Los materiales piezoeléctricos son aquellos que tienen la propiedad de generar una carga eléctrica en respuesta a una deformación mecánica. Esto significa que cuando se aplica una fuerza o se ejerce presión sobre el material, se produce una acumulación de carga eléctrica en su interior. Esta carga eléctrica puede ser aprovechada para generar energía eléctrica o para medir la fuerza o presión aplicada al material.
Estos materiales son ampliamente utilizados en la industria para la generación de energía eléctrica a partir de movimientos mecánicos, como en los sistemas de recolección de energía de vibraciones. También se utilizan en la fabricación de sensores y transductores, como en los sistemas de diagnóstico médico por ultrasonido.
Además, los materiales piezoeléctricos tienen una amplia gama de aplicaciones en la tecnología moderna. Por ejemplo, se utilizan en sistemas de carga inalámbrica, en la medición de la presión de los neumáticos de los automóviles, en la estabilización de la vibración de los puentes y edificios, y en la fabricación de altavoces y micrófonos.
¿Qué materiales piezoeléctricos sirven para generar electricidad?
- Cristales de cuarzo: los cristales de cuarzo son los materiales piezoeléctricos más comunes. Se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde relojes de cuarzo hasta sensores de presión y acelerómetros.
- Cerámica de titanato de bario: la cerámica de titanato de bario es otro material piezoeléctrico comúnmente utilizado. Es particularmente útil para la generación de energía a partir de vibraciones mecánicas de baja frecuencia.
- Cerámica de titanato de plomo: la cerámica de titanato de plomo es otro material piezoeléctrico comúnmente utilizado. Se utiliza en aplicaciones que requieren una alta eficiencia de conversión de energía, como la generación de energía a partir de vibraciones de alta frecuencia.
- Polímeros piezoeléctricos: algunos polímeros tienen propiedades piezoeléctricas, como el polivinilideno fluorado (PVDF). Se utilizan en aplicaciones donde se requiere una mayor flexibilidad o durabilidad, como sensores de presión o materiales inteligentes.
Ya que estás aquí interesado por los materiales piezoeléctricos para generara electricidad, quizás también pueda ayudarte nuestro post: ¿Qué son son los materiales conductores?
¿Qué aplicaciones tiene los materiales piezoeléctricos?
- Sensores de presión: los materiales piezoeléctricos pueden convertir la presión en una señal eléctrica. Esto los hace ideales para su uso en sensores de presión, como los que se encuentran en los sistemas de frenos antibloqueo y los medidores de presión de neumáticos.
- Generación de energía: los materiales piezoeléctricos pueden convertir la energía mecánica en energía eléctrica. Se utilizan en la generación de energía a partir de vibraciones mecánicas, como las vibraciones de un motor o las vibraciones en un puente.
- Actuadores: los materiales piezoeléctricos pueden convertir una señal eléctrica en una deformación mecánica. Se utilizan en actuadores, como los que se encuentran en los sistemas de enfoque automático de las cámaras.
- Ultrasonido: los materiales piezoeléctricos pueden producir ondas de sonido de alta frecuencia cuando se les aplica una señal eléctrica. Se utilizan en aplicaciones de ultrasonido, como los equipos de diagnóstico médico y la limpieza ultrasónica.
- Control de vibraciones: los materiales piezoeléctricos pueden utilizarse para controlar las vibraciones mecánicas, como las que se producen en los sistemas de suspensión de vehículos y las estructuras de los edificios.
En resumen, los materiales piezoeléctricos tienen muchas aplicaciones útiles en diferentes campos, gracias a su capacidad para convertir la energía mecánica en energía eléctrica y viceversa.
Fuentes de referencia
- «Piezoelectric materials and devices: applications in engineering and medical sciences», por K.R. Sarma y R. K. Pandey (2019): https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405452619302046
- «Piezoelectric Materials: Advances in Science, Technology and Applications», por N. Setter, ed. (2010): https://www.springer.com/gp/book/9783642118227
- «Piezoelectric Ceramics: Principles and Applications», por A.R. Safari y S.J. Milne (2018): https://www.sciencedirect.com/book/9780081019224/piezoelectric-ceramics
- «Piezoelectricity: An Introduction to the Theory and Applications of Electromechanical Phenomena in Crystals», por W. Heywang y H.J. Tschudy (1981): https://www.springer.com/gp/book/9783540116855
- «Applications of Piezoelectric Quartz Crystal Microbalances», por T. Thundat y R. J. Warmack (1997): https://www.sciencedirect.com/book/9780126853557/applications-of-piezoelectric-quartz-crystal-microbalances
