ENSAYO - ENERGIA ALTERNATIVA.

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO

SEMESTRE II-2015

ASENTAMIENTOS HUMANOS

ENSAYO - ENERGIA ALTERNATIVA

PIEZOELECTRICIDAD

Estudiantes:

-FLORES NORIUSKA                                C.I. 24.272.699

-GONZALEZ NATHALY                                C.I. 24.219.604

-OBAYA GABRIEL                                        C.I. 24.463.387

Caracas. Edo. Miranda,  Marzo 2016

Piezoelectricidad

A la fecha, la energía eólica y solar han sido las dos opciones más exploradas a pesar de sus altos costos de inversión inicial y su aplicación en zonas naturales, sin que ninguna realmente encaje en zonas urbanas o en grandes metrópolis. Pensemos entonces en utilizar la energía generada por personas.

Se dice que una persona puede dar más de 200 millones de pasos durante toda su vida. ¿Cuántas personas transitan por el centro de una ciudad, por la entrada del metro, pasillos de la universidad?, energía que no se utiliza, que la desperdiciamos, entonces, ¿Qué sucedería si todos aportaran la fuerza de su caminar para alimentar el alumbrado público de las ciudades?, El proyecto que les presentaremos pretende utilizar dicha energía, creando un sistema que la aproveche y transforme en energía eléctrica, utilizándola en la misma ubicación.

Para hacer esto posible necesitamos de una tecnología llamada Piezoelectricidad, observada por primera vez por Pierre y Jacques Curie en 1881, mientras se dedicaban al estudio de la compresión del cuarzo. Descubrieron un  fenómeno que ocurre en determinados cristales que, al ser sometidos a tensiones mecánicas, en su masa adquiere una polarización eléctrica y aparece una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie. Este fenómeno también ocurre a la inversa: se deforman bajo la acción de fuerzas internas al ser sometidos a un campo eléctrico. El efecto piezoeléctrico es normalmente reversible: al dejar de someter los cristales a un voltaje exterior o campo eléctrico, recuperan su forma.

Los materiales piezoeléctricos son cristales naturales o sintéticos que carecen de centro de simetría. Una compresión o un cizallamiento provocan disociación de los centros de gravedad de las cargas eléctricas, tanto positivas como negativas.  Se distinguen dos grupos de materiales:

•Los de naturaleza piezoeléctrica primigenia: cuarzo, turmalina, etcétera.

•Los denominados ferroeléctricos: tantalato de litio, nitrato de litio, berlinita, en forma de materiales monocristalinos y cerámicas o polímeros polares, que tras ser sometidos a polarización adquieren propiedades piezoeléctricas, ya como microcristales orientados.

Aunque este fenómeno es conocido y estudiado, faltaba crear un sistema que consiguiera acumular la electricidad emitida por los cristales para reutilizarla en distintas aplicaciones.         

Una de las grandes ventajas de los cristales piezoeléctricos es que pueden incrustarse en objetos de uso cotidiano. Un ejemplo, es una plantilla creada por una joven filipino que se coloca en el calzado y aprovecha la fuerza de cada paso para generar energía. Todos los pasos unidos pueden generar la suficiente energía para alimentar pequeños dispositivos como teléfonos móviles o Tablet.

Los cristales piezoeléctricos también pueden usarse para producir electricidad a gran escala, y hasta hace pocos años no había sido posible utilizarla como una fuente masiva de energía. Ahora, dos empresas distanciadas por miles de kilómetros  han desarrollado dispositivos capaces no solo de captarla, sino también de acumularla en baterías para usarla como una fuente sostenible.

Pavegen, ubicada en el Reino Unido, e Innowattech, en Israel, crearon unas losas capaces de transformar la energía producida por la presión que se ejerce sobre ellas en electricidad apta para alimentar las redes del alumbrado público y establecimientos.

El proyecto se resume en una especie de baldosas que contienen los cristales, éstas están diseñadas para reducir al mínimo la huella de carbono. Se tiene en cuenta además los aspectos relacionados con la ecoeficiencia, por eso estas baldosas se fabrican a partir de neumáticos de camiones usados y aluminio reciclado, entre otros materiales, y en los últimos tiempos se han comenzado a usar botellas de plástico cien por ciento recicladas abaratando su costo, en el total de la losa más de un ochenta por ciento (80%) es de materiales reciclados. Este sistema ha sido desarrollado para instalarse fácilmente en pisos ya construidos o en proyectos nuevos. Las baldosas son resistentes al agua, por lo que pueden soportar lluvia, nieve y hielo; y las pruebas efectuadas han demostrado que podrían durar al menos cinco años, aunque Kemball-Cook afirma que lo ideal sería que duraran veinte (20).

Según cálculos realizados un paso genera 7 vatios de electricidad aproximadamente, aunque depende del peso de la persona. Estas losas están diseñadas para comprimirse 5 milímetros por paso, diferencia imperceptible para los peatones. La energía producida por las mismas se divide en un cinco por ciento (5%) para iluminar el logo LED de las propias baldosas, y el noventa y cinco por ciento (95%) directamente utilizado o almacenado para su uso posterior. Se sabe qué cada paso puede producir suficiente energía como para mantener encendida una lámpara de calle LED por treinta segundos, por lo que cuando se utiliza en vías muy transitadas, estaciones de metro, buses o discotecas, el verdadero potencial de este sistema sale a relucir.

Un ejemplo de todo lo antes mencionado se puede apreciar en el centro comercial urbano más grande de Europa, en el sitio donde se realizaron los Juegos Olímpicos de Londres 2012. Esta tecnología fue usada donde las personas circulaban sin saber que estaban produciendo energía. En su primera aplicación comercial, 20 losas fueron instaladas a lo largo del cruce central entre el estadio Olímpico de Londres y el recién inaugurado, para el momento, Centro Comercial Westfield Stratford City, el cual recibió unos 30 millones de clientes en su primer año. “La energía surgida de los pasos debería ser suficiente para alimentar a la mitad de las necesidades (del centro comercial) de iluminación exterior”, dijo Laurence Kemball-Cook. Los datos de la cantidad de energía renovable que se capturó durante los Juegos fueron recogidos por los sistemas de la compañía. A partir de ellos se estableció que, durante los Olímpicos, las losas recibieron más de un millón de pisadas.

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