Definición de piezoelectricidad

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La piezoelectricidad es una propiedad que ostentan algunos cristales, los cuales se pueden polarizar eléctricamente si son sometidos a una cierta presión. Dicho fenómeno también puede desarrollarse en sentido inverso: estos cristales, sometidos a un campo eléctrico, se deforman por el accionar de fuerzas internas.

Un proceso para cristales

Cuando se somete un cristal piezoeléctrico a una tensión mecánica, consigue polarización eléctrica en su masa y, en su superficie, se producen cargas eléctricas y una diferencia de potencial. Por lo general, este efecto resulta reversible ya que, si los cristales ya no están sometidos al campo eléctrico o al voltaje externo, vuelven a adquirir su forma original.

Piezoelectricidad centro comercial

El volumen de gente que visita a diario los centros comerciales es ideal para la piezoelectricidad


Es importante mencionar que los cristales sintéticos o naturales que poseen piezoelectricidad no tienen centro de simetría. De este modo, una compresión hace que su centro de gravedad se disocie de las cargas eléctricas negativas y positivas. Frente a esta situación, surgen dipolos elementales en su masa y en las superficies enfrentadas aparecen cargas de signo opuesto.

La turmalina y el cuarzo son materiales piezoeléctricos. De hecho, los hermanos Jacques y Paul Curie descubrieron la piezoelectricidad al analizar la compresión del cuarzo. Estos físicos advirtieron que, al comprimir este mineral, se produce una separación de las cargas, favoreciendo una polarización.

En definitiva puede afirmarse que un cristal piezoeléctrico, al ser deformado o golpeado, produce voltaje (tensión eléctrica). Por lo tanto está en condiciones de generar energía eléctrica.

Aplicaciones de la piezoelectricidad

Un ejemplo de uso de un cristal piezoeléctrico puede hallarse en los encendedores eléctricos o encendedores de chispa. Estos dispositivos presentan un botón: cuando dicho botón es pulsado, se acciona una martillo de resorte que impacta contra un cristal piezoeléctrico, originando una corriente eléctrica que provoca una chispa.

También se usa esta propiedad para crear placas especiales que se colocan en el piso de ciertos espacios públicos, de manera que al recibir las pisadas de la gente se produzca energía autosostenible. Para estimar el impacto que esto puede generar en la transición hacia un mayor cuidado del medio ambiente, basta con echar un vistazo a la afluencia que tienen los aeropuertos y los centros comerciales, que se calcula en miles por día, y tener en cuenta que por cada pisada se puede obtener alrededor de 7 vatios.

Una estación de metro en Japón, por ejemplo, usa esta tecnología para producir la energía eléctrica que necesita para funcionar de forma completamente autónoma. Si se usara la piezoelectricidad en una carretera, por otro lado, colocando las placas en el pavimento, el paso de los automóviles podría ser suficiente para atender las necesidades eléctricas de las farolas y los carteles luminosos de todo el camino. Si a esto le sumáramos la producción de energía limpia en los propios coches, el resultado sería óptimo.

Piezoelectricidad pavimento

Con placas piezoeléctricas bajo el camino sería posible iluminar las ciudades de forma sostenible

Proyectos más focalizados

Hasta finales de 2020, las pruebas de aplicación de la piezoelectricidad se centraron en espacios muy amplios, pero los planes a futuro siempre incluyeron los ámbitos más pequeños, como ser el hogar y la oficina. De hecho, el establecimiento holandés Natuur Café La Porte tiene en su puerta giratoria un sistema que genera energía eléctrica cada vez que la usa un cliente, para abastecer toda la iluminación del local.

Como toda propuesta revolucionaria que exige una inversión económica considerable para dar el primer paso, toma mucho tiempo convencer a todos los ciudadanos de apostar por sus ventajas. Algo similar ocurre con las placas solares, que existen desde hace mucho tiempo y todavía son escasos los hogares que las usan. Sin embargo, lo más importante es continuar impulsando todos los proyectos que repercutan en un mayor respeto por el planeta, partiendo del entendimiento de que éste no nos pertenece sino que debemos devolverle los recursos que nos brinda.

Referencias

Autores: Julián Pérez Porto y Ana Gardey. Publicado: 2020. Actualizado: 2021.
Definicion.de: Definición de piezoelectricidad (https://definicion.de/piezoelectricidad/)

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