▷ Piezoelectricidad

En este artículo se explica qué es la piezoelectricidad en física. Asimismo, encontrarás cuáles son los materiales piezoeléctricos y, además, podrás ver cuáles son las aplicaciones de la piezoelectricidad.

Índice

¿Qué es la piezoelectricidad?

La piezoelectricidad es la propiedad eléctrica que poseen algunos cristales que consiste en la transformación de una tensión mecánica en una tensión eléctrica. Es decir, los materiales piezoeléctricos son capaces de transformar una presión en electricidad.

El funcionamiento de la piezoelectricidad es el siguiente: al someter una tensión mecánica a un material piezoeléctrico, se produce una polarización eléctrica de manera que una zona del material adquiere carga negativa y otra zona carga positiva. En consecuencia, aparece una diferencia de potencial que puede aprovecharse para generar electricidad.

Así pues, el efecto piezoeléctrico es como se llama el fenómeno físico que producen este tipo de materiales y mediante el cual se puede transformar una fuerza en corriente eléctrica.

Los descubridores de la piezoelectricidad fueron los hermanos Pierre Curie y Jacques Curie en el año 1880, cuando al estudiar la compresión del cuarzo descubrieron el efecto piezoeléctrico.

Ten en cuenta que este fenómeno también ocurre al revés, por lo que si se aplica un voltaje a un material piezoeléctrico, este se deforma. Este fenómeno se conoce como efecto piezoeléctrico inverso.

Materiales piezoeléctricos

Los materiales piezoeléctricos son aquellos materiales en los que poseen la propiedad de la piezoelectricidad, es decir, los materiales piezoeléctricos son materiales capaces de transformar una tensión mecánica en un voltaje eléctrico.

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 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 de la piezoelectricidad

Ahora que ya sabemos la definición de la piezoelectricidad y en qué consisten los materiales piezoeléctricos, vamos a ver para qué sirve esta propiedad eléctrica.

Encendedores piezoeléctricos: un ejemplo de la vida cotidiana de la aplicación de la piezoelectricidad son los encendedores eléctricos. Estos dispositivos llevan un mecanismo con un cristal piezoeléctrico que transforma un golpe seco en una chispa.
Sensores de presión y aceleración: los materiales piezoeléctricos se utilizan en la fabricación de sensores de presión y acelerómetros para una variedad de aplicaciones, como la medición de la presión arterial en dispositivos médicos, la detección de impactos en sistemas de seguridad automotriz y la monitorización de la vibración en maquinaria industrial.
Generación de energía: la piezoelectricidad se utiliza en dispositivos de recolección de energía, donde la energía mecánica, como la vibración o el movimiento, se convierte en energía eléctrica. Estos dispositivos se usan en aplicaciones como sensores remotos, dispositivos portátiles y tecnologías de bajo consumo energético.
Filtros y resonadores: los dispositivos piezoeléctricos se utilizan en filtros de señales eléctricas y resonadores en circuitos electrónicos para controlar la frecuencia y filtrar señales no deseadas.
Ingeniería: la piezoelectricidad 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.