MaterialesMateriales piezoeléctricos piezoeléctricosProf: Pablo DelgadoProf: Pablo Delgado

La La piezoelectricidadpiezoelectricidad es la es la habilidad de algunos habilidad de algunos materiales de generar una materiales de generar una carga eléctrica cuando son carga eléctrica cuando son sometidos asometidos a

presión. presión.

Si un material piezoeléctrico es Si un material piezoeléctrico es expuesto a unaexpuesto a una

tensión eléctrica, tensión eléctrica, experimentará experimentará

una deformación una deformación mecánica.mecánica.

Estos dos Estos dos fenómenos se estimulan fenómenos se estimulan

mutuamente. mutuamente.

Es decir, que si se Es decir, que si se golpea o deforma un golpea o deforma un material con cualidades material con cualidades piezoeléctricas, esa piezoeléctricas, esa deformación provocará deformación provocará un voltaje que a su vez un voltaje que a su vez deformará el material, deformará el material, generando nuevamente generando nuevamente una tensión eléctrica, y una tensión eléctrica, y así sucesivamente.así sucesivamente.

El uso de El uso de dispositivos dispositivos piezoeléctricos piezoeléctricos ha ha experimentado experimentado un notable un notable auge en los auge en los años recientes, años recientes, y está en rápida y está en rápida expansión. expansión.

Su capacidad de convertir Su capacidad de convertir la energía mecánica en la energía mecánica en energía eléctrica y energía eléctrica y viceversa, los ha hecho viceversa, los ha hecho inestimables para los inestimables para los transductores acústicos transductores acústicos como los usados en como los usados en sistemas de sonar y en sistemas de sonar y en dispositivos clínicos de dispositivos clínicos de ultrasonidos, así como ultrasonidos, así como para diminutas bombas y para diminutas bombas y motores de alta precisión motores de alta precisión destinados a aplicaciones destinados a aplicaciones médicas y de otros tipos. médicas y de otros tipos.

Los materiales piezoeléctricos de alto rendimiento también han abierto nuevas posibilidades para obtener energía, utilizando el movimiento y las vibraciones ambientales para generar electricidad donde las baterías u otras fuentes de energía son poco prácticas o no se encuentran disponibles.

A lo largo de las últimas cuatro décadas se han

utilizado como materiales piezoeléctricos las cerámicas tipo perovskita (cerámicas de titanato de zirconio y plomo),

principalmente en aplicaciones acústicas,

entre otros motivos, por su alto módulo elástico,

y sus bajas pérdidas dieléctricas y elásticas.  

 Sin embargo, aunque también han sido utilizados con éxito en otras muchas aplicaciones, las cerámicas piezoeléctricas presentan un número importante de limitaciones

como bajas deformaciones, fragilidad y una alta densidad de masa que los convierten

en materiales

problemáticos

para su aplicación

en sectores

como el aeronáutico o el eléctrico-electrónico.

La cerámica piezoeléctrica es

muy dura y quebradiza, por lo

que no permite

hacer muchos

movimientos

Estas Limitaciones pueden ser superadas en Aplicaciones específicas utilizando materiales piezoeléctricos poliméricos en lugar de cerámicos.

“La cerámica toma mucha energía eléctrica a partir de mucho movimiento. Los polímeros, por su parte, son mejores para grandes fuerzas de movimiento, pero, a cambio, no son muy resistentes”

Lo que quieren hacer con ellos es diseñar materiales desde cero y así combinar las mejores cualidades de la cerámica con la de los polímeros, en el caso de las prótesis.

Los materiales Los materiales piezoeléctricos de base piezoeléctricos de base polimérica están siendo polimérica están siendo objeto de gran interés en el objeto de gran interés en el mundo industrial porque mundo industrial porque posibilitan su uso en posibilitan su uso en nuevas aplicaciones como nuevas aplicaciones como el sector transporte y el sector transporte y aeronáutico, entre otros.  aeronáutico, entre otros. 

"Las aplicaciones reales de esta tecnología provienen del hecho de que no vamos a tener que depender de materiales que tengan esta propiedad de la piezoelectricidad de forma natural”

Podemos crear materiales (artificialmente) usando ciertos efectos a nanoescala, lo que les proporciona mayor conversión de energía.