O comportamento piezoelétrico pode ser utilizado em diversas aplicações, por exemplo, para gerar ou detectar ondas ultrassônicas, como fonte de ignição (faísca) para isqueiros ou churrasqueiras a gás propano, ou para movimentos finos de lentes ópticas para autofoco em câmeras de smartphones.

A tecnologia piezo também oferece uma nova maneira de desenvolver válvulas para controlar a pressão ou a vazão de gases. Quando uma tensão é aplicada ao dobrador piezo, ele se dobra e se levanta do assento da válvula. Quanto maior a tensão, mais o atuador se dobra e mais gás pode fluir pela válvula.

As cerâmicas piezo funcionam como um pequeno capacitor, pois a tensão aplicada carrega o material cerâmico eletricamente, dobrando-o. Para recuperar sua forma original, o material deve ser ativamente descarregado. As cerâmicas piezo não requerem energia para manter uma deformação mecânica existente. Mesmo após uma falha de energia, a válvula mantém sua posição atual.

Isso significa que a energia só é necessária se a forma do dobrador piezo tiver que ser alterada, ou seja, para alterar a carga elétrica do próprio dobrador. A quantidade de energia necessária nesse caso é muito pequena (da ordem de 1 mWs), pois a cerâmica piezo tem uma pequena capacitância (na faixa de 20 nF a 40 nF). Por outro lado, as válvulas solenoides exigem um fornecimento contínuo de energia de vários watts para manter o estado aberto e se aquecem nesse processo.

Devido ao seu baixo consumo de energia, a tecnologia piezo é ideal para dispositivos alimentados por bateria (que consomem muito menos energia do que as válvulas solenoides) e para aplicações em que as válvulas não devem aquecer o gás.

A tecnologia piezo possui vantagens muito específicas:

  • Comportamento proporcional
  • Não gera calor
  • Consumo de energia extremamente baixo
  • Muito compacta e leve
  • Vida útil longa
  • Segurança intrínseca

As válvulas piezo não podem ser utilizadas como substitutas das válvulas solenoides. As válvulas piezo operam em tensões mais altas, de até 310 V, enquanto as válvulas solenoides operam em 5, 12 ou 24 V. Um módulo eletrônico simples para válvulas piezo é sempre necessário para gerar os 250 - 310 V requeridos a partir da fonte de alimentação de 5, 12 ou 24 volts e carregar e descarregar o dobrador piezo. Embora uma tensão de 310 V possa parecer alta, a corrente correspondente é muito baixa (máx. 5 mA com resistor em série de 50 kOhm na saída). Os componentes eletrônicos piezoelétricos podem ser projetados para serem eletricamente seguros, de modo que a tensão caia imediatamente para bem menos de 50 V quando os contatos são tocados.

A Festo oferece uma ampla gama de válvulas com tecnologia piezo para diferentes requisitos de vazão ou pressão em uma variedade de aplicações. Essas válvulas também podem ser usadas para controlar gás oxigênio a 100%, pois seus materiais são testados quanto à compatibilidade com o oxigênio.

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