Diseño de un prototipo de baldosa con propiedades piezoeléctricas para su aplicación en vías de acceso peatonal en la Universidad Cooperativa de Colombia sede Villavicencio.
Este proyecto de grado se enfoca en abordar dos problemáticas clave en la Universidad Cooperativa de Colombia, Sede Villavicencio: la falta de innovación en el ámbito de las energías renovables y la carencia de iluminación adecuada en las vías peatonales de acceso al campus. En un contexto global qu...
- Autores:
-
Parra Quiroga, Maria Camila
Martín Martín, William Alejandro
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Cooperativa de Colombia
- Repositorio:
- Repositorio UCC
- Idioma:
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- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
- TG 2023 IIC 54075
Movimiento
Fuerza y energia
Impacto Ambiental
Baldosas Piezoelectricas
Energia Cinetica
Genereacion de energia
Recuperacion de energia
Tecnología piezoeléctrica
Sostenibilidad energética
Innovación tecnológica
Vibraciones mecánicas
Tecnologías limpias
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Este proyecto de grado se enfoca en abordar dos problemáticas clave en la Universidad Cooperativa de Colombia, Sede Villavicencio: la falta de innovación en el ámbito de las energías renovables y la carencia de iluminación adecuada en las vías peatonales de acceso al campus. En un contexto global que promueve activamente la transición hacia fuentes de energía más sostenibles, este trabajo propone la implementación de baldosas piezoeléctricas como una solución integral y vanguardista. La ausencia de iniciativas innovadoras en el uso de energías limpias representa una brecha significativa en el actual escenario universitario. Este proyecto busca cerrar esa brecha mediante la adopción de tecnologías avanzadas, en particular, la integración de baldosas piezoeléctricas. Este enfoque no solo mejorará la seguridad peatonal al abordar la falta de iluminación en las áreas de acceso, sino que también introducirá una fuente de energía renovable y sostenible en el corazón del campus universitario. La elección de las baldosas piezoeléctricas no es fortuita; estos dispositivos son conocidos por su eficiencia y amigabilidad con el medio ambiente. Su instalación no solo cumpliría con las normativas y estándares técnicos para zonas peatonales, sino que también representaría una oportunidad concreta para la Universidad de liderar el camino hacia un entorno más ecológico y eficiente. El análisis técnico que se llevará a cabo en este proyecto abordará diversos aspectos, desde la selección de materiales conductores de energía piezoeléctrica hasta la evaluación de la viabilidad económica y social de la implementación de estas baldosas. Se explorará la eficiencia de las baldosas piezoeléctricas como generadores de energía, su sostenibilidad a lo largo del tiempo y su capacidad para recuperar costos iniciales. Este proyecto no solo busca resolver problemas inmediatos en el campus, sino también sentar las bases para futuras iniciativas sostenibles en otras instituciones educativas. Al liderar este cambio, la Universidad Cooperativa de Colombia, Sede Villavicencio, tiene la oportunidad de destacarse como pionera en la adopción de prácticas más conscientes y responsables en el uso de los recursos, inspirando a otras instituciones a seguir su ejemplo. |
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Parra Quiroga, M. C., y Martin Martin, W. A. (2023). Diseño de un prototipo de baldosa con propiedades piezoeléctricas para su aplicación en vías de acceso peatonal en la Universidad Cooperativa de Colombia sede Villavicencio. [Tesis de pregrado, Universidad Cooperativa de Colombia]. Repositorio Instruccional Universidad Cooperativa de Colombia. https://repository.ucc.edu.co/handle/20.500.12494/54075 |
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Revistas Científicas Especializadas: Busca en revistas científicas relacionadas con la energía renovable, la ingeniería eléctrica y la piezoelectricidad. Algunas revistas notable’s son "Renewable Energy," "Journal of Applied Physics," y "IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control." Libros de Texto: Consulta libros de texto sobre energía renovable y electrónica aplicada que cubran el tema de las baldosas piezoeléctricas y su integración en sistemas de generación de energía. Sitios Web de Organizaciones Científicas y Gubernamentales: Los sitios web de organizaciones como la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA) o el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) pueden proporcionar informes y documentos técnicos relacionados con esta área. Jaffe, B., Cook, W. R., & Jaffe, H. (1971). Piezoelectric ceramics. Academic Press. Cross, L. E. (1990). Piezoelectric ceramics: History and technology. Journal of the American Ceramic Society, 73(4), 797-818. Kim, S. J., & Kim, J. H. (2018). Piezoelectric energy harvesting tiles for sustainable smart cities: A review. Sensors, 18(1), 186. Park, K. I., Jeong, C. K., Ryu, J., Hwang, G. T., & Lee, K. J. (2018). Highly efficient, flexible piezoelectric PZT thin film nanogenerator on plastic substrates. Advanced Materials, 30(43), 1802760. Ohm, G. S. (1827). Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet [The Galvanic Circuit Investigated Mathematically]. Verlag des Landes-Industrie-Comptoirs. Ojeda, E. (2019). Diseño de Instalación de Baldosas Piezoeléctricas para Iluminar Multicancha en la Sede Viña del Mar. Valparaíso, Chile: Universidad Técnica Federico Santa Maria Avilés, E. P. (2022). PROYECTO DE DISEÑO DE UN SISTEMA. Treball defic. Bates, T. &. (2015). Managing Technology in Higher Education: Strategies for Transforming Teaching and Learning. Engineers, I. o. (s.f.). IEEE. Forsyth, A. K. 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Obtenido de: https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/14488/1/Proyecto%20de%20grado%20piezoelectricos%20en%20perfil%20vial%20piloto%20en%20Bogot%C3%A1.pdf Lesmes, F (2020). Generadores piezoeléctricos como alternativa energética: evaluación de factibilidad en la implementación en vías en ciudades intermedias. Obtenido de: https://www.researchgate.net/publication/339300816_Generadores_piezoelectricos_como_alternativa_energetica_evaluacion_de_factibilidad_en_la_implementacion_en_vias_en_ciudades_intermedias Delgadillo R. & Cañón E. (2018) Análisis técnico y económico del potencial de generación eléctrica a través de dispositivos piezoeléctricos. Obtenido de: https://repository.udistrital.edu.co/bitstream/handle/11349/15578/SoteloDelgadilloRodrigo2018.pdf?sequence=1&isAllowed=y JARAMILLO, A. F., GUILLERMO LÓPEZ, M., & MUÑOZ, K. J. (2018). DISEÑO DE UN PROTOTIPO DE BALDOSAS INTELIGENTES. BOGOTA: UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA. 2050, N. N. (2022). NTC 2050. Group, K. (2022). 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PLAN DE NEGOCIOS DE BALDOSAS PIEZOELÉCTRICAS. VILLAVICENCIO: UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS. MOLINA, S. C. (2019). UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS. Obtenido de https://repository.usta.edu.co/bitstream/handle/11634/16895/2019saragonzalez.pdf?seque#:~:text=Las%20baldosas%20piezoel%C3%A9ctricas%20son%20un,de%20los%20peatones%2C%20convirtiendo%20la Nano. (Noviembre de 11 de 2013). Nano Days. Obtenido de https://www.nisenet.org/sites Novelec, E. G. (18 de Abril de 2018). Novelec. Obtenido de https://blog.gruponovelec.com/energias-renovables/fuentes-de-energia-no-renovables-tipos-y-caracteristicas/ SOTELO DELGADILLO, R., & NIETO CAÑÓN, E. D. (2018). ANÁLISIS TÉCNICO Y ECONÓMICO DEL POTENCIAL DE GENERACIÓN ELÉCTRICA A TRAVÉS DE DISPOSITIVOS PIEZOELÉCTRICOS. BOGOTA: UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS. Unidas, N. (2012). un.org. Obtenido de https://www.un.org/es/climatechange/what-is-renewable-energy |
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En un contexto global que promueve activamente la transición hacia fuentes de energía más sostenibles, este trabajo propone la implementación de baldosas piezoeléctricas como una solución integral y vanguardista. La ausencia de iniciativas innovadoras en el uso de energías limpias representa una brecha significativa en el actual escenario universitario. Este proyecto busca cerrar esa brecha mediante la adopción de tecnologías avanzadas, en particular, la integración de baldosas piezoeléctricas. Este enfoque no solo mejorará la seguridad peatonal al abordar la falta de iluminación en las áreas de acceso, sino que también introducirá una fuente de energía renovable y sostenible en el corazón del campus universitario. La elección de las baldosas piezoeléctricas no es fortuita; estos dispositivos son conocidos por su eficiencia y amigabilidad con el medio ambiente. Su instalación no solo cumpliría con las normativas y estándares técnicos para zonas peatonales, sino que también representaría una oportunidad concreta para la Universidad de liderar el camino hacia un entorno más ecológico y eficiente. El análisis técnico que se llevará a cabo en este proyecto abordará diversos aspectos, desde la selección de materiales conductores de energía piezoeléctrica hasta la evaluación de la viabilidad económica y social de la implementación de estas baldosas. Se explorará la eficiencia de las baldosas piezoeléctricas como generadores de energía, su sostenibilidad a lo largo del tiempo y su capacidad para recuperar costos iniciales. Este proyecto no solo busca resolver problemas inmediatos en el campus, sino también sentar las bases para futuras iniciativas sostenibles en otras instituciones educativas. Al liderar este cambio, la Universidad Cooperativa de Colombia, Sede Villavicencio, tiene la oportunidad de destacarse como pionera en la adopción de prácticas más conscientes y responsables en el uso de los recursos, inspirando a otras instituciones a seguir su ejemplo.This degree project focuses on addressing two key issues at the Universidad Cooperativa de Colombia, Villavicencio: the lack of innovation in the field of renewable energies and the lack of adequate lighting in the pedestrian access roads to the campus. In a global context that actively promotes the transition towards more sustainable energy sources, this work proposes the implementation of piezoelectric tiles as a comprehensive and cutting-edge solution. The absence of innovative initiatives in the use of clean energy represents a significant gap in the current university scenario. This project seeks to close that gap through the adoption of advanced technologies, in particular, the integration of piezoelectric tiles. This approach will not only improve pedestrian safety by addressing the lack of lighting in access areas, but will also introduce a renewable and sustainable energy source into the heart of the university campus. The choice of piezoelectric tiles is not fortuitous; these devices are known for their efficiency and environmental friendliness. Their installation would not only comply with regulations and technical standards for pedestrian areas, but would also represent a concrete opportunity for the University to lead the way towards a greener and more efficient environment. The technical analysis to be carried out in this project will address various aspects, from the selection of piezoelectric conductive materials to the evaluation of the economic and social feasibility of implementing these tiles. The efficiency of piezoelectric tiles as energy generators, their sustainability over time and their ability to recover initial costs will be explored. This project not only seeks to solve immediate problems on campus, but also to lay the groundwork for future sustainable initiatives at other educational institutions. By leading this change, the Universidad Cooperativa de Colombia, Villavicencio Campus, has the opportunity to stand out as a pioneer in the adoption of more conscious and responsible practices in the use of resources, inspiring other institutions to follow suitResumen -- Abstract -- Introducción -- Problema de investigación -- Pregunta Problema -- Justificación -- Objetivos -- Objetivo general -- Objetivos específicos -- Marco Conceptual -- Energías Renovables y Sostenibilidad -- Piezoelectricidad -- Innovación en Infraestructuras Urbanas -- Seguridad Peatonal y Iluminación -- Evaluación Económica y Social de Proyectos Sostenibles -- Normativas y Estándares Eléctricos -- Innovación Tecnológica en Educación Superior -- Marco teórico -- Energía -- 1.1. ¿Qué es energía? -- 1.2. Energía Mecánica -- 1.3. Energía Cinética -- 1.4. Energía Vibracional -- 1.5. Energía Ambiental o Térmica -- Ley de Ohm -- Tipos -- 1.6. Voltaje (Tensión) -- 1.7. Corriente Eléctrica -- 1.8. Resistencia Eléctrica -- Ley de Kirchhoff de las Corrientes (Ley de Nodos)--- Ley de Kirchhoff de las Tensiones (Ley de Mallas) -- Diferencias de la corriente directa y alterna -- 1.9. Corriente Directa (CD): A continuación, se hablará de los tipis de corriente directa -- 1.11. Polaridad Constante -- 1.12. Usos Comunes -- 1.13. Voltaje y Corriente Constantes -- 1.14. Corriente Alterna (CA) -- 1.15. Dirección de Flujo de Electrones -- 1.16. Polaridad Cambiante -- 1.17. Voltaje y Corriente Variables -- Tipos De Generadores De Energía -- 1.18. Generadores de Combustión Interna -- 1.19. Generadores de Turbina de Vapor -- Generadores de Energía Renovable -- 1.20. Generadores Eólicos -- 1.21. Paneles Solares Fotovoltaicos -- 1.22. Generadores Hidroeléctricos -- Generadores de Energía Mecánica -- 1.23. Generadores Piezoeléctricos -- 1.24. Generadores de Energía de Respaldo -- 1.25. Generadores de Energía Termoeléctrica -- Baldosas Piezoeléctricas -- 1.26. Efecto Piezoeléctrico -- 1.27. Composición de las Baldosas Piezoeléctrica -- 1.28. Aplicaciones de las Baldosas Piezoeléctricas -- 1.29. Generación de Energía -- 1.30. Sensores de Presión -- 1.31. Cancelación de Vibraciones -- 1.32. Ventajas y Limitaciones -- 1.33. Investigación y Desarrollo -- Efecto Piezoeléctrico y Generación de Electricidad -- 1.34. Potencia Generada y Energía Renovable -- 1.35. Integración de Baldosas Piezoeléctricas en Energía Renovable -- 1.36. Carreteras Piezoeléctricas -- 1.37. Pasarelas y Zonas Peatonales -- 1.38. Generación de Energía en Edificios -- 1.39. Sostenibilidad y Energía Renovable -- Estructura Cristalina y Efecto Piezoeléctrico -- 1.40. Estructura Cristalina -- 1.41. Efecto Piezoeléctrico Directo e Inverso -- Comportamiento de los Materiales Piezoeléctricos -- 1.42. Coeficiente Piezoeléctrico -- 1.43. Histéresis -- Diseño y Aplicaciones de Baldosas Piezoeléctricas -- 1.44. Diseño de Baldosas -- 1.45. Generación de Energía -- 1.46. Sensores y Monitoreo -- Desafíos y Futuras Investigaciones -- 1.47. Eficiencia Mejorada -- 1.48. Durabilidad y Mantenimiento -- 1.49. Nuevas Aplicaciones -- 1.50. Materiales Piezoeléctricos Utilizados -- 1.51. Diseño y Configuración de Baldosas Piezoeléctricas -- 1.52. Factores de Eficiencia -- 1.53. Aplicaciones Avanzadas -- 1.54. Tecnologías de Almacenamiento de Energía -- 1.55. Aspectos Económicos y Ambientales -- Caracterización Mecánica y física de una baldosa -- 1.56. Características mecánicas -- 1.57. Fatiga Mecánica -- 1.58. Condiciones Ambientales -- 1.59. Voltaje y Frecuencia -- 1.60. Calidad del Material -- 1.61. Diseño del Dispositivo -- 1.62. Uso Intensivo -- Características físicas -- 1.63. Estructura Cristalina -- 1.64. Anisotropía -- 1.65. Constantes Piezoeléctricas -- 1.66. Modos de Operación -- 1.67. Respuesta en Frecuencia -- 1.68. Curvas de Histéresis -- 1.69. Resistividad Eléctrica -- 1.70. Coeficiente de Acoplamiento -- Metodología -- Investigación Aplicada -- Variables de metodología -- Independiente -- Interviniente -- Dependiente -- Establecer un estado de arte sobre diseño e implementación de baldosas piezoeléctricos -- Análisis de información -- Aplicación al proyecto -- Crear un prototipo de baldosa a partir del modelamiento físico matemático de un material piezoeléctrico -- - Diseño del Prototipo -- - Selección de Materiales -- -Construcción del Prototipo -- -Pruebas Experimentales -- -Análisis de Datos -- Implementación del modelamiento -- Construcción del prototipo a escala piezoeléctrico -- Caracterización Física Mecánica del prototipo -- Definición y duración del proceso productivo -- Localización del proyecto -- Caracterización demográfica de la población -- Macro localización -- Coordenadas geográficas de Villavicencio -- Micro localización -- ESTADO DEL ARTE -- RESULTADOS -- 1. Determinación de la corriente LED -- 2. Carga necesaria para encender el LED -- 3. Capacidad del capacitor -- fabricación del prototipo -- Pruebas -- Procedimiento prueba 2 -- Presupuesto realización de prototipo -- Conclusiones -- recomendaciones -- Bibliografía --PregradoIngeniería Civil88 p.spaUniversidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Ingeniería Civil, VillavicencioIngeniería CivilIngenieríasVillavicencioVillavicenciohttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2TG 2023 IIC 54075MovimientoFuerza y energiaImpacto AmbientalBaldosas PiezoelectricasEnergia CineticaGenereacion de energiaRecuperacion de energiaTecnología piezoeléctricaSostenibilidad energéticaInnovación tecnológicaVibraciones mecánicasTecnologías limpiasImpacto AmbientalDiseño de un prototipo de baldosa con propiedades piezoeléctricas para su aplicación en vías de acceso peatonal en la Universidad Cooperativa de Colombia sede Villavicencio.Trabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionRevistas Científicas Especializadas: Busca en revistas científicas relacionadas con la energía renovable, la ingeniería eléctrica y la piezoelectricidad. Algunas revistas notable’s son "Renewable Energy," "Journal of Applied Physics," y "IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control."Libros de Texto: Consulta libros de texto sobre energía renovable y electrónica aplicada que cubran el tema de las baldosas piezoeléctricas y su integración en sistemas de generación de energía.Sitios Web de Organizaciones Científicas y Gubernamentales: Los sitios web de organizaciones como la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA) o el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) pueden proporcionar informes y documentos técnicos relacionados con esta área.Jaffe, B., Cook, W. R., & Jaffe, H. (1971). Piezoelectric ceramics. Academic Press.Cross, L. E. (1990). Piezoelectric ceramics: History and technology. Journal of the American Ceramic Society, 73(4), 797-818.Kim, S. J., & Kim, J. H. (2018). Piezoelectric energy harvesting tiles for sustainable smart cities: A review. Sensors, 18(1), 186.Park, K. 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21:53:44.412https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)restrictedhttps://repository.ucc.edu.coRepositorio Institucional Universidad Cooperativa de 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