Evaluación Numérica de la Recolección de Energía Piezoeléctrica en Reductores de Velocidad

Abstract

En los últimos años, el concepto de carreteras inteligentes o smart roads ha ganado gran popularidad para describir al conjunto de tecnologías capaces de mejorar la movilidad urbana promoviendo la conectividad entre vehículos, señales de tráfico y alumbrado. El desarrollo de obras civiles de esas características, requiere ineludiblemente de la utilización de gran cantidad de sensores que deben ser continuamente alimentados mediante baterías o cables, implicando grandes costos de fabricación y mantenimiento. En este sentido, el desarrollo de dispositivos recolectores de energía, que operen acorde a distintos mecanismos de transducción como el piezoeléctrico, emerge como una alternativa prometedora para recuperar parte de la energía disipada en el pavimento por el pasar de un vehículo en búsqueda del sensado autónomo. En este contexto, presentamos en este trabajo un modelo computacional capaz de predecir la dinámica de la interacción entre un vehículo y un reductor de velocidad. La respuesta temporal de la vibración del reductor es inyectada como excitación al recolector de energía piezoeléctrico. Nuestras simulaciones numéricas, demostraron prometedores resultados donde una energía promedio de entre 1 y 1,25J puede ser recuperada para diferentes valores de velocidad del vehículo circulante para una resistencia eléctrica óptima.