Diseño de un prototipo de baldosas inteligentes del alto tráfico para implementación en el sistema de transporte público de la ciudad de Bogotá

Abstract

La energía piezoeléctrica es una solución de energía limpia que puede contribuir como una medida de mitigación contra la problemática de escasez energética que se está presentando y va creciendo a lo largo de los años. Este método de generación de energía es emergente a nivel mundial y en Colombia ausente con respecto a implementaciones, ya que a pesar de que se genera poca potencia en comparación con otros métodos, puede aprovecharse si se utiliza a gran escala. El trabajo para llegar a construir un prototipo funcional se hace en primera medida a partir de una investigación profunda de la conceptualización de la tecnología piezoeléctrica, del estado del arte y del avance en el mundo y en Colombia. Desde el punto de vista eléctrico la tecnología se basa en los principios de osciladores armónicos, ya que su material se comporta como un circuito RLC, se analiza su comportamiento matemático y los diferentes fenómenos que se presenta en los materiales piezoeléctricos, se hace un análisis detallado de los materiales piezoeléctricos existentes, luego de todo este análisis se hace un comparativo de las patentes de baldosas piezoeléctricas dónde se diferencian las técnicas de construcción de las mismas y los resultados obtenidos. Posteriormente se analiza el escenario de implementación de esta tecnología que es en la estación de Transmilenio de SAN MATEO, este estudio se puede evidenciar en el análisis de diferentes escenarios en diferentes partes del mundo, dónde a partir de su buen funcionamiento y eficiencia se escoge el sector transporte y posteriormente se hace la respectiva comparación de todas las estaciones del sistema integrado de transporte Transmilenio, con cifras del año 2016 se llega a la conclusión de que el escenario más óptimo es la estación de SAN MATEO, donde se obtiene un alto tráfico de pisadas, con la finalidad de analizar la potencia que se puede generar por minuto en una estación tan concurrida como esta. Se diseña la baldosa piezoeléctrica, teniendo en cuenta el tráfico pesado a la cual se va a exponer y teniendo en cuenta diferentes técnicas de conectividad de los discos piezoeléctricos, se hacen las respectivas mediciones y se calcula la potencia generada por disco, por triangulo piezoeléctrico y por baldosa. Finalmente se hace el estimado de potencia generada en la estación según la cantidad de baldosas que se requieren.