¿Cómo funcionan los cristales piezoeléctricos? Escrito por Isaiah David | Traducido por Juan Manuel Rodriguez

El cuarzo es un cristal piezoeléctrico.

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El efecto piezoeléctrico Ciertos cristales como el cuarzo son piezoeléctricos. Esto significa que cuando se comprimen o golpean, generan una carga eléctrica. También funcionan a la inversa, es decir: si se aplica una corriente eléctrica a través de un cristal piezoeléctrico, la forma cristalina cambiará ligeramente. Esta propiedad hace que los cristales piezoeléctricos sean útiles en muchas aplicaciones.

Relojes de cuarzo Uno de los usos más importantes de la piezoelectricidad se encuentra en los relojes de cuarzo y temporizadores. Un cristal de cuarzo vibrará a una cierta velocidad, dependiendo de su tamaño. A medida que el cristal vibra hacia atrás y adelante, genera impulsos eléctricos. Un reloj de cuarzo utiliza un corte pequeño de cristal a un tamaño preciso para mantenerse en el tiempo. Un circuito, llamado oscilador de cristal de cuarzo, mantiene la vibración agregando electricidad a sus impulsos. El reloj cuenta el número de pulsos que el cristal de cuarzo crea y utiliza como basepara la medición de segundos, minutos y horas.

Usos acústicos Los dispositivos piezoeléctricos se pueden utilizar tanto paracapturar el sonido como para producirlo. Las pastillas piezoeléctricas se utilizan habitualmente para guitarras folk y otros instrumentos acústicos. Una pastilla piezoeléctrica es una tira de material piezoeléctrico conectado a dos cables adjuntada al instrumento. Cuando se toca el instrumento, el sonido lo hace vibrar. Estas vibraciones crean una corriente eléctrica en la pastilla piezoeléctrica, que puede ser grabada o amplificada como sonido. Un piezoaltavoz funciona de manera opuesta. La electricidad fluye en una lámina del material piezoeléctrico, por lo que se dobla hacia atrás y adelante. Esto crea ondas de presión en el aire, que oímos como sonido.

Encendedores piezoeléctricos Una de las aplicaciones más visibles de la piezoelectricidad es el encendedor piezoeléctrico. Casi cualquier encendedor con un botón pulsador es accionado por la

piezoelectricidad. Cuando presionas el botón, este crea un pequeño martillo alimentado por un resorte que aumenta la superficie del cristal piezoeléctrico. Cuando el martillo alcanza la parte superior, se libera y golpea el cristal debido a que el gas está encendido. El impacto crea una gran tensión a través del cristal, que fluye en dos cables. Este voltaje es suficientemente alto parahacer una chispa entre los cables, que enciende el gas. Los encendedores piezoeléctricos también se utilizan en la mayoría de los hornos y estufas de gas en la actualidad.

¿Cómo produce electricidad la energía

piezoeléctrica?

El campo eléctrico de los cristales piezoeléctricos puede ser aprovechado para producir voltaje.

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Cristales piezoeléctricos Los "cristales piezoeléctricos" son minerales especiales que tienen propiedadeselectromagnéticas. Cuando estos cristales se comprimen o se estiran, producen un campo eléctrico. Esto se denomina "efecto piezoeléctrico". Las células piezoeléctricas tienen pequeñas partículas con carga positiva en su centro. Cuando se ejerce una fuerza sobre el cristal, esta pequeña partícula es forzada a moverse y crear una carga. Este campo eléctrico puede ser aprovechado para producir voltaje. Un uso común de los cristales piezoeléctricos es empleándolos como sensores, creando una señal cada vez que se aplica una fuerza. Sin embargo, recientemente los científicos han comenzado a desarrollar maneras de usar este poder como energía alternativa "verde".

Electricidad en pequeña escala La carga eléctrica creada por un cristal piezoeléctrico es muy pequeña. Para compensar esto por lo general se usan en aplicaciones de alta repetición. Un método que usa esta energía para crear electricidad se vale del potencial personal humano. La gente se mueve miles de veces al día. Los cristales piezoeléctricos pueden incrustarse en objetos de uso cotidiano como los zapatos. Cada vez que una persona da un paso el cristal genera una pequeña carga. Con el tiempo y después de miles de pasos, esas pequeñas cargas se acumulan hasta que la cantidad se vuelve significativa. Esta energía puede

usarse para alimentar dispositivos electrónicos personales, como teléfonos celulares y reproductores de MP3 completamente cargados.

Electricidad a gran escala Otra forma en la que puede usarse la energía piezoeléctrica es vinculando muchos cristales separados. Debido a que las pequeñas cargas de cada cristal se combinan, pueden crear una gran fuente de poder. En áreas muy traficadas como las estaciones del metro y las aceras, los cristales piezoeléctricos se incrustan en las escaleras y baldosas. Estos generadores individuales se vinculan entre sí. Cuando las multitudes de personas caminan a través del área y generan fuerza el sistema recolecta la energía. Las pequeñas cargas son insignificantes de forma individual, pero juntas pueden ser una fuente de energía para dispositivoselectrónicos o almacenarse para su uso posterior. La ventaja de la energía piezoeléctrica es que es completamente limpia y renovable. Las innovaciones de los próximos años crearán sistemas que generen energía en muchos niveles diferentes, las fuentes individuales trabajarán juntas hacia la independencia energética.

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piezoeléctrica?