Plan de implementación de tecnología piezoeléctrica para la transición energética en instituciones de educación superior

Abstract

La creciente demanda de energía a nivel mundial y los acuerdos internacionales de sostenibilidad, en especial los Objetivos de Desarrollo Sostenible 7 y 12 de la Agenda 2030 de las Naciones Unidas, fomentan la búsqueda de alternativas para la generación eléctrica a pequeña escala. Dentro de este marco de análisis, la tecnología piezoeléctrica, que convierte la energía mecánica generada por pasos humanos en electricidad útil, se presenta como una opción factible de micro generación en lugares institucionales con alto flujo de personas. Sin embargo, su aplicación en universidades de América Latina ha sido poco documentada, lo que representa la carencia que este proyecto pretende abordar. Este estudio tiene como finalidad analizar la viabilidad técnica para implementar losas piezoeléctricas hechas de caucho reciclado proveniente de neumáticos, en la Universidad Ean, ubicada en el edificio Legacy en Bogotá, Colombia, como parte de una estrategia para la transición energética de la institución, el objetivo de la investigación que guía el análisis es: ¿Puede considerarse viable la instalación de losas piezoeléctricas en áreas de alta influencia de la Universidad Ean en términos técnicos como una fuente adicional de generación de electricidad? La investigación utiliza un enfoque cuantitativo no experimental y con un alcance descriptivo y correlacional, la metodología se compone de: (1) revisión sistemática de literatura siguiendo el protocolo PRISMA; (2) Recopilación cuantitativa correspondientes al número de personas que ingresan a la universidad por la entrada principal durante un periodo de tiempo determinado; (3) modelado energético a través de la fórmula E = N x Ep donde N se refiere al número total de pasos contabilizados y Ep corresponde a la energía promedio por paso (entre 2 y 5 J, según estudios especializados); y (4) prototipado de una baldosa con todos los componentes piezoeléctricos y circuitos necesarios para la generación de electricidad. (5) Creación de un aplicativo web en el cual se visualice y analice los datos obtenidos por medio de las baldosas para llamar la atención de la comunidad educativa de la institución y de esta manera generar interés por este proyecto.

The growing global demand for energy and international sustainability agreements, especially Sustainable Development Goals 7 and 12 of the United Nations' 2030 Agenda, are driving the search for alternatives for small-scale electricity generation. Within this framework, piezoelectric technology, which converts the mechanical energy generated by human footsteps into usable electricity, presents itself as a feasible microgeneration option in institutional spaces with high foot traffic. However, its application in Latin American universities has been poorly documented, representing the gap this project aims to address. This study aims to analyze the technical feasibility of implementing piezoelectric slabs made from recycled tire rubber at Ean University, located in the Legacy Building in Bogotá, Colombia, as part of the institution's energy transition strategy. The research objective guiding this analysis is: Can the installation of piezoelectric slabs in high-traffic areas of Ean University be considered technically viable as an additional source of electricity generation? The research employs a non-experimental, quantitative approach with a descriptive and correlational scope. The methodology comprises: (1) a systematic literature review following the PRISMA protocol; (2) quantitative data collection on the number of people entering the university through the main entrance during a specific period; (3) energy modeling using the formula E = N x Ep, where N refers to the total number of steps counted and Ep corresponds to the average energy per step (between 2 and 5 J, according to specialized studies); and (4) prototyping of a tile with all the piezoelectric components and circuits necessary for electricity generation. (5) Creation of a web application to visualize and analyze the data obtained from the tiles, aiming to engage the university community and generate interest in this project.