Artigo Anais VII ENALIC

ANAIS de Evento

ISSN: 2526-3234

TAPETE DE PZT

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E sabendo que o consumo de energia está cada vez mais alto no mundo, isto nos deu o impulso para que conseguíssemos fazer este projeto, visando construir um produto que contribuísse para o fornecimento desses consumidores e que servisse para que pudéssemos utilizar em aulas, principalmente com alunos do terceiro ano do ensino médio, que estudam geração de energia, incentivando-os a pensarem em formas de ajudar o planeta com produtos renováveis e sustentáveis, já dizia Piaget: "Professor não é aquele que ensina, mas o que desperta no aluno a vontade de aprender". Dessa maneira, levantamos a possibilidade de construir um tapete gerador de energia elétrica através de cristais piezoelétricos, que trará grandes contribuições sejam para a sociedade, pois é uma criação que servirá para ser usada em vários meios sociais, para o meio ambiente, por conta de trabalhar com materiais sustentáveis, possibilitando uma preservação do meio em que vivemos para o incentivo do olhar sustentável, pois a partir desse projeto várias outras criações podem ser feitas ou adaptadas usando os cristais energéticos. Ademais, é importante destacar que este projeto se dar conta com questões relativas à sustentabilidade e a multidisciplinaridade e trabalhar com piezoelétricos é uma maneira de trabalhar estas temáticas, pois, além de ser um projeto multidisciplinar que envolve vários aspectos como físicos, químicos, biológico e sociológico, ele comparado alguns trabalhos da mesma área, possui uma fácil compreensão e ainda possibilita uma didática eficaz no meio escolar, demonstrando assim, uma forma de gerar um conhecimento excelente. Este tapete possibilitará que os alunos vejam a produção de energia através da compressão dos cristais energéticos, o armazenamento e a utilidade no cotidiano que este tapete gerado oferece à comunidade. Portanto, ele é de grande importância e irá causar um impacto positivo para a sociedade. Vale enfatizar, que ele poderá ser usado em lojas, padarias, bancos e outros estabelecimentos que passam várias pessoas no dia a dia. Assim, também poderá ser utilizado para o carregamento de pilhas capazes de alimentar controles de ar condicionados, de televisões, rádios portáteis e outros equipamentos de baixo consumo de energia. E também pode ser utilizado em aulas práticas, com demonstrações desse material para os alunos, mostrando que é possível gerar uma energia limpa e sustentável através desses importantes cristais energéticos. Mas, para a realização do projeto teve que existir um estudo bem profundo de como o Titanato Zirconato de Chumbo (PZT) se comportava e como poderíamos utilizá-lo. Acabamos percebendo que ele produz energia e que essa produção energética se dar pelo efeito piezoelétrico, que é a capacidade de gerar tensão elétrica por resposta a uma pressão mecânica. E esse efeito foi descoberto em 1880 pelos irmãos Pierre e Jacques Curie, na qual, viram que alguns minerais tinha o poder de gerar corrente elétrica quando deformados por uma pressão mecânica, fenômeno que ganhou o nome de piezoeletricidade, que significa apertar/pressionar. Dessa forma, foi percebido que poderíamos utilizá-los para a realização do nosso projeto, porém, mesmo ele já ter sido utilizado em construções de linhas de trens, estradas, pistas de dança e em pneus, para que pudesse gerar energia foram encontradas falhas na questão de armazenamento para usos posteriores. E que atualmente têm sido usados grandes capacitores, com altos preços e que ocupam muito espaço, para fazer esses armazenamentos. Dessa maneira, isso seria o nosso grande problema a ser enfrentado. Com essa preocupação levou-nos a realizar algumas pesquisas de artigos, em que teve como critério para seleção, artigos em que se tratava da utilização dos PZT, métodos de armazenar energia de forma mais econômica e da importância de novas alternativas de energias renováveis e como tornar assuntos com uma maior aprendizagem/significativa, já que eles iriam utilizar o projeto no seu cotidiano. Outro método também utilizado foi o experimental, para testarmos se realmente as ideias formuladas estavam corretas, pois o nosso propósito era coletar o maior número de trabalhos sobre a produção de energia através dos PZTs e como tornar esse conteúdo didático quando fosse trabalhar em sala de aula. Enfim, encontramos vários trabalhos relacionados com os nossos critérios e foi possível formular ideias e elaborar o tapete de PZT, que possuiu um circuito paralelo, formado por capacitor, ponte retificadora e a fonte de energia que são os PZTs. Após ser construído ele passou pelos testes, em que, as pessoas ao passar sobre ele, geravam uma ddp que passava primeiramente por um capacitor para o armazenamento dessa energia, depois por uma retificação, e por fim, alimentava algumas pilhas recarregáveis. Na montagem da parte teórica do projeto foi toda pensada nos alunos, pois deveria ter a linguagem bem esclarecedora, mas sem perder a riqueza de alguns conceitos linguístico da Física, por isso o projeto exigiu conhecimento, criatividade e muita determinação, pois segundo Francilon Dias: "Didática é a arte de ensinar, porém toda arte necessita de conhecimento, criatividade e dedicação para se alcançar o sucesso em sua aplicação". E de fato conseguimos alcançar os nossos objetivos. Dessa forma, podemos dizer que o projeto do Tapete de PZT, deixará uma grande aprendizagem, em questão de buscar novas ideias para geração de fontes renováveis, pois "a mente que se abre a uma nova ideia jamais voltará ao seu tamanho original" (Einstein), mostrando que é possível ensinar Física de uma maneira sustentável, didática e acima de tudo prazerosa, coisa que muitos ainda não descobriram nela. Palavras-chave: Tapete de PZT, energia renovável, multidisciplinaridade, didática Referências [1]SUSLICK, K.S..The chemical Effects of Ultrasound. Scientific American February 1989. [2] NYE, J. F.. Physal Properties of Crystals, Clarendon Press, 1985. [3] MALMONGE, J. AÇ MALMONGE, L.FÇ FUZARI, G. C.; MALMOGE, S. M.;SAKAMOTO, W. K.. Piezo and dielectric properties of PHB-PZT composite. Polymer Composites. V. 30, n.9, p. 1.333-37. 2008. [4] ANTUNES, E. G.;SOUZA, M.N.; SCHERTEL, M. N. C.. Piso que transforma energia mecânica em Eletricidade. Universidade Federal do Rio Grande do Sul-UFRGS. 2014. [5] CALLISTER,W. D.. Fundamentos da Ciência e Engenharia dos Materiais. 2ª ed. Rio de Janeiro:LTC,2012. [6]ROSHANI, H.; DESSOUKY, S.. Feasibility study to Harvest Eletric Power from Highway Pavements using Laboratory Investigation. 2015 ASEE Gulf-Southwest Annual Conference, 2015. [7] DHINGRA, P.. et al. Energy Harvesting using Piezoelectric Materials. Special Issue of International Journal of Computer Applications (0975-8887). [8] AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, H. Educational psychology: a"
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Universidade Federal do Rio Grande do Sul-UFRGS. 2014. [5] CALLISTER,W. D.. Fundamentos da Ciência e Engenharia dos Materiais. 2ª ed. Rio de Janeiro:LTC,2012. [6]ROSHANI, H.; DESSOUKY, S.. Feasibility study to Harvest Eletric Power from Highway Pavements using Laboratory Investigation. 2015 ASEE Gulf-Southwest Annual Conference, 2015. [7] DHINGRA, P.. et al. Energy Harvesting using Piezoelectric Materials. Special Issue of International Journal of Computer Applications (0975-8887). [8] AUSUBEL, D. P.; NOVAK, J. D.; HANESIAN, H. Educational psychology: a"
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Publicado em 03 de dezembro de 2018

Resumo

TAPETE DE PZT Nicolas Santos/nicolas33henrique@gmail.com/Instituto Federal de Alagoas Daniel Bonfim/ Instituto Federal de Alagoas Matheus Santos/ Instituto Federal de Alagoas Eixo Temático: (eletricidade, eletrônica, sustentabilidade, didática e multidisciplinaridade) Resumo O projeto do Tapete de PZT teve como objetivo criar um protótipo de um tapete que utilizasse materiais que não trouxesse tantos impactos ambientais e que fornecesse energia renovável com capacidade de recarregar qualquer aparelho com até 5v e 1A. Além de poder ser utilizado em aulas de Física para ensinar como funcionam os circuitos elétricos, como calcular tensão e a corrente elétrica, abordar conceitos de eletrônica e enfatizar a importância da busca por novos métodos de fontes energéticas, com a finalidade de mostrar que a Física pode estar interligada com outras disciplinas. 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Dessa maneira, levantamos a possibilidade de construir um tapete gerador de energia elétrica através de cristais piezoelétricos, que trará grandes contribuições sejam para a sociedade, pois é uma criação que servirá para ser usada em vários meios sociais, para o meio ambiente, por conta de trabalhar com materiais sustentáveis, possibilitando uma preservação do meio em que vivemos para o incentivo do olhar sustentável, pois a partir desse projeto várias outras criações podem ser feitas ou adaptadas usando os cristais energéticos. Ademais, é importante destacar que este projeto se dar conta com questões relativas à sustentabilidade e a multidisciplinaridade e trabalhar com piezoelétricos é uma maneira de trabalhar estas temáticas, pois, além de ser um projeto multidisciplinar que envolve vários aspectos como físicos, químicos, biológico e sociológico, ele comparado alguns trabalhos da mesma área, possui uma fácil compreensão e ainda possibilita uma didática eficaz no meio escolar, demonstrando assim, uma forma de gerar um conhecimento excelente. Este tapete possibilitará que os alunos vejam a produção de energia através da compressão dos cristais energéticos, o armazenamento e a utilidade no cotidiano que este tapete gerado oferece à comunidade. Portanto, ele é de grande importância e irá causar um impacto positivo para a sociedade. Vale enfatizar, que ele poderá ser usado em lojas, padarias, bancos e outros estabelecimentos que passam várias pessoas no dia a dia. Assim, também poderá ser utilizado para o carregamento de pilhas capazes de alimentar controles de ar condicionados, de televisões, rádios portáteis e outros equipamentos de baixo consumo de energia. E também pode ser utilizado em aulas práticas, com demonstrações desse material para os alunos, mostrando que é possível gerar uma energia limpa e sustentável através desses importantes cristais energéticos. Mas, para a realização do projeto teve que existir um estudo bem profundo de como o Titanato Zirconato de Chumbo (PZT) se comportava e como poderíamos utilizá-lo. Acabamos percebendo que ele produz energia e que essa produção energética se dar pelo efeito piezoelétrico, que é a capacidade de gerar tensão elétrica por resposta a uma pressão mecânica. 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