Resumen:
This project aims to design and implement a piezoelectric energy harvesting system through intelligent tiles, focused on fostering energy sustainability and reducing the environmental impact caused by disposable batteries. The hypothesis states that the mechanical energy generated by footsteps can be transformed into useful electrical energy, contributing to the extension of battery life in low-power sensors. The justification lies in the need to propose distributed generation alternatives that optimize resources and promote efficiency in smart buildings. For the development of the project, the problem was identified, the environment was analyzed, and the structure was designed under specific physical restrictions. An electrical system was implemented using piezoelectric disc-type materials, rectification circuits, buck regulators, and charge controllers, complemented by structural simulations and electrical validations carried out under technical standards of safety and performance. The results demonstrated the feasibility of the proposal, showing an energy conversion sufficient to power low-consumption devices and the preparation of a preliminary cost scheme. In conclusion, the project confirms that piezoelectric harvesting is an efficient, safe, and adaptable alternative within the framework of energy sustainability.
Key words: Piezoelectric, vibrations, batteries, sensors, sustainability.
Descripción:
Este proyecto tiene como objetivo el diseño e implementación de un sistema de captación de energía piezoeléctrica mediante baldosas inteligentes, orientado a fomentar la sostenibilidad energética y reducir el impacto ambiental ocasionado por el uso de baterías desechables. Se plantea como hipótesis que la energía mecánica generada por las pisadas puede transformarse en energía eléctrica útil, contribuyendo a la extensión de la vida útil de baterías en sensores de bajo consumo. La justificación se basa en la necesidad de proponer alternativas de generación distribuida que optimicen recursos y favorezcan la eficiencia en edificaciones inteligentes. Para el desarrollo del proyecto se identificó el problema, se realizó un análisis del entorno y se diseñó la estructura bajo restricciones físicas específicas. Se implementó un sistema eléctrico utilizando materiales piezoeléctricos tipo disco, circuitos de rectificación, reguladores tipo buck y controladores de carga, complementados con simulaciones estructurales y validaciones eléctricas realizadas bajo normas técnicas de seguridad y desempeño. Los resultados demostraron la viabilidad de la propuesta, evidenciando una conversión de energía suficiente para alimentar dispositivos de bajo consumo y la elaboración de un esquema preliminar de costos. En conclusión, el proyecto confirma que la captación piezoeléctrica constituye una alternativa eficiente, segura y adaptable en el marco de la sostenibilidad energética.
Palabras Clave