Experiência com a PIEZOELETRICIDADE

Pré-produção: Consiste na preparação, planejamento e projeto do vídeo a ser produzido.

• Sinopse ou storyline: durante o vídeo vamos mostrar a realização de uma experiência envolvendo piezoeletricidade, vamos explicar o que é a piezoeletricidade e como ela envolve as disciplinas: Química, Física, Biologia e Matemática.

• Argumento: Com os avanços tecnológicos, podemos inventar inúmeras utilidades para o nosso dia-a-dia, entre elas algumas podem ser úteis na geração de energia. Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) realizaram uma pesquisa que visa ao desenvolvimento de um sistema para o aproveitamento da energia cinética dos carros para a geração de eletricidade. Primeiramente, eles realizaram a construção de sensores de radiação e de umidade de solo para elaborar dispositivos piezoelétricos, que geram energia quando são submetidos à pressão ou torção. Para gerar energia, o equipamento necessita de pressão, que seria exercida pela passagem  dos pneus dos veículos. Essa força provoca uma deformação mecânica no material, que produz energia elétrica. As aplicações dessa tecnologia são inúmeras, dentre elas destacam-se: em shoppings centers, para gerar energia para os corredores, em metrôs, em carros, para gerar energia para o motor, em compósitos de solas de sapatos, capazes de gerar energia suficiente para alimentar aparelhos celulares e outros eletrônicos portáteis enquanto seus usuários caminham. O próximo desafio é o desenvolvimento de matrizes mais moles, pois quanto maior a deformação do compósito, maior é o sinal gerado.

• Roteiro: -Cena 1: apresenta-se a experiência.

                -Cena 2: breve explicação sobre o que é piezoeletricidade e quais matérias ela envolve.

                -Cena 3: explicação sobre a experiência.

• Storyboard:                                                 

Produção:

Nomes dos integrantes: Felipe Reinhardt de Azevedo – 19 Gabriella Eduarda Jacomel – 25 Guilherme Jorge Magnoler – 28 Rebeca Rosa Ribeiro – 46 Vitor Henrique Cassaniga - 54 Yago Schmmit - 55 Série: 2 ano Turma: C	Colégio Dom Bosco Professor orientador: Marcos de Cristo
Vídeo: Piezoeletricidade	Áudio: Nyx -  Hypnotic
Cena 1: apresenta-se a experiência	Cena 1: Nyx -  Hypnotic
Cena 2: breve explicação sobre o que é piezoeletricidade e quais matérias ela envolve.	Cena 2: Com os avanços tecnológicos, podemos inventar inúmeras utilidades para o nosso dia-a-dia, entre elas algumas podem ser úteis na geração de energia. Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) realizaram uma pesquisa que visa ao desenvolvimento de um sistema para o aproveitamento da energia cinética dos carros para a geração de eletricidade. Primeiramente, eles realizaram a construção de sensores de radiação e de umidade de solo para elaborar dispositivos piezoelétricos, que geram energia quando são submetidos à pressão ou torção. Para gerar energia, o equipamento necessita de pressão, que seria exercida pela passagem  dos pneus dos veículos. Essa força provoca uma deformação mecânica no material, que produz energia elétrica. As aplicações dessa tecnologia são inúmeras, dentre elas destacam-se: em shoppings centers, para gerar energia para os corredores, em metrôs, em carros, para gerar energia para o motor, em compósitos de solas de sapatos, capazes de gerar energia suficiente para alimentar aparelhos celulares e outros eletrônicos portáteis enquanto seus usuários caminham. O próximo desafio é o desenvolvimento de matrizes mais moles, pois quanto maior a deformação do compósito, maior é o sinal gerado. Nesse trabalho percebe-se a presença das disciplinas envolvidas em ciências naturais, resumidamente, da seguinte maneira:  -Química: produção dos materias piezoelétricos, através de reações químicas. -Física: processos envolvidos nas transformações de energia mecânica em elétrica e produção de energia elétrica, que envolve eletrodinâmica. -Biologia: essa produção de energia gera uma energia limpa e alternativa, portanto não faz mal à natureza e é inesgotável e renovável. -Matemática: a economia de energia e, consequentemente, de dinheiro gerada pelo processo alternativo de produção de energia.
Cena 3: explicação sobre a experiência.	Cena 3: Aqui nós temos um exemplo de como funciona a piezoeletricidade. Aqui é um buzzer presente nos alarmes de carros e motos. Ele é responsável pelo apito e ele é composto por duas chapinhas de metal intercaladas por um pistal piezoeletrico, como se fosse um sanduiche. Quando ele sofre pressão mecânica, acende o led que está conectado a esse sistema.

Piezoeletricidade

                    Propriedade de um mineral em ficar com sua superfície carregada elétricamente quando é submetido a uma pressão nos extremos de seus eixos cristalográficos, ou vice versa, de sofrer pequenas mundanças de volume quando lhe é aplicada uma voltagem elétrica. Descoberta em 1880 pelos físicos franceses Pierre Curie e seu irmão Paul Jacques Curie, a piezoeletricidade, passou a ter um uso grande nos laboratórios e na indústria, como sensor (transdutor) de pressão e como calibrador da frequência de elementos oscilantes, na medida que uma voltagem aplicada a um cristal piezoelétrico, provoca sua dilatação e contração segundo a polaridade da corrente (oscilação).

                   Certos minerais tem a caracteristíca de gerar eletricidade  quando submetido a uma pressão em seus extremos de eixos cristalográficos e vice versa,  ou seja, de sofrer pequenas mundanças de volume quando lhe é aplicada uma voltagem elétrica.  A piezoeletricidade, tem grande uso nos laboratórios e na indústria, como sensor (transdutor) de pressão e como calibrador da frequência de elementos oscilantes, na medida que uma voltagem aplicada a um cristal piezoelétrico, provoca sua dilatação e contração segundo a polaridade da corrente (oscilação).

                   Dentre as muitas aplicações da piezoeletricidade temos:

• Osciladores para relógio a quartzo
• Produção ou detecção de som (sonar)
• Ultrasonografia médica
• Microbalanças, à base de cristal de quartzo, capaz de pesar massa de até 0,1 nanograma
• Microfones
• Produção de faísca em acendedores,
• Controles remotos para aparelhos eletrônicos
• Detectores de ondas em radar ultrasensíveis
• Espectrofotômetros

Resumo:

               Piezoeletricidade é a capacidade de alguns cristais gerarem corrente elétrica por resposta a uma pressão mecânica.  O efeito piezoelétrico é reversível pois os cristais piezoelétricos, quando sujeitos a uma voltagem externa, podem sofrer variações de formas. Exemplos de transformações mecânico-elétrica: Medidor de pressão. Exemplos de transformações eletrico-mecânica: Banho de ultra-som. Ou seja, a piezoeletricidade é uma maneira muito interessante de gerar energia, pois com pequenos esforços, praticamente imperceptiveis, podemos gerar uma eletricidade da qual nem nos damos conta.

Yago Schmmit - 55 - 2 ano C

Tecnologia brasileira

Com o objetivo de baratear a tecnologia, pesquisadores da USP se dedicam a desenvolver um produto nacional. Walter Sakamoto, da Faculdade de Engenharia e Maria Aparecida Zaghete, do Instituto de Química, são responsáveis por buscar inovações na tecnologia para que ela possa ser lançada no mercado brasileiro.

No momento em que é pressionada, a cerâmica se deforma e, quando a pressão cessa, ela volta à posição normal, e é neste momento que a energia é gerada. A cerâmica usada pelos japoneses é o  titanato zirconato de chumbo (mais conhecido pela sigla em inglês PZT) um material mais caro e que vai perdendo essa maleabilidade com o tempo. Por isso, Sakamoto pesquisa alternativas para deixar o piso mais maleável e potencializar a produção de energia.

Para poder empregar a tecnologia em estradas, que não poderiam ser constantemente recapeadas, o pesquisador estuda uma mistura do PZT com polímeros que, se for bem sucedida, pode diminuir a quantidade de cerâmica necessária para obter o mesmo efeito e aumentar a sua durabilidade. Em laboratório a mistura já foi capaz de acender um LED com a pressão dos dedos.

Também na tentativa de potencializar a produção de energia, Maria Aparecida, estuda as condições ideais para a deformação que altera a forma do piso e produz a energia. Outra atribuição da pesquisadora é encontrar uma forma de armazenamento para a força elétrica produzida. Estocar essa eletricidade seria uma grande inovação da produção de energia limpa e renovável.

Resumo:

              Seria muito interessante ter a piezoeletricidade no Brasil. Estudos já vêm sendo realizados por pesquisadores da USP para desenvolver um produto nacional e assim, buscar novidades tecnológicas para que ela possa ser lançada no Brasil. O pesquisador estuda uma mistura do PZT, com polímeros, que se der certo, pode diminuir a demanda de cerâmica utilizada e aumentar sua durabilidade. No laboratório já houve avanços, como acender um LED. Além desses testes, pesquisas a respeito das condições ideais para a produção vêm sendo realizadas também e o armazenamento dessa energia é conjuntamente alvo de estudos.

Rebeca Rosa Ribeiro - 46 - 2 ano C



Na natureza existem cristais que possuem um efeito especial, efeito piezo-elétrico, que ao serem pressionados por uma força mecânica produzem cargas em suas superfícies, as cargas produzidas são proporcionais a força mecânica que age sobre os cristais. O maior exemplo natural desses cristais é o quartzo, mas hoje também é bastante utilizado o tetanato de bário ou zirconato de chumbo.

Uma forma muito interessante de uso desses cristais é a produção de energia elétrica através da energia mecânica exercida por carros sobre um piso. Onde ao passar sobre uma placa de cerâmica, o automóvel estimula a produção de energia elétrica, podendo, com essa energia, alimentar semáforos, placas das ruas, postes.

Para a implantação desses piezoeletricos nas ruas cientistas da Unesp têm pesquisado sobre a construção de sensores de radiação e umidade de solo. Estes dispositivos também podem ser encontrados na natureza sob a forma de cristais de quartzo, mas poder sintetizá-los artificialmente permitiria um uso em escala industrial para um projeto tão amplo. Nos estudos, os pesquisadores utilizavam materiais importados, quando tiveram a idéia de buscar materiais nacionais com propriedades semelhantes. O grupo de estudo conseguiu, então, desenvolver um material de nanopartículas chamado titanato zirconato de chumbo (PZT) através de um processo químico. Disposto em formato de filmes, estes compósitos cerâmicos nanométricos não precisam ficar expostos na superfície do sólo, o que implica na possibilidade de uso em condições mais severas, como temperaturas elevadas, abaixo de 0ºC e de inundação. A geração da energia se daria por uma pressão intermitente no material, exercida pelos pneus, ou pelas passadas dos pedestres, causando uma deformação no material que é responsável pelo desprendimento de cargas elétricas. Quanto maior a massa sobre os sensores piezoelétricos, maior a energia emitida por eles.

Espero que esta tecnologia ganhe as nossas ruas pois assim teremos uma iluminação mais eficiente e menos onerosa.

Outras formas de se utilizar a energia obtida pelos piezelétricos é utilizar o material piezoelétrico na sola de sapatos acoplados a dispositivos que permitam recarregar celulares, entro do próprio automóvel, onde este material poderia ser aplicado em conjunto com amortecedores e outras peças móveis para poupar o motor do veículo, atualmente responsável pela geração de energia do sistema elétrico, que lhe rouba alguns cavalos, shoppings centers poderiam utilizar pisos especiais que transformassem os passos dos frequentadores em energia para iluminar os corredores.                                             

Felipe Reinhardt de Azevedo - 19 - 2 ano C.

Referência:

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=energia-piezoeletrica&id=010115100409

http://www.motorpasion.com.br/meio-ambiente/entenda-como-funciona-o-asfalto-sustentavel

Piezoeletricidade

É um fenômeno ou efeito causado por um transdutor, que é um dispositivo que converte um tipo de energia em outro. Os transdutores ultra-sônicos convertem energia elétrica em energia mecânica e vice-versa.

O efeito piezoelétrico foi descoberto por Pierre e Jacques Curie em 1880 e consiste na variação das dimensões físicas de certos materiais sujeitos a campos elétricos. O contrário também ocorre, ou seja, a aplicação de pressões.

Por exemplo, quando se coloca um material piezoelétrico num campo elétrico, as cargas elétricas da rede cristalina interagem com o mesmo e produzem tensões mecânicas.

O quartzo e a turmalina, cristais naturais, são piezoelétricos.

Energia piezoelétrica é a energia gerada por pressão, seja por veículos ou pessoas caminhando.

Ao passar sobre uma placa cerâmica embutida no asfalto veículos estimulam o material e produzem energia. Essa, por sua vez, alimenta a iluminação de placas e dos semáforos da própria rua ou estrada.

Existem várias formas de aplicação das cerâmicas piezoelétricas,como por exemplo:equipamentos médicos de imagem por ultrasonografia,Medidores de nível e distância por pulso-eco (os sensores de estacionamento automotivos são ultra-sônicos),Equipamentos de limpeza por ultra-som,Sensores de vibração e acelerômetro,Máquinas de solda por ultra-som,Transdutores ultra-sônicos para ensaios não destrutivos (END) e Atuadores e motores piezoelétricos.

Entendo que hoje em dia, os pesquisadores procuram formas alternativas para a produção de energia limpa. É importante para as pessoas, pois evita que aumente a poluição e a destruição da natureza. A energia piezoelétrica ainda custa caro para ser produzida em grande quantidade, porém é importante que as pesquisas estejam acontecendo, pois assim logo teremos alternativa para as outras energias que utilizamos atualmente.  

Guilherme Jorge Magnoler - 28 - 2 ano C.

Referências:

http://www.dicionarioinformal.com.br/definicao.php?palavra=piezoel%E9trico

http://pt.wikipedia.org/wiki/Cer%C3%A2mica_piezoel%C3%A9trica

http://www.redetec.org.br/inventabrasil/gerapiezo.htm

http://caroldaemon.blogspot.com/2010/11/energia-piezoeletrica.html

http://www.gentequeinova.com.br/noticias/noticia.php?id=362

Experiência com cristais piezoelétricos

Existe um método de conversão direta de energia mecânica em energia elétrica. Certos cristais, como o sal de Rochelle, turmalina ou sal de Seignette e o quartzo, têm a propriedade de gerar uma tensão elétrica, quando comprimidos. A tensão gerada, mais ou menos volts, depende do grau de compressão. Chama-se a isso de piezoeletricidade.

O cristal comprimido produz uma tensão elétrica.

O cristal de sal de Rochelle, por exemplo, é muitas vezes empregado no fonocaptor do toca-discos. Ele converte os sulcos do disco em tensão elétrica variável. A agulha do fonógrafo é mantida firme junto ao cristal; ao passar pelos sulcos do disco a agulha vibra, de ponta a ponta, de acordo com as variações de profundidade dos sulcos. Estas variações são transmitidas ao cristal sob a forma de variações de pressão. Em conseqüência, o cristal gera uma tensão variável a qual produz som, quando amplificada e dirigida a um alto-falante. O microfone de cristal é outro exemplo da aplicação da tensão gerada por deformação de cristais. Muitos acendedores de fogão e isqueiros funcionam na base da piezeletricidade.

Experimento: Retire o elemento piezelétrico de um velho acendedor de fogão (ele tem a forma de um pequeno cilindro). Às placas metálicas desse elemento ligue as garras jacarés de um voltímetro à válvula. Pressione sobre o cristal ou de pequenas pancadas sobre ele. A agulha do voltímetro se desvia para a direita ou esquerda conforme a pressão exercida aumenta ou diminui, respectivamente --- efeito piezelétrico.

 Referência: http://www.feiradeciencias.com.br/sala12/12_T05.asp 

Gabriella Eduarda Jacomel - 25 - 2 ano C

Piezoeletricidade

Referência: http://www.youtube.com/watch?v=asFZS84lfn0

Gabriella Eduarda Jacomel - 25 - 2 ano C

Mas afinal, o que é piezoeletricidade?

A piezoeletricidade é propriedade que certos materiais têm de liberar elétrons em resposta à pressão mecânica. A piezoeletricidade foi descoberta pelos irmãos Pierre e Jacques Currie, na França, há exatos 130 anos, quando realizando experimentos, perceberam que uma corrente elétrica surgia em certos cristais quando submetidos a pressões. Também perceberam que as faces desses cristais vibravam ao serem submetidos a uma diferença de potencial (tensão). E desde então foi aproveitada em várias aplicações comerciais, como em sensores acústicos, isqueiros, câmeras fotográficas, microscópios e relógios de quartzo. Em geral, esses materiais são cerâmicos e podem seu usados em microfones, sensores de pressão, transdutores de ultra-som. é um material com estrutura cristalina que se polariza com a pressão.

A maioria dos cristais não possui a propriedade piezo-eletricidade. O mais importante cristal natural que possui esta propriedade é o quartzo, que foi utilizado durante muito tempo na produção dos transdutores.

O objetivo desse novo material é obter energia elétrica de forma sustentável sem gerar danos ao meio ambiente. Esses materiais, ao serem pressionados, geram energia elétrica, mas devido aos altos custos e a dificuldade de se identificar o quartzo alfa, tivemos que buscar uma alternativa para substituí-los e a alternativa encontrada foi usar um sistema composto por molas, engrenagem e dínamos.   

Na geração de energia elétrica pelo movimento, a cerâmica empregada, geralmente o titanato zirconato de chumbo (mais conhecido pela sigla em inglês PZT), precisa se deformar com a pressão mecânica e ser capaz de voltar ao estado inicial uma vez cessado o estímulo – é nesse movimento que se gera energia, mas com o uso, o material vai perdendo essa maleabilidade. Para aumentar a durabilidade do material, pesquisadores estam estudando uma mistura de PZT com polímeros.

 Para entender como uma cerâmica pode gerar eletricidade é preciso saber como está organizada sua estrutura em escala nanométrica – um milhão de vezes menor que um milímetro. Para ser piezoelétrico, o material deve ter a estrutura molecular de um cubo um pouco deformado. É preciso que haja uma polarização. Assim, uma pequena deformação altera o volume da estrutura, o que faz com que elétrons sejam expulsos.

Resumo:

O efeito piezo-elétrico foi descoberto pelo fisico Pierre Curie, com a ajuda de seu irmão em 1880. Pierre percebeu que ao submeter certos cristais a uma pressão, surgia uma corrente elétrica, também percebeu que as faces dos cristais vibravam ao serem submetidos a uma diferença de potencial, os materiais mais usados para produzir o efeito piezo-elétrico são as cerâmicas. Os piezoelétricos são usados em microfones, sensores de pressão e transdutores de ultra-som. A maioria dos cristais não possui essa propriedade, o mais utilizado é o quartzo, que foi utilizado durante muito tempo para a produção de transdutores. O objetivo desse novo material é obter energia elétrica de forma sustentável sem gerar danos ao meio ambiente. Porém o cristal quartzo alfa tem um alto custo e é dificilmente indentificado .

Referência: http://www.eletrodomesticosforum.com/funciona_piezo.htm

http://www.mecatronicaatual.com.br/secoes/leitura/216

 

 

Vitor Cassaniga - 54 - 2 ano C

Balada gera energia a partir da dança das pessoas na pista

                 Acredite ou não, esse não é a primeira vez que usam um piso para gerar energia com as pisadas das pessoas, mas parece ser o primeiro a emplacar no Reino Unido. Na casa Club4Climate, em Londres, o projeto já funciona na prática. A casa destaca a preservação ao meio ambiente.

                Como se vê na imagem acima, a pista de dança gera energia usando um piso preparado (piezoelétrica). Conforme as pessoas pulam e batem o pé sobre a pista, o sistema transforma a energia mecânica das pessoas em elétrica através de cristais de quartzo e cerâmica, e armazena a energia em baterias. Boa parte da energia do clube é garantida, desde que a música não pare.

                 A aplicação é prática tecnologicamente. Seria apenas questão de tempo até que alguns empreendedores de casas noturnas combinassem um piso desses com um piso LED, gerando animações e efeitos coloridos no chão conforme a dança, e ainda por cima gerando energia elétrica, economizando o gasto de outras fontes.

Resumo:

         A casa Club4Climate, em Londres, também adotou o sistema de trasformação de energia cinética em eletricidade, através do uso de materiais piezoelétricos.

Referência: http://www.hardware.com.br/noticias/2008-07/487FADB3.html

Gabriella Eduarda Jacomel - 25 - 2 ano C

Bar capta energia produzida pela dança

               Todas as luzes e os sons de uma balada gastam uma quantia considerável de eletricidade. Pensando nisso, o dono do Bar Surya, em Londres, refez o chão da pista de dança de seu estabelecimento e o revestiu com placas que, ao serem pressionadas pelos frequentadores do lugar, produzem corrente elétrica.  Essa energia é então usada para ajudar na carga elétrica necessária à casa. Andrew Charalambous, o visionário dono do bar, diz que a eletricidade produzida pela pista modificada representa 60% da necessidade energética do
lugar.

Resumo:

               O Bar Surya, em Londres, pensando em minimizar os gastos com eletricidade, refez o chão da pista de dança e o revestiu com materiais piezoelétricos, que ao serem pressionados produzem corrente elétrica. Essa energia representa 60% da necessidade energética do lugar.

Referência:http://ebomfazerobem.blogspot.com/2010/11/bar-capta-energia-produzida-pela-danca.html

Gabriella Eduarda Jacomel - 25 - 2 ano C

Supermercado britânico gera energia do movimento nos estacionamentos

             A rede de supermercados britânica, Sainsbury's, inaugurou em sua loja na cidade de Gloucester, Reino Unido, um sistema que gera energia toda vez que um carro manobra no estacionamento, informou a empresa em comunicado publicado em sua página na internet.

             O sistema cinético funciona transformando a energia do movimento do carro (energia cinética) em eletricidade, toda vez que este passa por cima de placas colocadas estrategicamente no piso do estacionamento da loja.

             Segundo o comunicado, existe um potencial de gerar 30kW por hora. Esta energia que vai ser canalizada para alimentar os caixas do supermercado.

                                    

Resumo:

              Uma rede de supermercados britânica instalou um sistema que gera energia através das manobras de carros no estacionamento do supermercado. O sistema transforma energia do movimento do carro (cinética) em eletricadade. Esse sistema pode gerar 30kW por hora. A energia vai ser utilizada para alimentar os caixas do supermercado.

Referência:http://www.revistasustentabilidade.com.br/eficiencia-energetica/supermcado-britanico-gera-energia-do-movimento-nos-estacionamentos

    
Gabriella Eduarda Jacomel - 25 - 2 ano C

Piso gera eletricidade pela passagem de veículos e pedestres

             Ao passar sobre uma placa cerâmica embutida no asfalto, os veículos estimulam o material a produzir energia elétrica. Esta energia, então, alimenta a iluminação de placas e dos semáforos da própria rua ou estrada.

             Esta é apenas uma das possíveis aplicações de uma pesquisa feita na Universidade Estadual Paulista (Unesp) que visa ao desenvolvimento de um sistema para o aproveitamento da energia cinética dos carros para a geração de eletricidade.

           

Energia piezoelétrica

             O trabalho começou com o professor Walter Katsumi Sakamoto, do Departamento de Física e Química da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, que utilizou sua experiência na construção de sensores de radiação e de umidade de solo para elaborar dispositivos piezoelétricos, que geram energia quando são submetidos à pressão ou torção.

             Essas tecnologias têm em comum a utilização de compósitos cerâmicos nanométricos em formato de filmes. O pesquisador costumava importar alguns desses materiais, como o polifluoreto de vinilideno (PVDF), o poliéter-éter-cetona (PEEK) e o titanato zirconato de chumbo (PZT).

             No entanto, para desenvolver o sensor piezoelétrico, decidiu encontrar similares nacionais. Foi quando convidou a professora Maria Aparecida Zaghete Bertochi, do Departamento de Química Tecnológica da Unesp, em Araraquara, a participar do trabalho.



Fabricação de PZT

               "O desafio foi desenvolver um material que apresentasse boa dispersão no polímero e, para isso, precisávamos encontrar o tamanho e a dispersão ideal das partículas", conta Maria Aparecida. Bons resultados forma obtidos pela produção de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT) preparadas por processo químico.

              A fim de obter o material, o grupo de Araraquara desenvolveu um novo método de síntese para a cerâmica. O convencional, chamado de mistura de óxidos, exige altas temperaturas, além da submissão do material a um processo de moagem.

              Os pesquisadores conseguiram dispensar o tratamento térmico e a dispersão em meio aquoso e obtiveram o PZT a temperaturas de 180ºC. "Nosso método também promove menor contaminação ambiental por chumbo", disse a pesquisadora.

             Já o compósito desenvolvido com a matriz PEEK suportou temperaturas de até 360º C e a nanocerâmica ficou bem dispersa, formando um filme compósito bastante homogêneo.

Energia por pressão

              O filme não precisa ficar na superfície do solo o que torna o material apto a ser aplicado em condições severas. Os pesquisadores estimam que o dispositivo se manteria operante mesmo sob temperaturas inferiores a 0º C e sob água, como no caso de uma enchente, por exemplo.

              Para gerar energia, o equipamento necessita de pressão intermitente, que seria exercida pela passagem dos pneus dos veículos. Essa força provoca uma deformação mecânica no material, que produz energia elétrica.

              Sakamoto colocou o novo compósito entre duas placas de acrílico. O material gerou energia toda vez que uma das placas foi apertada manualmente, o que foi comprovado com o acendimento de um led (diodo emissor de luz) conectado ao dispositivo.

             "Essa tecnologia poderá gerar energia em áreas movimentadas e não somente a partir da passagem de carros, mas também de pessoas a pé", explicou Sakamoto.

             Segundo ele, shoppings centers poderiam utilizar pisos especiais que transformassem os passos dos frequentadores em energia para iluminar os corredores. Algumas estações de metrô no Japão já utilizam pisos do tipo.

Energia limpa

              O advento recente das lâmpadas led, que consomem bem menos energia do que as fluorescentes e incandescentes, deverá, segundo Sakamoto, ajudar a impulsionar o uso da tecnologia piezoelétrica. "Sem contar o ganho ambiental por se produzir uma energia limpa", salientou.

             "Dentro do próprio automóvel, poderíamos instalar geradores piezoelétricos que se alimentariam dos movimentos dos amortecedores, do giro dos pneus e de outras peças móveis", estima. A fonte alternativa pouparia o motor do carro, atualmente o responsável pela alimentação de seu sistema elétrico.

              As aplicações são inúmeras. Um exemplo seria o no uso de compósitos em solas de sapatos, capazes de gerar energia suficiente para alimentar aparelhos celulares e outros eletrônicos portáteis enquanto seus usuários caminham.

Aplicações dos materiais piezoelétricos

              Outro emprego da tecnologia piezoelétrica estaria na inspeção estrutural de materiais como, por exemplo, os usados na fuselagem de aeronaves. Sakamoto averiguou que o compósito foi bem-sucedido na detecção de microtrincas em placas de fibra de carbono presente nos aviões.

              Ao colar o filme compósito na superfície da placa, a presença de trincas é detectada. Isso ocorre porque as fissuras emitem sinais conhecidos como ondas de Lamb. Nesse caso, o PZT percebe a interferência e gera um sinal que pode ser lido em um osciloscópio.

              Entre outras possíveis aplicações desses sensores também estão a detecção de vazamentos de raios X em clínicas e hospitais e a produção de implantes capazes de estimular o crescimento ósseo guiado, o que seria muito útil em tratamentos ortopédicos e implantes dentário.

Supercapacitores

              Entre os próximos desafios da pesquisa está o desenvolvimento de matrizes poliméricas mais moles, semelhantes à borracha. "Em teoria, quanto maior a deformação do compósito, maior é o sinal gerado", explicou o professor da Unesp.

             Os pesquisadores procuram parceiros que se interessem em investigar novos capacitores que consigam armazenar uma quantidade maior de energia do que os modelos atuais. A nova geração desses dispositivos, apelidados de supercapacitores, é alvo das pesquisas desse tipo de energia.

             Sakamoto aponta que a resposta para esse obstáculo estará mais uma vez na nanotecnologia. "O desafio será desenvolver outro nanomaterial com a propriedade primordial de acumular grande quantidade de energia em um tamanho reduzido", disse.

Resumo

            

              Com os avanços tecnológicos, podemos inventar inúmeras utilidades para o nosso dia-a-dia, entre elas algumas podem ser úteis na geração de energia. Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) realizaram uma pesquisa que visa ao desenvolvimento de um sistema para o aproveitamento da energia cinética dos carros para a geração de eletricidade. Primeiramente, eles realizaram a construção de sensores de radiação e de umidade de solo para elaborar dispositivos piezoelétricos, que geram energia quando são submetidos à pressão ou torção. Eles obtiveram sucesso na produção de nanopartículas de titanato zirconato de chumbo (PZT), preparadas em um processo químico. Para gerar energia, o equipamento necessita de pressão intermitente, que seria exercida pela passagem  dos pneus dos veículos. Essa força provoca uma deformação mecânica no material, que produz energia elétrica. As aplicações dessa tecnologia são inúmeras, dentre elas destacam-se: em shoppings centers, para gerar energia para os corredores, em metrôs, em carros, para gerar energia para o motor, em compósitos de solas de sapatos, capazes de gerar energia suficiente para alimentar aparelhos celulares e outros eletrônicos portáteis enquanto seus usuários caminham. O próximo desafio é o desenvolvimento de matrizes mais moles, pois quanto maior a deformação do compósito, maior é o sinal gerado. Esses novos capacitores recebem o nome de supercapacitores.

               Nesse trabalho percebe-se a presença das disciplinas envolvidas em ciências naturais, resumidamente, da seguinte maneira:

-Química: produção dos materias piezoelétricos, através de reações químicas.

-Física: processos envolvidos nas transformações de energia mecânica em elétrica e produção de energia elétrica, que envolve eletrodinâmica.

-Biologia: essa produção de energia gera uma energia limpa e alternativa, portanto não faz mal à natureza e é inesgotável e renovável.

-Matemática: a economia de energia e, consequentemente, de dinheiro gerada pelo processo alternativo de produção de energia.

Referência:

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=energia-piezoeletrica&id=010115100409

Gabriella Eduarda Jacomel - 25 - 2 ano C