Estudo da utilização de piezômetros para a geração de energia elétrica através de pavimentos

Abstract

Atualmente, o petróleo é a maior e mais utilizada fonte de energia em todo o mundo, sabendo que este possui uma data fim, a elaboração de uma solução para uma geração de energia mais limpa, sustentável e renovável se faz necessário. Esta dissertação, irá propor uma alternativa de geração de energia limpa através de uma fonte até então inexplorada, a energia mecânica que é transmitida ao pavimento quando se dá a passagem de um fluxo de veículos. Para isso, foi proposto a utilização de materiais piezoelétricos, que possuem a capacidade de transformar a energia mecânica em elétrica, que serão instalados ao pavimento através de uma adaptação do atual método construtivo. Para a elaboração desta proposta, será primeiramente realizada uma análise do impacto da instalação do sistema no atual método construtivo, observando suas etapas de execução atuais e futuras com a inclusão do sistema proposto e também será utilizado o Método dos Elementos Finitos (MEF) para ser avaliado o comportamento estrutural do sistema dado os esforços que este estará exposto. Quanto ao comportamento do material piezoelétrico, através de uma aplicação de caso utilizando dados de tráfego do corredor de ônibus da Avenida Engenheiro Luís Carlos Berrini em São Paulo, local onde foi possível mensurar uma circulação de veículos de forma mais precisa e constante, será possível observar como estes podem ter uma grande capacidade elétrica quando submetidos a esta utilização, bastando avanços tecnológicos para tornar sua aplicação mais comum e economicamente viável, embora a presente proposta não traga fatores econômicos em sua análise.

Currently, oil is the largest and most used source of energy in the world, knowing that it has an end date, the elaboration of a solution for a cleaner, sustainable and renewable energy generation is necessary. This dissertation will propose an alternative of generation of clean energy through a source until then unexplored, the mechanical energy that is transmitted to the pavement when a flow of vehicles is passed. For this, it was proposed the use of piezoelectric materials, which have the ability to transform mechanical energy into electrical, which will be installed to the pavement through an adaptation of the current construction method. For the preparation of this proposal, an analysis of the impact of the installation of the system on the current construction method will be carried out first, observing its current and future implementation steps with the inclusion of the proposed system and will also be used the Finite Element Method (FSM) to evaluate the structural behavior of the system given the efforts that it will be exposed. As for the behavior of piezoelectric material, through a case application using traffic data from the bus corridor of Avenida Engenheiro Luís Carlos Berrini in São Paulo, where it was possible to measure a more accurate and constant circulation of vehicles, it will be possible to observe how they can have a large electrical capacity when subjected to this use, simply by making technological advances to make their application more common and economically viable , although this proposal does not bring economic factors in its analysis.