Máquina caracterizadora de materiales piezoeléctricos

La sociedad, en su continua búsqueda de soluciones a las necesidades energéticas, ha explorado caminos que la han llevado a analizar incluso soluciones de microgeneración o nanogeneración, dando origen a técnicas conocidas como energy harvesting o cosechamiento de energía, que plantean la generación...

Full description

Autores:: Donato Nova, Sebastián
Fernández Moncada, Nicolás
Rincón, Juan David
Jejen Salinas, Santiago
Durán-Tovar, Iván Camilo

Tipo de recurso:: Article of investigation

Fecha de publicación:: 2021

Institución:: Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito

Repositorio:: Repositorio Institucional ECI

Idioma:: spa

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description	La sociedad, en su continua búsqueda de soluciones a las necesidades energéticas, ha explorado caminos que la han llevado a analizar incluso soluciones de microgeneración o nanogeneración, dando origen a técnicas conocidas como energy harvesting o cosechamiento de energía, que plantean la generación de energía eléctrica en forma renovable a partir de fuentes de origen natural o actividad humana, entre las cuales está el efecto piezoeléctrico. Las soluciones propuestas con base en esta tecnología son múltiples y han servido para clasificar los materiales desde el punto de vista químico, de composición del material, con varias herramientas, pero no se han realizado estudios desde el punto de vista de la frecuencia, fuerza y objeto de impacto, razón por la cual se diseñó una máquina caracterizadora de monedas piezoeléctricas, que permite controlar la velocidad de impacto, independizar la frecuencia y la fuerza aplicada, cambiar el objeto de impacto, variar distancias, medir tensiones y corrientes producidas, entre otras. Mediante pruebas preliminares hechas con otros tipos de máquinas de presión, se observa que los materiales piezoeléctricos no se deben impactar con materiales duros, como es el caso del metal. Al utilizar diversos tipos de cauchos, gracias a la versatilidad de la máquina, su sistema de control y la interfaz, se podrán obtener las clasificaciones en términos de corrientes, tensiones, fuerzas, frecuencias y velocidades, para obtener la mayor generación de energía eléctrica a partir de piezoeléctricos.
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Las soluciones propuestas con base en esta tecnología son múltiples y han servido para clasificar los materiales desde el punto de vista químico, de composición del material, con varias herramientas, pero no se han realizado estudios desde el punto de vista de la frecuencia, fuerza y objeto de impacto, razón por la cual se diseñó una máquina caracterizadora de monedas piezoeléctricas, que permite controlar la velocidad de impacto, independizar la frecuencia y la fuerza aplicada, cambiar el objeto de impacto, variar distancias, medir tensiones y corrientes producidas, entre otras. Mediante pruebas preliminares hechas con otros tipos de máquinas de presión, se observa que los materiales piezoeléctricos no se deben impactar con materiales duros, como es el caso del metal. Al utilizar diversos tipos de cauchos, gracias a la versatilidad de la máquina, su sistema de control y la interfaz, se podrán obtener las clasificaciones en términos de corrientes, tensiones, fuerzas, frecuencias y velocidades, para obtener la mayor generación de energía eléctrica a partir de piezoeléctricos.Society in its continuous search for solutions to energy needs has explored paths that lead it to analyze even micro-generation or nano-generation solutions, giving rise to techniques known as energy harvesting for the generation of electrical energy in a renewable way from sources of natural origin or human activity, among them, we find the piezoelectric effect. The solutions proposed in this technology are multiple and have classified the materials from the chemical point of view, material composition, with various tools. However, no studies have been carried out from the point of view of frequency, force, and impact object, which is why a piezoelectric coin characterizing machine was designed, which allows controlling the impact speed, making the frequency, and applied force independent, changing the impact object, varying distances, measuring voltages and currents produced, among others. Through preliminary tests carried out with other types of pressure machines, it is observed that piezoelectric materials should not be impacted with hard materials such as metal. By using different types of rubbers, thanks to the versatility of the machine, its control system, and the interface, different classifications can be obtained in terms of currents, voltages, forces, frequencies, and speeds, to obtain the highest power generation electrical from piezoelectric elements.9 páginasapplication/pdfspaUniversidad Escuela Colombiana de Ingeniería Julio GaravitoBogotá (Colombia)https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://www.escuelaing.edu.co/es/investigacion-e-innovacion/editorial-de-la-escuelacolombiana-de-ingenieria/Máquina caracterizadora de materiales piezoeléctricosPiezoelectric materials characterizing machineArtículo de revistainfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARThttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Julio - Septiembre de 20214112333N/ARevista de la Escuela Colombiana de IngenieríaBhaumik, A., Das. A., Mishra, A. K., Shaw, A., Yadav, A. y Roy, S. (2017). Non-conventional energy sources using piezoelectric crystal for wearable electronics (pp. 1-4). 1st International Conference on Electronics, Materials Engineering and Nano-Technology (IEMENTech). DOI 10.1109/IEMENTECH.2017.8077009.Cohen, R. E. (2008). First-principles theories of piezoelectric materials piezoelectricity: evolution and future of a technology (pp. 471-492). Heidelberg: Springer Berlin.Cúpich, M. y Garza, F. J. (2000). Actuadores piezoeléctricos. Ingenierías, III(6), 22-28.Da, Y. y Khaligh, A. (2009). Hybrid offshore wind and tidal turbine energy harvesting system with independently controlled rectifiers (pp. 4577-4582). 35th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics. DOI 10.1109/IECON.2009.5414866.Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (Fecyt) (2010). Materiales piezoeléctricos. 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Máquina caracterizadora de materiales piezoeléctricos

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