The recent increase in demand for electric energy and different ways of harvesting and generating it has been a key research stream in transportation infrastructure in Brazil. Since pavement structures are subjected to the mechanical load of millions of vehicles, the application of piezoelectric sensors is adequate, transforming deformations and vibrations on its layers into electric power. The general objective of this study was to investigate the use of piezoelectricity as a source of renewable energy applied to roadways using computational simulations and laboratory tests. The results indicate that factors such as frequency, load, the number of piezo cells, and spacing all affect the amount of power harvested. Regarding power generation in the simulation and laboratory characterization, the highest values obtained were 648.8 mW and 226.9 mW, respectively. The analysis indicates there is a correlation between the laboratory tests and the computational simulations, enabling the prototype application to capture up to 76.56 MWh of energy per month. Usage of piezoelectricity has been demonstrated to be a promising alternative to complement the Brazilian energy matrix and reduce the environmental impact.

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Um estudo preliminar da piezoeletricidade como fonte renovável de energia aplicada aos pavimentos do Colégio Militar de Fortaleza A preliminary study of piezoelectricity as a renewable energy source applied to the pavements of the Fortaleza Military School in Ceará State-Brazil Un estudio preliminar de piezoelectricidad como fuente renovable de energía aplicada a los pavimentos del Colegio Militar de Fortaleza ResumoA demanda crescente por energia elétrica na sociedade atual torna o tema universal para o desenvolvimento econômico, social e ambiental. Dessa forma, são necessárias alternativas de produção e geração de energia que possibilitem uma redução de danos ambientais e seja capaz de suprir o sistema. A energia piezoelétrica representa uma excelente alternativa de energia limpa, visto que não depende do clima ou de grandes áreas para sua aplicação. O estudo aqui apresentado visa investigar o potencial e a viabilidade da energia piezoelétrica como uma alternativa de energia limpa para utilização em projetos autossustentáveis de pavimentos. Para isso, foram abordadas as características e propriedades dos materiais piezoelétricos, identificados os benefícios do emprego desse tipo de energia e foram identificados os diversos espaços onde a piezoeletricidade pode ser usada, além de ter sido proposto o seu uso no Colégio Militar de Fortaleza e no Ceará. No intuito da realização de testes físicos, foi elaborado um tapete piezoelétrico, ao qual foi submetido a passagem de alunos e professores do colégio. Foi observado que as células acendiam com uma maior facilidade quanto maior o peso e maior a velocidade utilizada pelo pedestre. Por meio de experimentos com um protótipo de revestimento de tratamento superficial foi possível também verificar a eficiência de células piezoelétricas quando utilizadas para iluminação de lâmpadas leds.