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DEFINICIÓN

El efecto piezoeléctrico es un fenómeno físico presente en algunos materiales, por el cual aparece una diferencia de potencial eléctrico entre las caras de un cristal cuando éste se somete a una presión mecánica. El efecto también funciona  a la inversa: cuando se aplica un campo eléctrico a ciertas caras de una formación cristalina, ésta experimenta distorsiones mecánicas. Los materiales piezoeléctricos, por tanto, pueden ser utilizados para convertir energía eléctrica en movimiento mecánico y viceversa.

El efecto piezoeléctrico se produce en varias sustancias cristalinas como el bario, el titanio o la turmalina. El efecto se explica por el desplazamiento de iones en cristales que tienen una celda unitaria asimétrica (la celda unitaria es el poliedro más simple que compone la estructura de un cristal). Cuando se comprime el cristal, los iones de las celdas se desplazan, provocando la polarización eléctrica de la misma. Debido a la regularidad de la estructura cristalina, estos efectos se acumulan, produciendo una diferencia de potencial eléctrico entre determinadas caras del cristal. Cuando se aplica al cristal un campo eléctrico externo, los iones de cada celda son desplazados por las fuerzas electrostáticas, produciendo una deformación mecánica.

Celda de PZT antes (izquierda) y después de ser polarizada (derecha). Átomos en la parte inferior.

En la imagen superior puede observarse una unidad cristalina de titanato zirconato de plomo o PZT. En la parte izquierda de la figura se muestra un cristal simétrico (antes de ser polarizado) sin propiedades piezoeléctricas. Al ser polarizado, el átomo de Titanio o Zirconio es desplazado fuera del centro de simetría. Es ahora cuando el material posee dichas propiedades piezoeléctricas.