
 
 
 
 
 
8 Universidad del Magdalena, 2017 
REFERENCIAS 
 
- Aguirre, F. J. (2015). ANÁLISIS DE LA FACTIBILIDAD ECONÓMICA Y AMBIENTAL 
DE UTILIZAR BALDOSAS PIEZOELÉCTRICAS EN EL CAMPUS DE LA 
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA (UMNG). Universidad Distrital 
Francisco José de Caldas., 1-12. 
- Cunningham, R. E. (2003). La energía, historia de sus fuentes y transformación. 
Petrotecnia . 
- GUTIÉRREZ, J. A. (2013). BALDOSA PIEZOELÉCTRICA PARA ALIMENTAR 
SISTEMAS DE ILUMINACIÓN DE BAJO CONSUMO ENERGÉTICO. ESCUELA DE 
INGENIERÍA DE ANTIOQUIA. 
- Oviedo-Salazar, J. M. (Abril 2015). Historia y Uso de la energía renovable. Daena: 
International Journal of Good Conscience. , 10(1)1-18. 
 
View publication stats
https://www.researchgate.net/publication/317264585