Evaluación computacional mediante el elemento finito de los parámetros de un dispositivo piezoeléctrico para la cosecha de energía vibracional

dc.contributorMedina Barreto, Milton Humberto
dc.creatorGuzmán Sánchez, Jaiber Alexis
dc.date2022-11-16T22:06:51Z
dc.date2022-11-16T22:06:51Z
dc.date2022
dc.date.accessioned2023-06-05T15:21:44Z
dc.date.available2023-06-05T15:21:44Z
dc.identifierUniversidad Tecnológica de Pereira
dc.identifierRepositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereira
dc.identifierhttps://repositorio.utp.edu.co/home
dc.identifierhttps://hdl.handle.net/11059/14375
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/6645879
dc.descriptionLa necesidad de utilizar las energías limpias procedentes de la naturaleza en los diversos procesos industriales, ha hecho que surja tanto un interés y una necesidad entre los investiga-dores para aprovechar la energía producida por los distintos fenómenos que se presentan en el medio ambiente con el fin de volver más productivos los procesos que se llevan a cabo dentro de la industria. En los últimos años, se han venido desarrollando teórica, computacional y experimentalmente, investigaciones enfocadas en el proceso de cosecha de energía; el cual es un proceso de captura de energía mediante dispositivos eléctricos desde fuentes naturales, con el fin de almacenar y posteriormente hacer uso de esta energía. Con los avances electrónicos que se han presentado a lo largo de los últimos años se facilita en gran medida la implementación de la cosecha de energía, ya que permite la creación de dispositivos más sensibles al movimiento, permitiendo así una mejor captación de energía de estas fuentes naturales y paralelamente una mejor capacidad de almacenamiento de estosdispositivos.
dc.descriptionPregrado
dc.descriptionIngeniero(a) Físico(a)
dc.descriptionIndice general 1. Introducción 1 1.1. Planteamiento de la pregunta o problema de investigación . . . . . . . . . . . 1 1.2. Justificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.3. Los objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.1. Objetivo General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.2. Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.4. Metodología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2. MARCO CONCEPTUAL 8 2.1. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.2. Fluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.3. Modelo fisicomatematico de la respuesta de un dispositivo piezoel ´ ectrico ´ . . 9 2.4. Cosecha de energía vibracional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.4.1. Metodo del Elemento Finito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.4.1.1. Comsol Multyphics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.5. Analisis de grafos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.5.1. Revisión del estado del arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.5.1.1. Aluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.5.1.2. Latón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.5.1.3. Oxido de Zinc(ZnO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 2.5.1.4. Titanato zirconato de plomo (PZT-5A) . . . . . . . . . . . 30 2.5.2. Componentes de una cosechadora piezoelectrica ´ . . . . . . . . . . . 30 3. DISENO DEL MODELO DE COSECHADORA DE ENERGIA 31 3.1. Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.2. Consideraciones de diseno de la viga y del parche piezoelectrico . . . . . . . 31 3.3. Rectángulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.4. Trapezoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.5. Triángulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4. RESULTADOS Y ANALISIS ´ 41 4.1. Rectángulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5 ÍNDICE GENERAL 6 4.1.1. Efecto del tipo de malla para la geometría rectangular con el alumi nio, PZT-5A y la fuerza de 8.8271x10-5 N. . . . . . . . . . . . . . . 41 4.1.2. Efecto del tipo de malla para la geometría rectangular con el alumi nio, PZT-5A y la fuerza de 0.5 N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.1.3. Efecto del tipo de malla para la geometría rectangular con el alumi nio, ZnO y fuerza de 8.8271x10-5 N. . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.1.4. Geometría rectangular con el aluminio, ZnO y fuerza de 0.5 N. . . . . 58 4.1.5. Geometría rectangular con el laton, ZnO y fuerza de 0.5 N ´ . . . . . . 60 4.1.6. Geometría rectangular con el laton, ZnO y fuerza de 8.8271x10-5 N. . 61 4.1.7. Geometría rectangular con el laton, PZT-5A y fuerza de 8.8271x10-5 ´ N. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 4.1.8. Geometría rectangular con el laton, PZT-5A y fuerza de 0.5 N. . . . . 65 4.2. Trapezoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.3. Triangulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4.4. Aluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 4.5. Latón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 5. Conclusiones 81
dc.format98 Páginas
dc.formatapplication/pdf
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dc.languagespa
dc.publisherUniversidad Tecnológica de Pereira
dc.publisherFacultad de Ingenierías
dc.publisherPereira
dc.publisherIngeniería Física
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dc.rightsManifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rightshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingeniería
dc.subjectMetodos de simulación
dc.subjectInvestigación operacional
dc.subjectMateriales - Modelos matemáticos
dc.subjectCosecha de energía vibracional
dc.subjectSimulación
dc.subjectMateriales piezoeletricos
dc.titleEvaluación computacional mediante el elemento finito de los parámetros de un dispositivo piezoeléctrico para la cosecha de energía vibracional
dc.typeTrabajo de grado - Pregrado
dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.typehttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.typeText
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