O que é piezoelétrico?

Piezoeletricidade

A piezoeletricidade é um fenômeno físico que ocorre em certos materiais, como cristais e cerâmicas, nos quais a aplicação de pressão mecânica gera uma carga elétrica (efeito piezoelétrico direto) ou, inversamente, a aplicação de um campo elétrico causa deformação mecânica (efeito piezoelétrico inverso). A palavra "piezo" deriva do grego "piezein", que significa "apertar" ou "pressionar".

Efeito Piezoelétrico Direto: Quando um material piezoelétrico é submetido a uma pressão, estresse ou tensão mecânica, há uma polarização elétrica dentro do material. Essa polarização resulta no acúmulo de cargas elétricas na superfície do material, criando uma diferença de potencial ou voltagem. Este efeito é utilizado em sensores e geradores de energia.
Efeito Piezoelétrico Inverso: Quando um campo elétrico é aplicado a um material piezoelétrico, ele se deforma ou se alonga proporcionalmente à intensidade do campo elétrico. Este efeito é explorado em atuadores, motores e dispositivos de posicionamento preciso.

Materiais Piezoelétricos:

Diversos materiais exibem propriedades piezoelétricas. Eles podem ser classificados em:

Cristais: Exemplos incluem o quartzo, o turmalina e o sal de Rochelle. O quartzo é particularmente importante devido à sua estabilidade e abundância.
Cerâmicas: Cerâmicas piezoelétricas, como o titanato de zircônio de chumbo (PZT), são amplamente utilizadas devido às suas altas propriedades piezoelétricas e facilidade de fabricação.
Polímeros: Polímeros piezoelétricos, como o fluoreto de polivinilideno (PVDF), são flexíveis e leves, sendo utilizados em aplicações como sensores de toque e filmes piezoelétricos.

Aplicações:

A piezoeletricidade encontra aplicações em diversos campos:

Sensores: Microfones piezoelétricos, sensores de pressão, acelerômetros e sensores de vibração.
Atuadores: Impressoras jato de tinta, válvulas proporcionais e sistemas de posicionamento preciso.
Geradores de energia: Colheita de energia a partir de vibrações mecânicas, como passos humanos ou vibrações de máquinas.
Transdutores Ultrassônicos: Equipamentos de ultrassom para imagem médica e testes não destrutivos.
Dispositivos Eletrônicos: Isqueiros e ignitores piezoelétricos.

Considerações Importantes:

A eficiência da piezoeletricidade depende do material utilizado e da sua constante piezoelétrica.
A temperatura e a pressão podem afetar as propriedades piezoelétricas dos materiais.
O efeito piezoelétrico é um fenômeno reversível até certo ponto. Após ultrapassar um certo limite de estresse mecânico ou campo elétrico, o material pode sofrer danos.