Piezoeléctricos para automóviles

INDICE PÁGINA

Planteamiento del problema......................................................................................2

Objetivo general.........................................................................................................3

Objetivos específicos..................................................................................................4

Justificación................................................................................................................4

Hipótesis……….............................................................................................................5

Antecedentes..............................................................................................................6

Metodología. ............................................................................................................21

Cronograma……………… .............................................................................................21

Avances del cronograma ..........................................................................................21

Recursos humanos....................................................................................................22

Recursos materiales.................................................................................................22

Referencias bibliográficas........................................................................................23

Planteamiento del problema

Este proyecto se crea por una de las tantas problemáticas que surgen cuando un chofer de vehículos particulares o taxis va de viaje o recorre distancias muy largas.

Uno de estos problemas es el rendimiento de la batería, ya que en ocasiones la vida útil de la misma no es de la mejor calidad y esto puede ocasionar que queden varados, así mismo en muchas de las ocasiones el automóvil queda con las luces encendidas por bastante tiempo , o estos medios de transporte cuentan con bastantes accesorios como pantallas , videojuegos , DVD , ventiladores externos , luces de mas , entre otras.

Teniendo en cuenta que estos no son los únicos problemas que se podrían citar ya que estos solo son superficiales por que la descarga de la batería también está afectada por un corto circuito o a que el alternador no está funcionando de una manera correcta o simplemente que dejo de funcionar. Sabemos que este tipo de acontecimientos se vuelven una problemática, esto impide llegar a los destinos provocando pérdidas de tiempo, ya que si se habla de viajes de trabajo, es hablar de dinero perdido.

Lo que se pretende con este proyecto es evitar que los automóviles se queden parados en medio de carreteas o autopista y de esta manera poder viajar de una manera tranquila y un poco más placentera sin importar las distancias que tengan que recorrer , así mismo evitar esas pérdidas tanto de tiempo como de dinero.

Se espera que en un futuro este proyecto se pueda implementar en otro tipo de vehículos como, maquinaria pesada, motocicletas, cuatrimotos, y vehículos que puedan servir de transporte, siempre y cuando funcionen con energía eléctrica

Objetivo general

Elaborar un dispositivo alimentado por materiales piezoeléctricos para automóviles, de esta manera poder alimentar las baterías de los automóviles y así alcanzar un máximo desempeño de la misma.

Objetivo especifico

Diseñar el dispositivo alimentado por materiales piezoeléctricos.

Crear una beta del dispositivo.

Hacer pruebas de funcionabilidad.

Finalmente instalar el dispositivo en un automóvil.

Justificación

Elaborar este dispositivo es con el objetivo de aprovechar otro tipo de energía alternativa, para esto se utilizaran los materiales piezoeléctricos ya que estos materiales producen energía a base de vibraciones y ondas.

Con este proyecto se tiene como objetivo ayudar al medio ambiente ya que la energía que estos materiales producen no necesita ningún tipo de combustible para funcionar, simplemente con vibración y las ondas de sonido que los automóviles producen, con esto sería suficiente para almacenarla en una batería alterna.

Se pretende que al elaborar este dispositivo se genere energía más pura, de la misma forma que se aproveche al máximo en los automóviles, evitando que estos queden varados.

Estos materiales son económicos, y algunos son duraderos de esta forma nos damos cuenta que producir este dispositivo será de bajo costo.

Se pretende que este dispositivo a base de materiales piezoeléctricos se implementado en todos los automóviles, de bajo costo y de lujo, de esta manera beneficiar a toda la sociedad en general,

Hipótesis

En este trabajo de tesis se asume como hipótesis lo siguiente “Se puede implementar esta nueva tecnología de los generadores Piezoeléctricos con materiales nanotecnológicos mediante el modelo a proponer y las distintas aplicaciones en México

antecedentes

¿Antes que nada debemos saber que es la piezoelectricidad?

La piezoelectricidad (del griego piezein, "estrujar o apretar") es un fenómeno presentado por determinados cristales que al ser sometidos a tensiones mecánicas adquieren una polarización eléctrica en su masa, apareciendo una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie. Este fenómeno también se presenta a la inversa, esto es, 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 no poseen centro de simetría. El efecto de una compresión o de un cizallamiento consiste en disociar los centros de gravedad de las cargas positivas y de las cargas negativas. Aparecen de este modo dipoloselementales en la masa y, por influencia, cargas de signo opuesto en las superficies enfrentadas.

Pueden distinguirse dos grupos de materiales: los que poseen carácter piezoeléctrico de forma natural (cuarzo, turmalina) y los llamados ferroeléctricos, que presentan propiedades piezoeléctricas tras ser sometidos a una polarización (tantalio de litio, nitrato de litio, berlinita en forma de materiales monocristalinos y cerámicas o polímeros polares bajo forma de microcristales orientados).

La propiedad de la piezoelectricidad fue observada por primera vez por Pierre y Jacques Curie en 1881 estudiando la compresión del cuarzo. Al someterlo a la acción mecánica de la compresión, las cargas de la materia se separan y esto da lugar a una polarización de la carga. Esta polarización es la causante de que salten las chispas.

Para que la materia presente la propiedad de la piezoelectricidad debe cristalizar en sistemas que no tengan centro de simetría (que posean disimetría) y por lo tanto que tengan un eje polar. De las 32 clases cristalinas, 21 no tienen centro de simetría. Todas estas clases menos una tienen la propiedad piezoeléctrica en mayor o menor medida. Los gases, los líquidos y los sólidos con simetría no poseen piezoelectricidad.

Si se ejerce una presión en los extremos del eje polar, se produce polarización: un flujo de electrones va hacia un extremo y produce en él una carga negativa, mientras que en el extremo opuesto se induce una carga positiva.

El alto voltaje obtenido, que es necesario para que salte la chispa, es mayor si se utilizan láminas de cristal estrechas y de gran superficie. Las láminas estrechas se cortan de manera que el eje polar cruce perpendicularmente a dichas caras. La corriente generada es proporcional al área de la placa y a la rapidez de la variación de la presión aplicada perpendicularmente a la superficie de la placa (dF/ dt es la rapidez del clic-clac).

Otra aplicación importante de la piezoelectricidad es la que resulta por cumplirse la propiedad inversa:

-Si sometemos la placa de material piezoeléctrico a una tensión variable, se comprime y se relaja oscilando a los impulsos de una señal eléctrica.

-Si esta placa está en contacto con un fluido le transmite sus vibraciones y produce ultrasonidos.

La primera aplicación práctica de la piezoelectricidad, que surge de la cualidad de transformar una señal mecánica (la presión) en una señal eléctrica (corriente eléctrica ), es la del sónar.

Al final de la Primera guerra mundial se descubrió que las ondas sonoras producidas por los submarinos podían ser detectadas por un trozo de cuarzo sumergido en el agua, en el que se medían las corrientes generadas pudiéndose detectar de qué dirección venía el sonido.

El sonar consta de una sonda (piezoeléctrico) que es un transductor, es decir, funciona con la siguiente sucesión de eventos:

Emite vibraciones que producen ondas ultrasónicas en el agua en la dirección del eje polar, es decir, recibe su eco.

El emisor se mueve para que la onda emitida barra el espacio hasta localizar la dirección en que se encuentra el obstáculo.

El eco recibido golpea el cristal piezoeléctrico y produce una corriente eléctrica.

Finalmente la distancia a que se encuentra el obstáculo

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