Grupo 2 - Tapete Piezoelétrico

Grupo 2

Ana Luíza Costa Barbosa
Geovana dos Santos
Rubert Gabriel Marques de Paula
Verônica Sobrinho de Souza

Título do projeto: Tapete piezoelétrico.

Ideia: A intenção do grupo é criar um tapete, o qual transformará energia mecânica dada pelo movimento sobre o tapete em energia elétrica através de piezoelétricos.

Conceito: Esse trabalho consiste em uma medida alternativa para obtenção de energia limpa e renovável mediante a criação do tapete, o qual será um produto de baixo custo que utiliza materiais flexíveis e de fácil transporte. Devido a isso, ele poderá ser utilizado em diversos locais, tais como, na entrada de uma estação de metrô, em uma pista de dança, em estradas, ou seja, em lugares onde haja movimentação de pessoas que viabilizam a aplicação desse trabalho.

Pesquisa: Piezoeletricidade é a capacidade de alguns cristais gerarem tensão elétrica por resposta a uma pressão mecânica. O termo piezoelétrizidade provém do grego (piezein), que significa apertar/pressionar. Referente à geração de corrente elétrica, juntou-se a designação de eletricidade, de modo que piezoelétricidade é interpretado como a produção de energia elétrica devido à compressão sobre determinados materiais.

Este fenômeno, descoberto em 1880 pelos Curies, denominado efeito piezoelétrico é reversível, ou seja, os materiais exibem o efeito piezoelétrico direto ( a geração interna de carga elétrica resultante de uma força mecânica aplicada) e também exibem o efeito piezoelétrico reverso (a geração interna de uma tensão mecânica, resultante de um campo elétrico aplicado). Cristais de quartzo, turmalina, sal de Rochelle, topázio, etc. exibem efeito piezoelétrico em seu estado natural.

O fenômeno piezoelétrico é encontrado em aplicações utéis, como a produção e detecção de som e em diversos equipamentos como o microfone, o acendedor de fogão, balanças eletrônicas, guitarras elétricas, entre outros.

Ele também pode ser utilizado na geração de energia elétrica em maior escala, como a utilização de cerâmicas piezoelétricas em pistas de danças, que acendem as luzes no próprio ambiente, ou no piso de estações de metrô, utilizado para alimentar letreiros luminosos e catracas eletrônicas.

Além disso, na área da saúde, são utilizados para se medir pressão cardíaca e registrar os batimentos cardíacos, emitir ou recepcionar ultrassons a fim de visualizar órgãos humanos através da conversão da energia proveniente das ondas emitidas pelo funcionamento dos órgãos que faz vibrar uma lâmina de material piezoelétrico.

No trabalho utilizou-se o transdutor piezoelétrico, Figura 1, também conhecido como disco ou pastilha piezoelétrica. Ele trata-se de um tipo de sensor capaz de detectar toques e vibrações. Tal disco (pastilha) piezoéltrico é formado geralmente por um disco de latão, pastilha de cerâmica e eletrodo de prata, sendo o centro (branco - prata) como terminal positivo, e a borda (dourada - latão) como terminal negativo.

Figura 1 - Piezoelétrico.

Lista de materiais:

- 21 piezoeléctricos;
- capacitor;
- o condutor;
- compensado (estrutura para o tapete);
- fita de LED.

Custos:

- kit de 21 Piezos: R$ 15,00;
- Capacitor: R$ 0,50;
- Fita de LED (20 cm): R$ 2,00;
- Rolo de fio esmaltado: R$ 5,00;
- Compensado (2,22 m x 1,6 m x 4 mm): R$ 18,99.

O circuito:

Os piezos serão distribuídos conforme a Figura 2 abaixo. Com o intuito de aumentar a tensão eles foram colocados em série, mas também devido a baixa produção de corrente eles foram conectados em paralelo. O capacitor tem a função de armazenar a carga, já que teremos apenas impulsos elétricos com o impacto mecânico. E, assim, acoplaremos a carga (fita de LED) à saída do circuito.