UTILIZAÇÃO DE CRISTAIS PIEZELÉTRICOS NO ASFALTO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

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UNESC

Faculdades Integradas de Cacoal

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UTILIZAÇÃO DE CRISTAIS PIEZELÉTRICOS NO ASFALTO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA.

Paulo Ricardo Junnior Barbosa de Oliveira

(UNESC)

Introdução:

        A busca pela produção de energia de forma limpa e renovável tem se intensificado nas ultimas décadas. A preocupação com a questão ambiental vem sendo discutida desde 1968, no clube de Roma, na Eco92 e na Rio+20 em 2012. Com isso iniciou-se uma corrida para melhorar os produtos no mercado deixando-os mais eficientes e pela busca de novas fontes de energia que não agridam o meio ambiente.

No Brasil por termos uma grande riqueza de águas, nossa produção de energia é de cerca de 66,2% vindas de Usinas Hidrelétricas e PCH's e, aproximadamente, 33,8% de outras fontes (ANEEL, 2015), contudo, certa de 2,7 milhões de habitantes ainda vivem sem energia elétrica, sendo desses 61,5 % vivem na zona rural da região Norte do país (CENSO 2010).

Apesar da energia vinda de Hidroelétrica ser considerada limpa ela trás muitos problemas para o meio ambiente (desmatamentos, inundação e deslocamento de animais de seu habitat). Uma solução para diminuir os impactos foi criar Pequenas Centrais Hidroelétricas que funcionam como as UHE, mas em uma área de represamento bem menor. Com isso temos uma diminuição considerável de agressão ao ambiente, mas elas ainda prejudicam o meio.

A necessidade de criação de formas limpas de geração de energia é eminente e pesando nisso pesquisadores e estudantes tem buscado uma forma de aproveitar os recursos de forma limpa e renovável. O modelo estudado no presente trabalho é a implantação de placas piezelétricas em estacionamentos e rodovias com objetivo de gerar energia através do deslocamento dos veículos.

Através da energia cinética do movimento dos veículos com as rodovias, é possível extrair energia elétrica e usá-la para a iluminação de nossas rodovias, estradas, sinais de transito e etc. Para diminuir os impactos causados pelas UHE, PCH’s, e outras fontes de geração de energia elétrica, são necessárias que sejam adotadas novas medidas para obtenção de energia elétrica.

 Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo apresentar uma solução, a utilização de placas Piezelétrica, verificar sua viabilidade econômica, e apresentar todos os benefícios que este sistema tem a oferecer.

Metodologia

Todas as informações sobre os cristais piezoelétricos e as demais contidas nesse artigo foram obtidas através de revisão bibliográfica, consultas em livros, artigo, web sites, entre outros.

Desenvolvimento

O automóvel é o meio de transporte mais utilizado no mundo, utilizamos para nos deslocar de um ponto a outro, para deslocarmos objetos de um ponto a outro, enfim, utilizamos automóvel em tudo e pra tudo, e consequentemente o planeta vem sofrendo a cada dia com a emissão dos gases poluentes na atmosfera. O fato é que a maioria de nossas fontes energéticas tem um impacto considerável na natureza. Então porque não aproveitar disso e tentar desperdiçar a menor quantidade possível de energia?

Há quase 240 anos atrás, o físico francês Antonie Laurent de Lavoisier mostrou que a massa dos produtos da reação era igual aos que deram origem a ela, o principio da conservação de massas, que na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma (LAVOISIER, 1777). Sendo assim sabemos que não criamos nada apenas transformamos em algo novo.

Cristal Piezoelétrico

O termo “piezo” vem do grego “piezen” que significa pressão, e num contexto geral, piezoeletricidade é a geração de energia através da pressão. O efeito piezoelétrico foi descoberto em 1880 por Pierre Curie e Jacques Curie, físicos franceses que descobriu que ao se comprimir cristais, tais como, sulfureto de zinco, quartzo, carbonato de zinco ou calamina, topázio, açúcar e sal de Rochelle, entre outros, um diferencial de tensão era criado quando a tensão mudava de compressão para a tração. Mais tarde em 1889 foi deduzida matematicamente a existência da piezeletricidade inversa onde se usa eletricidade para deformar os cristais através dos princípios fundamentais da termodinâmica por Lippmann. Após a primeira guerra mundial começou-se a produzir materiais piezoelétricos sinteticamente feitos de Titanato de Bário pela antiga URSS e o Japão e Titanato de Zirconato de Chumbo (PZT’s) durante a década de 40 e 50.

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Figura 01 - Um material inerte, sem deformação (A) em seguida ele sofre uma mudança na sua estrutura molecular (B) fazendo com que crie uma tensão de compressão, após, por ele ser elástico o material sofre tração completando o ciclo, produzindo energia (C).

Fonte: http://www.seara.ufc.br/(2015) ^[1].

O consumo de energia elétrica tem aumentado em todo mundo, isso porque a tecnologia tem tomado conta de todos os processos construtivos de nossa vida desde os mais simples aos mais complexos, tudo o que fazemos necessita de energia elétrica e esse grande crescimento demanda de um grande consumo de energia. Sendo assim é extrema a necessidade de mais e mais produção de energia elétrica para atender todas as necessidades de hoje e as futuras. Porém as formas de geração de energia utilizadas hoje, por mais limpa e renovável que pareça o que é o caso das Hidrelétricas e PCH’s e Energia Solar, elas agridem o meio ambiente em que vivemos.

Sendo assim os materiais piezoelétricos tem um diferencial que esta sendo explorado por empresas e universidades do mundo. Os cristais piezoelétricos, como dito anteriormente, possuem a capacidade de transformar energia mecânica (através da compressão e tração) em impulsos elétricos que tem aplicações infinitas. Imagine que em rodovias, estradas, calçadas, pistas de pouso de aviões, onde há grande movimentação, todos tivessem placas piezoelétricas, imagine quanta energia seria produzida. O conceito já vem sido utilizado em uma danceteria Bar Surya em Londres que segundo o dono a energia produzida é equivalente a 60% da energia consumida no estabelecimento. Outro exemplo é uma estação de metro na cidade de Shibuya, no Japão que implantou na plataforma de embarque para que fosse gerada energia com o passo das pessoas que andam por cima delas. E no Brasil cientistas da Universidade Estadual de São Paulo – UNESP tem feito um estudo de viabilidade e tentado desenvolver um material nacional melhor e mais barato, a ideia é utilizar polímeros junto ao PZT para aumentar a flexibilidade diminuindo a quantidade de PZT na placa reduzindo consideravelmente o preço o produto final.