En este post se explica qué es el efecto piezoeléctrico en física. Así que encontrarás el significado del efecto piezoeléctrico, cuáles son los materiales piezoeléctricos y cuáles son las aplicaciones de este fenómeno físico.
Índice
¿Qué es el efecto piezoeléctrico?
El efecto piezoeléctrico es un fenómeno físico que aparece en algunos materiales, llamados materiales piezoeléctricos. El efecto piezoeléctrico consiste en la generación de una carga eléctrica al aplicar una tensión a un material.
Es decir, el efecto piezoeléctrico es un fenómeno que ocurre en algunos materiales concretos cuando son sometidos a una tensión mecánica, entonces el material adquiere una polarización eléctrica y aparece una diferencia de potencial eléctrico.
El efecto piezoeléctrico fue descubierto en 1880 por los hermanos Pierre Curie y Jacques Curie cuando estudiaron la compresión del cuarzo, que es un material piezoeléctrico.
Así pues, la piezoelectricidad es la propiedad física que poseen aquellos materiales en los cuales se produce el efecto piezoeléctrico, es decir, los materiales piezoeléctricos.
En definitiva, los materiales piezoeléctricos pueden convertir la tensión mecánica en electricidad. Así pues, la piezoelectricidad es muy útil porque permite pasar de energía mecánica a energía eléctrica. Más abajo veremos detalladamente las aplicaciones de los materiales piezoeléctricos.
Materiales piezoeléctricos
Los materiales piezoeléctricos son aquellos materiales en los que ocurre el efecto piezoeléctrico, es decir, los materiales piezoeléctricos son materiales que son capaces de transformar una tensión mecánica en una carga eléctrica.
Los materiales piezoeléctricos se pueden clasificar en dos tipos:
- Materiales piezoeléctricos naturales: son aquellos materiales que presentan piezoelectricidad de manera natural y, por tanto, no necesitan de ninguna modificación. Entre ellos destacan el cuarzo, la sal de Rochelle y la turmalina.
- Materiales piezoeléctricos ferroeléctricos: son aquellos materiales que deben ser sometidos a un proceso de polarización para que adquieran propiedades piezoeléctricas. Por ejemplo, el nitrato de litio, la berlinita o el tantalato de litio.
Cabe destacar que en los últimos años se ha incentivado el desarrollo de nuevos materiales piezoeléctricos que sean ambientalmente más seguros, ya que la piezoelectricidad es una propiedad física que resulta muy útil.
Aplicaciones del efecto piezoeléctrico
Una vez hemos visto la definición de efecto piezoeléctrico y los materiales piezoeléctricos más comunes, en este apartado discutiremos el uso de este fenómeno físico.
- Una aplicación de la vida cotidiana del efecto piezoeléctrico son los encendedores eléctricos. Estos dispositivos llevan un mecanismo con un cristal piezoeléctrico que transforma un golpe seco en una chispa.
- Asimismo, muchos sensores electrónicos se basan en el efecto piezoeléctrico. De manera que el sensor convierte una vibración en un pulso eléctrico que permite accionar otros aparatos eléctricos.
- El efecto piezoeléctrico tiene muchas aplicaciones en el ámbito de la ingeniería. Por ejemplo, en la fabricación de materiales por moldeo por inyección se emplea el efecto piezoeléctrico, así como en el sector de la aeronáutica y el de la astronáutica.
- El funcionamiento de los motores piezoeléctricos también se basan en el efecto piezoeléctrico, aunque en este caso utilizan el efecto piezo eléctrico inverso (explicado más abajo). Este tipo de motores reciben un impulso eléctrico y lo transforman en movimiento gracias a la piezoelectricidad.
- En medicina también se aprovecha el efecto piezoeléctrico. En concreto, el funcionamiento de muchos aparatos que sirven para diagnosticar problemas de salud se basan en este fenómeno físico, como por ejemplo el instrumento que se utiliza para hacer ecografías.
- Los micrófonos, los altavoces y los auriculares son dispositivos que se usan habitualmente y funcionan gracias al efecto piezoeléctrico, ya que transforman las vibraciones del sonido en ondas eléctricas o al revés.
Efecto piezoeléctrico inverso
Por último, veremos en qué consiste el efecto piezoeléctrico inverso, aunque seguro que por su nombre ya has intuido su significado.
En física, el efecto piezoeléctrico inverso consiste en transformar un voltaje eléctrico en una tensión mecánica. Es decir, el efecto piezoeléctrico inverso es el fenómeno físico contrario al efecto piezoeléctrico.
Por ejemplo, los auriculares utilizan se basan en el efecto piezoeléctrico inverso para transformar un señal eléctrico en una deformación mecánica que luego se convierte en sonido.
Esto significa que el efecto piezoeléctrico es reversible, de manera que si se deja de aplicar una tensión eléctrica a un material piezoeléctrico, este recupera su forma original.
