Comparación de Diferentes Morfologías de Pastillas Piezoeléctricas de Origen Nacional para la Cosecha de Energía de Vibraciones

Abstract

La posibilidad de fabricar materiales piezoeléctricos libres de plomo de origen nacional, en reemplazo de los PZT comerciales (titanio zirconato de plomo) abre el interrogante sobre qué tipo de geometría favorece la generación de energía eléctrica. En este trabajo se pretende responder esta pregunta analizando dos morfologías diferentes: disco y placa rectangular (piezoeléctricos) adosados sobre vigas cantiléver de acero. La comparación se realiza mediante el cálculo del factor geométrico, expresado como el producto de los acoplamientos electromecánico y modal, a partir de una formulación analítica desarrollada por los autores anteriormente. La obtención de la forma modal, para el caso del disco adosado sobre la viga, fue provista mediante el software de elementos finitos COMSOL Multiphysics, ya que no existe para este caso solución analítica exacta. A partir de los resultados obtenidos se observó que, para placas y discos de igual volumen, la generación es máxima cuando el espesor de las placas cuadradas es la variable a ajustar.