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