Placas Piezoeléctricas

El aprovechamiento de la energía ambiental que está constantemente disponible y es desperdiciada, como la energía que se genera por la deformación del suelo por el tránsito de personas, vehículos o vibraciones de las máquinas, es una fuente de energía renovable con alto potencial de aplicación.

Las placas piezoeléctricas son una tecnología que permite generar energía eléctrica a partir de energía mecánica. Este fenómeno funciona de forma que al ser sometidos determinados cristales a tensiones mecánicas (presión) adquieren una polarización eléctrica en su masa, creándose una diferencia de potencial y apareciendo cargas eléctricas en su superficie.

Por lo tanto esta tecnología permite convertir pisadas, saltos y pasos de las personas, vehículos y vibraciones, en energía eléctrica que se puede almacenar y utilizar para diferentes usos.

Están abiertas varias líneas de investigación y proyectos con sistemas piezoeléctricos.

La East Japan Railway Company ha instalado un pavimento piezoeléctrico para generación de energía eléctrica en el paso de torniquetes y puertas de entrada al metro. La superficie total utilizada en el sistema abarca aproximadamente 25 metros cuadrados y se estima una generación de energía de alrededor de 1400 kW por día.

La empresa Pavegen System ha diseñado una baldosa que recoge energía de las pisadas. Cuando se pisa se produce una flexión en su superficie de unos 5 mm, convirtiendo la energía cinética de la pisada en unos 5 o 7 W dependiendo de la deformación producida. La energía generada puede ser utilizada para aplicaciones de baja potencia no conectadas a la red eléctrica como instalaciones de iluminación LED, señalización y publicidad, también puede ser almacenada en las baterías instaladas en el propio elemento.

Se estima que la instalación de este tipo de baldosas, fabricadas con caucho 100% reciclado y hormigón polímero, pueden generar unos 20 kilovatios-hora (kWh) dependiendo del tránsito.

El Instituto de investigación Technion y posteriormente la empresa Innowatech, ha desarrollado sistemas piezoeléctricos para la obtención de energía tanto en tráfico de personas como rodado y ferroviario.

El sistema de funcionamiento en tráfico rodado consiste en abrir unas zanjas e introducir una serie de elementos piezoeléctricos quedando su superficie a tres centímetros bajo el asfalto.

De los generadores parten unos cables que conectan con unas baterías situadas fuera de la carretera de forma que la energía queda almacenada y puede ser utilizada para las necesidades locales o inyectarse en la red eléctrica. Los resultados de la prueba piloto que se hizo en una carretera Israelí fueron 2000 Wh de promedio por tramo, en cualquier caso suficiente para iluminar la carretera. La ampliación del proyecto a una longitud de un kilómetro a lo largo de un solo carril sería capaz de producir un promedio de 200 kWh por hora, electricidad suficiente para proveer para el consumo medio de entre 200 y 300 hogares en el caso que unos 600 camiones o autobuses viajaran de media a través de este tramo.

En el año 2010 el coste para una instalación de un kilómetro de un carril de la carretera se presupuestó en aproximadamente 650.000 dólares, aunque con una producción masiva, el precio podría bajar en dos tercios y ser más competitivos que los sistemas de energía solar.

Innowatech, a parte del sistema de obtención de energía por tráfico ferroviario, también ha desarrollado un sistema de monitorización ferroviario que permite proporcionar datos de alta precisión.

En la mayoría de los raíles de todo el mundo se utilizan unas almohadillas de plástico ensambladas en los durmientes para reducirelimpacto de las fluctuacionesdurante el viaje entren yal mismo tiemporeducir elruido ambiental. El sistema que ha desarrollado Innowatech tiene un tamaño y geometría similar a la almohadilla original, así que una vezque el tren pasa por un pulso eléctrico se genera energía posible analizar y procesar.

El movimiento puede ser una fuente inagotable de energía, la implantación de estos sistemas a gran escala podrían dar beneficios energéticos y medioambientales de gran magnitud al ser un sistema que se puede consumir en el mismo lugar, sin necesidad de líneas de alta ni media tensión, tampoco ocupa espacio público ni altera el paisaje, funciona en toda clase de condiciones meteorológicas. El único inconveniente podría ser el coste de las reparaciones en los sistemas de tránsito rodado ya que la instalación en sí parece que requiere sistemas de mantenimiento muy bajos y tiene una duración de tres décadas que lo hacen rentable.