O poder da piroeletricidade na indústria

A piroeletricidade é um fenômeno científico que permite que os materiais especiais criem eletricidade quando eles mudam de temperatura. Os minerais e cristais são as substâncias mais comuns para produzir este efeito. Estes materiais são normalmente utilizados para construir os sensores de temperatura, tais como detectores de infravermelhos passivos utilizados em sistemas de segurança e outras aplicações.

A piroeletricidade palavra vem do termo grego “pyr”, que significa fogo. A primeira observação do efeito piroelétrico ocorreu em 314 a.C., quando o antigo filósofo e cientista Teofrasto percebeu que minerais como a turmalina são capazes de criar atração elétrica quando são aquecidos. Vários cientistas estudaram este fenômeno durante o século 18, mas somente no século 19 que os pesquisadores compreenderam totalmente o estudo iniciado no século anterior.

Piroeletricidade na indústria

Todos os cristais possuem propriedades elétricas, mecânicas e térmicas. Estas três propriedades são capazes de interagir. Em cristais piezo, por exemplo, a força física, tais como a dobra de um mineral irá gerar eletricidade. Do mesmo modo, os resultados da piroeletricidade através da interação das propriedades térmicas e elétricas de um cristal.

Quando um cristal é aquecido ou arrefecido, as cargas elétricas são capazes de formar em lados opostos do mineral. Essas taxas podem ser aproveitadas como a corrente elétrica através da colocação de eletrodos na superfície de um determinado cristal. A eletricidade flui em direção ao calor elevado, e no sentido oposto, quando o calor diminui.

A quantidade de eletricidade produzida pelo efeito piroelétrico normalmente não é suficiente para alimentar outros dispositivos. Isto significa que a piroeletricidade não é um método prático de geração de energia. O sinal elétrico a partir de um pequeno cristal é muito útil em diversos sensores, para diversas aplicações. Os materiais piroelétricos podem ser combinados com outros aparelhos eletrônicos para indicar quando uma mudança de temperatura ocorreu no sistema.

Os detectores passivos de infravermelho são uma aplicação comum de sinais piroelétricos. Estes dispositivos são também conhecidos como detectores de movimento, e são frequentemente colocados em casas e empresas como parte de um sistema de segurança. Cada detector contém uma lente grande angular e um cristal piroelétrico. Quando uma pessoa passa em frente ao sensor, seu calor do corpo faz com que o cristal possa gerar piroeletricidade, e neste caso o alarme é ativado.

Os sensores piroelétricos podem ser utilizados para detectar outras fontes de calor, tais como o fogo. Ao contrário de detectores de fumo tradicionais, um sensor que utiliza piroeletricidade é capaz de detectar uma chama real, mesmo se o fogo não está presente. Estes tipos de sensores são úteis em aplicações tais como aquecedores de gás, onde eles podem detectar se uma luz piloto foi devidamente inflamada.

Muitos destes sensores podem ser combinados para detectar as mudanças de temperatura sobre uma vasta área. Uma matriz destes sensores pode funcionar como uma câmara térmica, e ser capaz de mostrar as variações de temperatura provocadas por pessoas ou veículos. Esta tecnologia é frequentemente utilizada pelo militares e policiais como uma forma de visão noturna.

Basicamente, para quem não a menor ideia a diferença entre a piezoeletricidade e a piroeletricidade é que o primeiro é responsável pela produção de eletricidade por aplicação de pressão ao longo de um eixo polar (que é o tipo que possui formas cristalinas distintas em cada uma de suas pontas). Além do mais, este efeito só pode ocorrer em cristais que não possuem centro de simetria.

Já a piroeletricidade é responsável pela produção de eletricidade por variação de temperatura. Ela ocorre apenas em minerais que não contam com centro de simetria e têm pelo menos um eixo polar (piroeletricidade verdadeira). A secundária acontece em minerais que sofrem com a expansão desigual ao longo de direções diversas, quando aquecidos. A deformação do retículo resulta em pressão localizada, gerando assim a famosa piezoeletricidade.