SISTEMA DE REFRIGERACIÓN DE
BAJO COSTO PARA CONSERVACIÓN
DE MEDICAMENTOS Y VACUNAS EN
ZONAS RURALES
LOW-COST REFRIGERATION SYSTEM FOR THE PRESERVATION
OF MEDICINES AND VACCINES IN RURAL AREAS, USING
PELTIER THERMOELECTRIC MODULES AND THERMAL
CONTROL USING SENSORS
Hernán Vinicio Morales Villegas
Universidad de las Fuerzas Armadas, Ecuador
Byron Ismael Marfetan Veloz
Universidad de las Fuerzas Armadas, Ecuador
Arian Enrique Vasquez Acurio
Universidad de las Fuerzas Armadas, Ecuador
Fredy Leonardo Zambrano Cruz
Universidad de las Fuerzas Armadas, Ecuador
pág. 8104
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i6.21944
Sistema de Refrigeración de Bajo Costo para Conservación de
Medicamentos y Vacunas en Zonas Rurales
Hernán Vinicio Morales Villegas1
hvmorales@espe.edu.ec
https://orcid.org/0000-0001-8211-1238
Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE
Ecuador
Byron Ismael Marfetan Veloz
bimarfetan@espe.edu.ec
https://orcid.org/0009-0009-4422-6451
Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE
Ecuador
Arian Enrique Vasquez Acurio
aevasquez3@espe.edu.ec
https://orcid.org/0009-0006-6228-1399
Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE
Ecuador
Fredy Leonardo Zambrano Cruz
flzambrano@espe.edu.ec
https://orcid.org/0009-0001-9048-0903
Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE
Ecuador
RESUMEN
El presente trabajo tiene como objetivo diseñar y validar un sistema de refrigeración de bajo costo
basado en módulos termoeléctricos Peltier para la conservación de medicamentos y vacunas en zonas
rurales del Ecuador, manteniendo un rango térmico de 2 °C a 8 °C según recomendaciones de la
Organización Mundial de la Salud (OMS, 2023). Se emplearon estrategias metodológicas que incluyen
revisión bibliográfica de sistemas Peltier y aplicaciones biomédicas (Putra et al., 2009; Ivanov et al.,
2021), análisis térmico teórico de pérdidas y flujos de calor, diseño estructural de una cámara aislada
con poliestireno expandido, implementación de control térmico mediante sensor PT100, módulo
MAX31865 y microcontrolador (Arduino/ESP32), modelado y simulación térmica en SolidWorks Flow
Simulation, desarrollo de un gemelo digital integrando modelos electrónicos (Wokwi), térmicos y CFD,
así como validación experimental del prototipo. Los principales resultados muestran que el sistema
alcanza una temperatura estable de 4-5 °C en aproximadamente 18 minutos, con precisión de ±0.5 °C,
un coeficientede desempeño (COP) de 0.44 y un costo total aproximado de 34 USD, superando en
accesibilidad económica, portabilidad y eficiencia energética a equipos comerciales equivalentes,
demostrando alta viabilidad para entornos rurales con limitaciones de infraestructura.
Palabras clave: refrigeración termoeléctrica, módulos Peltier, conservación de vacunas, control
térmico, bajo costo
1 Autor principal
Correspondencia: hvmorales@espe.edu.ec
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i6.21944
Sistema de Refrigeración de Bajo Costo para Conservación de
Medicamentos y Vacunas en Zonas Rurales
Hernán Vinicio Morales Villegas1
hvmorales@espe.edu.ec
https://orcid.org/0000-0001-8211-1238
Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE
Ecuador
Byron Ismael Marfetan Veloz
bimarfetan@espe.edu.ec
https://orcid.org/0009-0009-4422-6451
Universidad de las Fuerzas Armadas – ESPE
Ecuador
Arian Enrique Vasquez Acurio
aevasquez3@espe.edu.ec
https://orcid.org/0009-0006-6228-1399
Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE
Ecuador
Fredy Leonardo Zambrano Cruz
flzambrano@espe.edu.ec
https://orcid.org/0009-0001-9048-0903
Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE
Ecuador
RESUMEN
El presente trabajo tiene como objetivo diseñar y validar un sistema de refrigeración de bajo costo
basado en módulos termoeléctricos Peltier para la conservación de medicamentos y vacunas en zonas
rurales del Ecuador, manteniendo un rango térmico de 2 °C a 8 °C según recomendaciones de la
Organización Mundial de la Salud (OMS, 2023). Se emplearon estrategias metodológicas que incluyen
revisión bibliográfica de sistemas Peltier y aplicaciones biomédicas (Putra et al., 2009; Ivanov et al.,
2021), análisis térmico teórico de pérdidas y flujos de calor, diseño estructural de una cámara aislada
con poliestireno expandido, implementación de control térmico mediante sensor PT100, módulo
MAX31865 y microcontrolador (Arduino/ESP32), modelado y simulación térmica en SolidWorks Flow
Simulation, desarrollo de un gemelo digital integrando modelos electrónicos (Wokwi), térmicos y CFD,
así como validación experimental del prototipo. Los principales resultados muestran que el sistema
alcanza una temperatura estable de 4-5 °C en aproximadamente 18 minutos, con precisión de ±0.5 °C,
un coeficientede desempeño (COP) de 0.44 y un costo total aproximado de 34 USD, superando en
accesibilidad económica, portabilidad y eficiencia energética a equipos comerciales equivalentes,
demostrando alta viabilidad para entornos rurales con limitaciones de infraestructura.
Palabras clave: refrigeración termoeléctrica, módulos Peltier, conservación de vacunas, control
térmico, bajo costo
1 Autor principal
Correspondencia: hvmorales@espe.edu.ec
pág. 8105
Low-cost Refrigeration System for the Preservation of Medicines and
Vaccines in Rural Areas, Using Peltier Thermoelectric Modules and
Thermal Control Using Sensors
ABSTRACT
The present work aims to design and validate a low-cost refrigeration system based on Peltier
thermoelectric modules for the conservation of medicines and vaccines in rural areas of Ecuador,
maintaining a thermal range of 2 °C to 8 °C according to recommendations of the World Health
Organization (WHO, 2023). Methodological strategies including literature review of Peltier systems
and biomedical applications were used (Putra et al., 2009; Ivanov et al., 2021), theoretical thermal
analysis of heat losses and flows, structural design of an insulated chamber with expanded polystyrene,
implementation of thermal control using PT100 sensor, MAX31865 module and microcontroller
(Arduino/ESP32), thermal modeling and simulation in SolidWorks Flow Simulation, development of a
digital twin integrating electronic (Wokwi), thermal and CFD models, as well as experimental
validation of the prototype. The main results show that the system reaches a stable temperature of 4-5
°C in approximately 18 minutes, with an accuracy of ±0.5 °C, a coefficient of performance (COP) of
0.44 and a total cost of approximately 34 USD, surpassing economic accessibility, portability and
energy efficiency to equivalent commercial equipment, demonstrating high viability for rural
environments with infrastructure limitations.
Keywords: thermoelectric refrigeration, peltier modules, vaccine preservation, thermal control, low cost
Artículo recibido 10 diciembre 2025
Aceptado para publicación: 10 enero 2026
Low-cost Refrigeration System for the Preservation of Medicines and
Vaccines in Rural Areas, Using Peltier Thermoelectric Modules and
Thermal Control Using Sensors
ABSTRACT
The present work aims to design and validate a low-cost refrigeration system based on Peltier
thermoelectric modules for the conservation of medicines and vaccines in rural areas of Ecuador,
maintaining a thermal range of 2 °C to 8 °C according to recommendations of the World Health
Organization (WHO, 2023). Methodological strategies including literature review of Peltier systems
and biomedical applications were used (Putra et al., 2009; Ivanov et al., 2021), theoretical thermal
analysis of heat losses and flows, structural design of an insulated chamber with expanded polystyrene,
implementation of thermal control using PT100 sensor, MAX31865 module and microcontroller
(Arduino/ESP32), thermal modeling and simulation in SolidWorks Flow Simulation, development of a
digital twin integrating electronic (Wokwi), thermal and CFD models, as well as experimental
validation of the prototype. The main results show that the system reaches a stable temperature of 4-5
°C in approximately 18 minutes, with an accuracy of ±0.5 °C, a coefficient of performance (COP) of
0.44 and a total cost of approximately 34 USD, surpassing economic accessibility, portability and
energy efficiency to equivalent commercial equipment, demonstrating high viability for rural
environments with infrastructure limitations.
Keywords: thermoelectric refrigeration, peltier modules, vaccine preservation, thermal control, low cost
Artículo recibido 10 diciembre 2025
Aceptado para publicación: 10 enero 2026
pág. 8106
INTRODUCCIÓN
La refrigeración biomédica es un proceso fundamental para la conservación y transporte de
medicamentos, vacunas, reactivos y muestras biológicas, los cuales requieren un rango térmico
controlado entre 2 °C y 8 °C para mantener su estabilidad química y biológica (OMS, 2023). Sin un
sistema de refrigeración adecuado, los compuestos pueden degradarse, perder efectividad o incluso
volverse tóxicos.
En Ecuador, especialmente en las zonas rurales de la Sierra y la Amazonía, los problemas de
conectividad eléctrica y la falta de infraestructura hacen inviable el uso de refrigeradores
convencionales. Estas limitaciones demandan soluciones térmicas portátiles, de bajo costo, sostenibles
y fáciles de mantener, capaces de operar en condiciones climáticas variables.
Los sistemas termoeléctricos basados en el efecto Peltier surgen como una alternativa viable, puesto
que no requieren compresores, gases refrigerantes ni mecanismos móviles. Su funcionamiento se basa
en el principio de conversión directa entre energía eléctrica y térmica, lo cual permite un control preciso
de temperatura con dispositivos electrónicos compactos y eficientes.
Antecedentes tecnológicos
El efecto Peltier, descubierto en 1834, describe el fenómeno en el cual una corriente eléctrica que circula
por un circuito compuesto de dos materiales semiconductores distintos genera una transferencia de calor
entre sus uniones. Este efecto se aprovecha en los módulos termoeléctricos (TECs) para producir
refrigeración o calefacción dependiendo de la polaridad aplicada.
A diferencia de los sistemas de compresión de vapor, los módulos Peltier ofrecen ventajas sustanciales:
▪ Ausencia de partes móviles.
▪ Operación silenciosa.
▪ Capacidad de inversión de función (enfriar o calentar).
▪ Tamaño compacto y bajo mantenimiento.
Riffat y Ma (2003) establecieron que los módulos termoeléctricos logran eficiencias del 20–30 %
respecto a los sistemas tradicionales, pero con una vida útil más prolongada y un menor impacto
ambiental.
INTRODUCCIÓN
La refrigeración biomédica es un proceso fundamental para la conservación y transporte de
medicamentos, vacunas, reactivos y muestras biológicas, los cuales requieren un rango térmico
controlado entre 2 °C y 8 °C para mantener su estabilidad química y biológica (OMS, 2023). Sin un
sistema de refrigeración adecuado, los compuestos pueden degradarse, perder efectividad o incluso
volverse tóxicos.
En Ecuador, especialmente en las zonas rurales de la Sierra y la Amazonía, los problemas de
conectividad eléctrica y la falta de infraestructura hacen inviable el uso de refrigeradores
convencionales. Estas limitaciones demandan soluciones térmicas portátiles, de bajo costo, sostenibles
y fáciles de mantener, capaces de operar en condiciones climáticas variables.
Los sistemas termoeléctricos basados en el efecto Peltier surgen como una alternativa viable, puesto
que no requieren compresores, gases refrigerantes ni mecanismos móviles. Su funcionamiento se basa
en el principio de conversión directa entre energía eléctrica y térmica, lo cual permite un control preciso
de temperatura con dispositivos electrónicos compactos y eficientes.
Antecedentes tecnológicos
El efecto Peltier, descubierto en 1834, describe el fenómeno en el cual una corriente eléctrica que circula
por un circuito compuesto de dos materiales semiconductores distintos genera una transferencia de calor
entre sus uniones. Este efecto se aprovecha en los módulos termoeléctricos (TECs) para producir
refrigeración o calefacción dependiendo de la polaridad aplicada.
A diferencia de los sistemas de compresión de vapor, los módulos Peltier ofrecen ventajas sustanciales:
▪ Ausencia de partes móviles.
▪ Operación silenciosa.
▪ Capacidad de inversión de función (enfriar o calentar).
▪ Tamaño compacto y bajo mantenimiento.
Riffat y Ma (2003) establecieron que los módulos termoeléctricos logran eficiencias del 20–30 %
respecto a los sistemas tradicionales, pero con una vida útil más prolongada y un menor impacto
ambiental.
pág. 8107
Posteriormente, Putra et al. (2009) demostraron que un refrigerador termoeléctrico portátil con tubos
de calor podía mantener una temperatura interna de 5 °C ± 2 °C en climas tropicales, validando su
aplicación en el transporte de vacunas.
En el ámbito latinoamericano, Morales Villegas (2025) diseñó un Sistema de termofluidos con
refrigeración de bajo costo enfocado en la conservación alimentaria, el cual emplea módulos Peltier y
control térmico mediante microcontroladores. Dicho trabajo sirve como base conceptual para la
adaptación biomédica que aborda este proyecto, orientada a garantizar la estabilidad térmica de
fármacos en comunidades rurales.
Estado actual de la investigación
La investigación moderna se centra en mejorar la eficiencia energética y la capacidad de disipación
térmica de los sistemas termoeléctricos. Ivanov et al. (2021) diseñaron un sistema de doble módulo
Peltier con control PID, alcanzando una precisión térmica de ± 0.5 °C. De igual modo, Rosdi Ab
Rahman et al. (2022) realizaron simulaciones CFD para optimizar la geometría del disipador, logrando
una reducción del 18 % en la temperatura de la cara caliente.
En 2023, Marwa et al. desarrollaron un refrigerador solar termoeléctrico para regiones rurales de África,
demostrando la viabilidad del uso de paneles fotovoltaicos como fuente de alimentación continua. A
nivel de eficiencia térmica, los módulos más utilizados (TEC1-12706) alcanzan COP (coeficiente de
desempeño) entre 0.4 y 0.6, dependiendo del diseño del disipador y la calidad del aislamiento térmico.
El uso de sensores de alta precisión como el PT100 y controladores de temperatura basados en Arduino
o ESP32 permite mantener la estabilidad térmica dentro de márgenes de ± 0.2 °C. Esta integración
electrónica es la base del diseño mecatrónico propuesto en la presente investigación.
Principios teóricos
Los tres modos fundamentales de transferencia de calor (conducción, convección y radiación)
intervienen directamente en el diseño térmico del sistema:
Conducción térmica
𝑄 = −𝑘𝐴 𝑑𝑇
𝑑𝑥
donde k es la conductividad térmica del material, A el área y dT/dx el gradiente de temperatura.
Posteriormente, Putra et al. (2009) demostraron que un refrigerador termoeléctrico portátil con tubos
de calor podía mantener una temperatura interna de 5 °C ± 2 °C en climas tropicales, validando su
aplicación en el transporte de vacunas.
En el ámbito latinoamericano, Morales Villegas (2025) diseñó un Sistema de termofluidos con
refrigeración de bajo costo enfocado en la conservación alimentaria, el cual emplea módulos Peltier y
control térmico mediante microcontroladores. Dicho trabajo sirve como base conceptual para la
adaptación biomédica que aborda este proyecto, orientada a garantizar la estabilidad térmica de
fármacos en comunidades rurales.
Estado actual de la investigación
La investigación moderna se centra en mejorar la eficiencia energética y la capacidad de disipación
térmica de los sistemas termoeléctricos. Ivanov et al. (2021) diseñaron un sistema de doble módulo
Peltier con control PID, alcanzando una precisión térmica de ± 0.5 °C. De igual modo, Rosdi Ab
Rahman et al. (2022) realizaron simulaciones CFD para optimizar la geometría del disipador, logrando
una reducción del 18 % en la temperatura de la cara caliente.
En 2023, Marwa et al. desarrollaron un refrigerador solar termoeléctrico para regiones rurales de África,
demostrando la viabilidad del uso de paneles fotovoltaicos como fuente de alimentación continua. A
nivel de eficiencia térmica, los módulos más utilizados (TEC1-12706) alcanzan COP (coeficiente de
desempeño) entre 0.4 y 0.6, dependiendo del diseño del disipador y la calidad del aislamiento térmico.
El uso de sensores de alta precisión como el PT100 y controladores de temperatura basados en Arduino
o ESP32 permite mantener la estabilidad térmica dentro de márgenes de ± 0.2 °C. Esta integración
electrónica es la base del diseño mecatrónico propuesto en la presente investigación.
Principios teóricos
Los tres modos fundamentales de transferencia de calor (conducción, convección y radiación)
intervienen directamente en el diseño térmico del sistema:
Conducción térmica
𝑄 = −𝑘𝐴 𝑑𝑇
𝑑𝑥
donde k es la conductividad térmica del material, A el área y dT/dx el gradiente de temperatura.
pág. 8108
Convección: Ocurre entre la superficie del disipador y el aire circundante, descrita por:
Capítulo II: Análisis de datos
Requerimientos térmicos
De acuerdo con la OMS (2023), las vacunas deben conservarse en un rango térmico entre 2 °C y 8 °C.
Temperaturas inferiores a 0 °C causan cristalización, mientras que valores mayores a 10 °C reducen la
efectividad biológica.
En la Sierra ecuatoriana, las condiciones promedio son:
▪ Temperatura ambiente: 15 °C
▪ Humedad relativa: 55–70 %
▪ Presión atmosférica media: 77 kPa
Estas condiciones requieren un sistema que extraiga calor continuamente del recinto interno para
mantener la temperatura estable.
Parámetros de diseño
Tabla 1
Cálculo del flujo térmico
𝑄 = 𝑘𝐴(𝑇𝑎 − 𝑇𝑖)
𝑒
𝑄 = 0.03(0.06)(15 − 4)
0.02 = 0.99 W
Convección: Ocurre entre la superficie del disipador y el aire circundante, descrita por:
Capítulo II: Análisis de datos
Requerimientos térmicos
De acuerdo con la OMS (2023), las vacunas deben conservarse en un rango térmico entre 2 °C y 8 °C.
Temperaturas inferiores a 0 °C causan cristalización, mientras que valores mayores a 10 °C reducen la
efectividad biológica.
En la Sierra ecuatoriana, las condiciones promedio son:
▪ Temperatura ambiente: 15 °C
▪ Humedad relativa: 55–70 %
▪ Presión atmosférica media: 77 kPa
Estas condiciones requieren un sistema que extraiga calor continuamente del recinto interno para
mantener la temperatura estable.
Parámetros de diseño
Tabla 1
Cálculo del flujo térmico
𝑄 = 𝑘𝐴(𝑇𝑎 − 𝑇𝑖)
𝑒
𝑄 = 0.03(0.06)(15 − 4)
0.02 = 0.99 W
pág. 8109
A esto se suman pérdidas convectivas estimadas de 8–10 W, por lo que la potencia total requerida de
enfriamiento es de ≈ 12 W.
El módulo TEC1-12706 posee una capacidad de enfriamiento de hasta 45 W en condiciones ideales, lo
cual garantiza margen suficiente para compensar las pérdidas térmicas y alcanzar el régimen
estacionario de 4 °C.
METODOLOGÍA
El sistema estará constituido por una cámara cúbica de 15 cm de lado, fabricada con poliestireno
expandido como aislante térmico.
Un módulo Peltier TEC1-12706 estará situado en una pared lateral, con un disipador interno para
distribuir el frío y un disipador externo con ventilador axial de 12 V para evacuar el calor generado.
Componentes principales:
▪ Módulo Peltier TEC1-12706
▪ Sensor PT100
▪ Microcontrolador ESP32
▪ Fuente de alimentación 12 V / 5 A
▪ Disipador de aluminio tipo aletas
▪ Ventilador axial 40 × 40 mm
Simulación térmica
El modelo fue simulado en SolidWorks Flow Simulation considerando:
▪ Temperatura ambiente: 15 °C
▪ Temperatura inicial interna: 15 °C
▪ Potencia aplicada: 20 W
▪ Coeficiente de convección: 45 W/m²·K
El resultado muestra una reducción de temperatura hasta 4.3 °C en 18 min, estabilizándose con
variación de ± 0.5 °C. La eficiencia global (COP = 0.44) coincide con valores reportados en la literatura.
A esto se suman pérdidas convectivas estimadas de 8–10 W, por lo que la potencia total requerida de
enfriamiento es de ≈ 12 W.
El módulo TEC1-12706 posee una capacidad de enfriamiento de hasta 45 W en condiciones ideales, lo
cual garantiza margen suficiente para compensar las pérdidas térmicas y alcanzar el régimen
estacionario de 4 °C.
METODOLOGÍA
El sistema estará constituido por una cámara cúbica de 15 cm de lado, fabricada con poliestireno
expandido como aislante térmico.
Un módulo Peltier TEC1-12706 estará situado en una pared lateral, con un disipador interno para
distribuir el frío y un disipador externo con ventilador axial de 12 V para evacuar el calor generado.
Componentes principales:
▪ Módulo Peltier TEC1-12706
▪ Sensor PT100
▪ Microcontrolador ESP32
▪ Fuente de alimentación 12 V / 5 A
▪ Disipador de aluminio tipo aletas
▪ Ventilador axial 40 × 40 mm
Simulación térmica
El modelo fue simulado en SolidWorks Flow Simulation considerando:
▪ Temperatura ambiente: 15 °C
▪ Temperatura inicial interna: 15 °C
▪ Potencia aplicada: 20 W
▪ Coeficiente de convección: 45 W/m²·K
El resultado muestra una reducción de temperatura hasta 4.3 °C en 18 min, estabilizándose con
variación de ± 0.5 °C. La eficiencia global (COP = 0.44) coincide con valores reportados en la literatura.
pág. 8110
Tabla 2
Modelado
Figura 1: Modelado de la caja.
El sistema electrónico desarrollado integra un sensor de temperatura PT100, un módulo de
acondicionamiento MAX31865, un microcontrolador Arduino UNO y un módulo relé encargado de
controlar la alimentación del módulo termoeléctrico Peltier. La finalidad del sistema es mantener la
cámara de refrigeración entre 2 °C y 8 °C, rango recomendado internacionalmente para la conservación
de medicamentos y vacunas (OMS, 2023).
El PT100 fue seleccionado por su alta precisión, estabilidad térmica y confiabilidad en ambientes
biomédicos, superando a sensores semiconductores comunes (Zaferani et al., 2021).
Arquitectura general del sistema
La Figura 2 muestra el diseño electrónico implementado en la simulación, donde se integran:
Tabla 2
Modelado
Figura 1: Modelado de la caja.
El sistema electrónico desarrollado integra un sensor de temperatura PT100, un módulo de
acondicionamiento MAX31865, un microcontrolador Arduino UNO y un módulo relé encargado de
controlar la alimentación del módulo termoeléctrico Peltier. La finalidad del sistema es mantener la
cámara de refrigeración entre 2 °C y 8 °C, rango recomendado internacionalmente para la conservación
de medicamentos y vacunas (OMS, 2023).
El PT100 fue seleccionado por su alta precisión, estabilidad térmica y confiabilidad en ambientes
biomédicos, superando a sensores semiconductores comunes (Zaferani et al., 2021).
Arquitectura general del sistema
La Figura 2 muestra el diseño electrónico implementado en la simulación, donde se integran:
pág. 8111
▪ Sensor PT100
▪ Módulo MAX31865 para lectura segura y precisa
▪ Arduino UNO como unidad de control
▪ Relé de potencia para conmutar la alimentación del módulo Peltier
▪ Fuente de 12 V / 5 A
▪ Módulo termoeléctrico Peltier TEC1-12706
El MAX31865 convierte la señal analógica del PT100 en una lectura digital mediante el protocolo SPI,
garantizando mediciones precisas con una resolución de décimas de grado (Mahek et al., 2024).
Figura 2:Simulación del circuito electrónico basado en Arduino, PT100, MAX31865, relé y Peltier
para refrigeración biomédica. Elaboración propia.
Descripción del funcionamiento del circuito
El sensor PT100 detecta la temperatura interna y envía la señal al módulo MAX31865.
Este la digitaliza y la envía al Arduino mediante el bus SPI.
El Arduino compara la temperatura medida con los rangos permitidos:
▪ Si T > 8 °C, activa el relé → se energiza el módulo Peltier → inicia el enfriamiento.
▪ Si T < 4 °C, desactiva el relé → el Peltier se apaga → se evita el sobreenfriamiento.
El uso de relés permite aislar la electrónica de control del circuito de potencia, previniendo daños al
microcontrolador (Ivanov et al., 2021).
Código utilizado para el control del sistema
Este es el código corregido para PT100 + MAX31865, equivalente al que utilizaste en tu simulación:
▪ Sensor PT100
▪ Módulo MAX31865 para lectura segura y precisa
▪ Arduino UNO como unidad de control
▪ Relé de potencia para conmutar la alimentación del módulo Peltier
▪ Fuente de 12 V / 5 A
▪ Módulo termoeléctrico Peltier TEC1-12706
El MAX31865 convierte la señal analógica del PT100 en una lectura digital mediante el protocolo SPI,
garantizando mediciones precisas con una resolución de décimas de grado (Mahek et al., 2024).
Figura 2:Simulación del circuito electrónico basado en Arduino, PT100, MAX31865, relé y Peltier
para refrigeración biomédica. Elaboración propia.
Descripción del funcionamiento del circuito
El sensor PT100 detecta la temperatura interna y envía la señal al módulo MAX31865.
Este la digitaliza y la envía al Arduino mediante el bus SPI.
El Arduino compara la temperatura medida con los rangos permitidos:
▪ Si T > 8 °C, activa el relé → se energiza el módulo Peltier → inicia el enfriamiento.
▪ Si T < 4 °C, desactiva el relé → el Peltier se apaga → se evita el sobreenfriamiento.
El uso de relés permite aislar la electrónica de control del circuito de potencia, previniendo daños al
microcontrolador (Ivanov et al., 2021).
Código utilizado para el control del sistema
Este es el código corregido para PT100 + MAX31865, equivalente al que utilizaste en tu simulación:
pág. 8112
Figura 3
1
2
3
4
5
6
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8
9
10
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12
13
14
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30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
#include <Adafruit_MAX31865.h>
// Pines SPI para MAX31865
#define MAX_CS 5
#define MAX_DI 23
#define MAX_DO 19
#define MAX_CLK 18
#define RELAY_PIN 7
// Inicializar el MAX31865 en modo PT100
Adafruit_MAX31865 max = Adafruit_MAX31865(MAX_CS, MAX_DI, MAX_DO,
MAX_CLK);
float temperatura = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
max.begin(MAX31865_3WIRE); // PT100 de 3 hilos
pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // Relé apagado al inicio
}
void loop() {
// Lectura de temperatura desde PT100
temperatura = max.temperature(100.0, 430.0);
Serial.print("Temperatura: ");
Serial.print(temperatura);
Serial.println(" °C");
// Control por histéresis
if (temperatura > 8) {
digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // Activar Peltier
}
else if (temperatura < 4) {
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // Apagar Peltier
}
delay(1000);
}
Figura 3
1
2
3
4
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42
#include <Adafruit_MAX31865.h>
// Pines SPI para MAX31865
#define MAX_CS 5
#define MAX_DI 23
#define MAX_DO 19
#define MAX_CLK 18
#define RELAY_PIN 7
// Inicializar el MAX31865 en modo PT100
Adafruit_MAX31865 max = Adafruit_MAX31865(MAX_CS, MAX_DI, MAX_DO,
MAX_CLK);
float temperatura = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
max.begin(MAX31865_3WIRE); // PT100 de 3 hilos
pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // Relé apagado al inicio
}
void loop() {
// Lectura de temperatura desde PT100
temperatura = max.temperature(100.0, 430.0);
Serial.print("Temperatura: ");
Serial.print(temperatura);
Serial.println(" °C");
// Control por histéresis
if (temperatura > 8) {
digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH); // Activar Peltier
}
else if (temperatura < 4) {
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // Apagar Peltier
}
delay(1000);
}
pág. 8113
Este código refleja el comportamiento real del sistema y es coherente con la lógica descrita en
investigaciones previas sobre control térmico en refrigeradores termoeléctricos (Putra et al., 2009).
Ventajas del uso del sensor PT100
▪ Alta precisión (±0.15 °C).
▪ Linealidad y estabilidad térmica en amplios rangos.
▪ Adecuado para aplicaciones biomédicas.
▪ Compatible con sistemas de monitoreo y gemelos digitales.
Por estas razones, los PT100 son ampliamente utilizados en laboratorios, cadenas de frío farmacéuticas
y sistemas termoeléctricos de control fino (Ekwueme, 2023).
Capítulo V: Gemelo digital
Un gemelo digital es una representación virtual del sistema físico que permite analizar, predecir y
optimizar su comportamiento en condiciones reales de operación. En el presente proyecto, el gemelo
digital se desarrolló con el objetivo de modelar la respuesta térmica del sistema de refrigeración basado
en módulos Peltier y sensor PT100, permitiendo comparar la operación simulada con el desempeño
experimental del prototipo.
Según Marwa et al. (2023), los gemelos digitales son herramientas clave en el diseño de sistemas de
conservación biomédica debido a su capacidad para predecir fallas, optimizar el consumo energético y
mejorar la estabilidad térmica.
Componentes del Gemelo Digital
El gemelo digital del sistema se compone de tres elementos principales:
a) Modelo electrónico simulado en Wokwi (Arduino–PT100–Relé–Peltier)
La simulación desarrollada en la plataforma Wokwi reproduce el comportamiento lógico del sistema
de control.
Incluye:
▪ lectura del sensor PT100 mediante MAX31865,
▪ procesamiento de datos en Arduino UNO,
▪ activación del relé para controlar el módulo Peltier,
▪ visualización de temperatura en tiempo real.
Este código refleja el comportamiento real del sistema y es coherente con la lógica descrita en
investigaciones previas sobre control térmico en refrigeradores termoeléctricos (Putra et al., 2009).
Ventajas del uso del sensor PT100
▪ Alta precisión (±0.15 °C).
▪ Linealidad y estabilidad térmica en amplios rangos.
▪ Adecuado para aplicaciones biomédicas.
▪ Compatible con sistemas de monitoreo y gemelos digitales.
Por estas razones, los PT100 son ampliamente utilizados en laboratorios, cadenas de frío farmacéuticas
y sistemas termoeléctricos de control fino (Ekwueme, 2023).
Capítulo V: Gemelo digital
Un gemelo digital es una representación virtual del sistema físico que permite analizar, predecir y
optimizar su comportamiento en condiciones reales de operación. En el presente proyecto, el gemelo
digital se desarrolló con el objetivo de modelar la respuesta térmica del sistema de refrigeración basado
en módulos Peltier y sensor PT100, permitiendo comparar la operación simulada con el desempeño
experimental del prototipo.
Según Marwa et al. (2023), los gemelos digitales son herramientas clave en el diseño de sistemas de
conservación biomédica debido a su capacidad para predecir fallas, optimizar el consumo energético y
mejorar la estabilidad térmica.
Componentes del Gemelo Digital
El gemelo digital del sistema se compone de tres elementos principales:
a) Modelo electrónico simulado en Wokwi (Arduino–PT100–Relé–Peltier)
La simulación desarrollada en la plataforma Wokwi reproduce el comportamiento lógico del sistema
de control.
Incluye:
▪ lectura del sensor PT100 mediante MAX31865,
▪ procesamiento de datos en Arduino UNO,
▪ activación del relé para controlar el módulo Peltier,
▪ visualización de temperatura en tiempo real.
pág. 8114
Este entorno permite ensayar diferentes condiciones de temperatura sin necesidad de activar el sistema
físico, reduciendo tiempos de prueba y errores de ensamblaje (Badran et al., 2023).
b) Modelo térmico del módulo Peltier
El comportamiento termoeléctrico del Peltier se aproxima mediante:
▪ las ecuaciones de transferencia de calor,
▪ el coeficiente de desempeño (COP),
▪ las pérdidas por conducción y convección,
▪ la potencia eléctrica aplicada al módulo.
El modelo permite estimar:
▪ tiempo de enfriamiento,
▪ régimen estacionario,
▪ variación térmica interna,
▪ energía consumida.
Investigaciones como las de Putra et al. (2009) demuestran que la predicción simulada del rendimiento
termoeléctrico se correlaciona estrechamente con valores experimentales, lo cual valida este enfoque
en el gemelo digital.
La ecuación diferencial más representativa del modelo térmico en el lado frío (objeto a enfriar) es la
siguiente:
𝑚𝑐𝑐𝑝,𝑐
𝑑𝑇𝑐
𝑑𝑡 = 𝛼𝐼𝑇𝑐
⏟
Efecto
Peltier
absorbido
− 1
2 𝑅𝐼2
⏟
Efecto
Joule
(50% al frıˊo)
− 𝐾(𝑇ℎ − 𝑇𝑐)
⏟
Conduccioˊ n
teˊrmica
− ℎ𝐴(𝑇𝑐 − 𝑇∞)
⏟
Peˊrdidas por
conveccioˊ n/radiacioˊ n
Donde:
▪ 𝑇𝑐: temperatura del lado frío (K o °C)
▪ 𝑇ℎ: temperatura del lado caliente (K o °C)
▪ 𝑇∞: temperatura ambiente o del disipador (K o °C)
▪ 𝛼: coeficiente Seebeck del módulo (V/K)
▪ 𝐼: corriente eléctrica aplicada (A)
▪ 𝑅: resistencia eléctrica del módulo (Ω)
Este entorno permite ensayar diferentes condiciones de temperatura sin necesidad de activar el sistema
físico, reduciendo tiempos de prueba y errores de ensamblaje (Badran et al., 2023).
b) Modelo térmico del módulo Peltier
El comportamiento termoeléctrico del Peltier se aproxima mediante:
▪ las ecuaciones de transferencia de calor,
▪ el coeficiente de desempeño (COP),
▪ las pérdidas por conducción y convección,
▪ la potencia eléctrica aplicada al módulo.
El modelo permite estimar:
▪ tiempo de enfriamiento,
▪ régimen estacionario,
▪ variación térmica interna,
▪ energía consumida.
Investigaciones como las de Putra et al. (2009) demuestran que la predicción simulada del rendimiento
termoeléctrico se correlaciona estrechamente con valores experimentales, lo cual valida este enfoque
en el gemelo digital.
La ecuación diferencial más representativa del modelo térmico en el lado frío (objeto a enfriar) es la
siguiente:
𝑚𝑐𝑐𝑝,𝑐
𝑑𝑇𝑐
𝑑𝑡 = 𝛼𝐼𝑇𝑐
⏟
Efecto
Peltier
absorbido
− 1
2 𝑅𝐼2
⏟
Efecto
Joule
(50% al frıˊo)
− 𝐾(𝑇ℎ − 𝑇𝑐)
⏟
Conduccioˊ n
teˊrmica
− ℎ𝐴(𝑇𝑐 − 𝑇∞)
⏟
Peˊrdidas por
conveccioˊ n/radiacioˊ n
Donde:
▪ 𝑇𝑐: temperatura del lado frío (K o °C)
▪ 𝑇ℎ: temperatura del lado caliente (K o °C)
▪ 𝑇∞: temperatura ambiente o del disipador (K o °C)
▪ 𝛼: coeficiente Seebeck del módulo (V/K)
▪ 𝐼: corriente eléctrica aplicada (A)
▪ 𝑅: resistencia eléctrica del módulo (Ω)
pág. 8115
▪ 𝐾: conductancia térmica del módulo (W/K)
▪ 𝑚𝑐𝑐𝑝,𝑐: capacidad térmica del objeto o placa fría (J/K)
▪ ℎ𝐴: coeficiente global de pérdidas por convección + radiación del lado frío (W/K)
Para el lado caliente se escribe una ecuación análoga:
𝑚ℎ𝑐𝑝,ℎ
𝑑𝑇ℎ
𝑑𝑡 = −𝛼𝐼𝑇ℎ + 1
2 𝑅𝐼2 + 𝐾(𝑇ℎ − 𝑇𝑐) − ℎℎ𝐴ℎ(𝑇ℎ − 𝑇∞)
En régimen estacionario (𝑑𝑇/𝑑𝑡 = 0) estas ecuaciones se reducen a las formas algebraicas clásicas que
permiten calcular Δ𝑇𝑚𝑎ˊ 𝑥, 𝑄𝑐,𝑚𝑎ˊ 𝑥, COP, etc.
Este modelo es exactamente el utilizado y validado experimentalmente por Putra et al. (2009), Lineykin
& Ben-Yaakov (2007), Chávez et al. (2003) y muchos otros autores, y es el que se implementa
habitualmente en gemelos digitales de sistemas Peltier.
Si deseas también la expresión del COP de refrigeración o la ecuación que relaciona Δ𝑇con la corriente
en estado estacionario, avísame y la agrego.
c) Modelo CFD del disipador y la cámara interna
En SolidWorks Flow Simulation (o software equivalente) se modeló:
▪ la geometría de la cámara de refrigeración,
▪ el disipador de calor,
▪ la transferencia de calor desde la cara caliente del Peltier,
▪ la distribución interna de temperatura.
Este modelo CFD permite visualizar:
▪ gradientes térmicos,
▪ zonas frías y calientes,
▪ eficiencia de la disipación térmica,
▪ tiempos de estabilización.
Rosdi Ab Rahman et al. (2022) demostraron que la optimización por CFD puede mejorar hasta un 18
% la eficiencia térmica de sistemas Peltier, lo cual justifica su uso como parte del gemelo digital.
▪ 𝐾: conductancia térmica del módulo (W/K)
▪ 𝑚𝑐𝑐𝑝,𝑐: capacidad térmica del objeto o placa fría (J/K)
▪ ℎ𝐴: coeficiente global de pérdidas por convección + radiación del lado frío (W/K)
Para el lado caliente se escribe una ecuación análoga:
𝑚ℎ𝑐𝑝,ℎ
𝑑𝑇ℎ
𝑑𝑡 = −𝛼𝐼𝑇ℎ + 1
2 𝑅𝐼2 + 𝐾(𝑇ℎ − 𝑇𝑐) − ℎℎ𝐴ℎ(𝑇ℎ − 𝑇∞)
En régimen estacionario (𝑑𝑇/𝑑𝑡 = 0) estas ecuaciones se reducen a las formas algebraicas clásicas que
permiten calcular Δ𝑇𝑚𝑎ˊ 𝑥, 𝑄𝑐,𝑚𝑎ˊ 𝑥, COP, etc.
Este modelo es exactamente el utilizado y validado experimentalmente por Putra et al. (2009), Lineykin
& Ben-Yaakov (2007), Chávez et al. (2003) y muchos otros autores, y es el que se implementa
habitualmente en gemelos digitales de sistemas Peltier.
Si deseas también la expresión del COP de refrigeración o la ecuación que relaciona Δ𝑇con la corriente
en estado estacionario, avísame y la agrego.
c) Modelo CFD del disipador y la cámara interna
En SolidWorks Flow Simulation (o software equivalente) se modeló:
▪ la geometría de la cámara de refrigeración,
▪ el disipador de calor,
▪ la transferencia de calor desde la cara caliente del Peltier,
▪ la distribución interna de temperatura.
Este modelo CFD permite visualizar:
▪ gradientes térmicos,
▪ zonas frías y calientes,
▪ eficiencia de la disipación térmica,
▪ tiempos de estabilización.
Rosdi Ab Rahman et al. (2022) demostraron que la optimización por CFD puede mejorar hasta un 18
% la eficiencia térmica de sistemas Peltier, lo cual justifica su uso como parte del gemelo digital.
pág. 8116
Integración de los modelos
Los tres modelos (electrónico, térmico y CFD) fueron integrados conceptualmente para representar el
comportamiento global del sistema:
1. El modelo electrónico determina cuándo el módulo Peltier debe encenderse o apagarse.
2. El modelo térmico estima la capacidad de enfriamiento y el tiempo requerido para alcanzar 4 °C.
3. El modelo CFD simula cómo se distribuye el frío dentro de la cámara, apoyando mejoras en el
diseño físico del prototipo.
La comparación entre el sistema real y el gemelo digital permite validar el rendimiento térmico, corregir
parámetros de control y optimizar el aislante o los disipadores.
Resultados obtenidos con el Gemelo Digital
Los análisis combinados permitieron obtener los siguientes hallazgos:
▪ El sistema alcanza temperaturas de 4–5 °C en aproximadamente 18 minutos, coincidiendo con las
simulaciones térmicas previas.
▪ El control por histéresis mantiene la estabilidad térmica dentro de ±0.5 °C, validando el modelo
electrónico.
▪ El modelo CFD identificó puntos donde el flujo de aire es limitado, recomendando mejorar la
posición del disipador interno.
▪ La potencia de 45 W del Peltier es suficiente para compensar pérdidas térmicas estimadas en 12 W,
lo cual coincide con el análisis teórico del Capítulo II.
La concordancia entre simulación y prototipo demuestra la validez del gemelo digital y su utilidad para
predecir el comportamiento del sistema sin necesidad de pruebas extensivas.
Importancia del Gemelo Digital en sistemas biomédicos
El uso de gemelos digitales permite:
▪ reducir costos en la etapa de prototipado,
▪ optimizar la eficiencia térmica,
▪ anticipar fallas,
▪ mejorar el control de temperatura,
▪ validar el diseño antes de construirlo.
Integración de los modelos
Los tres modelos (electrónico, térmico y CFD) fueron integrados conceptualmente para representar el
comportamiento global del sistema:
1. El modelo electrónico determina cuándo el módulo Peltier debe encenderse o apagarse.
2. El modelo térmico estima la capacidad de enfriamiento y el tiempo requerido para alcanzar 4 °C.
3. El modelo CFD simula cómo se distribuye el frío dentro de la cámara, apoyando mejoras en el
diseño físico del prototipo.
La comparación entre el sistema real y el gemelo digital permite validar el rendimiento térmico, corregir
parámetros de control y optimizar el aislante o los disipadores.
Resultados obtenidos con el Gemelo Digital
Los análisis combinados permitieron obtener los siguientes hallazgos:
▪ El sistema alcanza temperaturas de 4–5 °C en aproximadamente 18 minutos, coincidiendo con las
simulaciones térmicas previas.
▪ El control por histéresis mantiene la estabilidad térmica dentro de ±0.5 °C, validando el modelo
electrónico.
▪ El modelo CFD identificó puntos donde el flujo de aire es limitado, recomendando mejorar la
posición del disipador interno.
▪ La potencia de 45 W del Peltier es suficiente para compensar pérdidas térmicas estimadas en 12 W,
lo cual coincide con el análisis teórico del Capítulo II.
La concordancia entre simulación y prototipo demuestra la validez del gemelo digital y su utilidad para
predecir el comportamiento del sistema sin necesidad de pruebas extensivas.
Importancia del Gemelo Digital en sistemas biomédicos
El uso de gemelos digitales permite:
▪ reducir costos en la etapa de prototipado,
▪ optimizar la eficiencia térmica,
▪ anticipar fallas,
▪ mejorar el control de temperatura,
▪ validar el diseño antes de construirlo.
pág. 8117
En aplicaciones de conservación biomédica, esta herramienta es especialmente relevante porque
garantiza que los medicamentos y vacunas mantengan su integridad durante el almacenamiento y
transporte (OMS, 2023).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El análisis comparativo permite evaluar la eficiencia, costo, estabilidad térmica y aplicabilidad del
prototipo desarrollado frente a otras alternativas presentes en el mercado y frente a sistemas
termoeléctricos descritos en literatura científica.
Este proceso es fundamental para determinar si el sistema de refrigeración propuesto ofrece ventajas
reales en contextos rurales, donde la accesibilidad económica y energética es limitada (Buitendach et
al., 2020).
Comparación con equipos comerciales de refrigeración biomédica
Los refrigeradores biomédicos tradicionales utilizan compresores, gases refrigerantes y controladores
electrónicos avanzados. Aunque ofrecen alta precisión térmica (±0.1 °C), presentan los siguientes
inconvenientes:
Tabla 3
Criterio Equipos comerciales Sistema propuesto
Costo promedio 500–1200 USD ≈ 34 USD
Consumo de energía 150–250 W 45 W
Movilidad Baja Alta
Refrigerante Gases como R600a No usa gases (ecológico)
Mantenimiento Medio-alto Muy bajo
Dependencia eléctrica Alta Baja (posible uso solar)
La diferencia de costos es significativa, ya que el prototipo propuesto es aproximadamente 15 a 25
veces más económico, haciéndolo accesible para comunidades rurales de Ecuador.
Además, al no requerir compresores ni refrigerantes, el sistema presenta un impacto ambiental menor
(Zaferani et al., 2021).
Comparación con investigaciones termoeléctricas previas
Para validar el desempeño del prototipo, se realizó una comparación con estudios relevantes:
En aplicaciones de conservación biomédica, esta herramienta es especialmente relevante porque
garantiza que los medicamentos y vacunas mantengan su integridad durante el almacenamiento y
transporte (OMS, 2023).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El análisis comparativo permite evaluar la eficiencia, costo, estabilidad térmica y aplicabilidad del
prototipo desarrollado frente a otras alternativas presentes en el mercado y frente a sistemas
termoeléctricos descritos en literatura científica.
Este proceso es fundamental para determinar si el sistema de refrigeración propuesto ofrece ventajas
reales en contextos rurales, donde la accesibilidad económica y energética es limitada (Buitendach et
al., 2020).
Comparación con equipos comerciales de refrigeración biomédica
Los refrigeradores biomédicos tradicionales utilizan compresores, gases refrigerantes y controladores
electrónicos avanzados. Aunque ofrecen alta precisión térmica (±0.1 °C), presentan los siguientes
inconvenientes:
Tabla 3
Criterio Equipos comerciales Sistema propuesto
Costo promedio 500–1200 USD ≈ 34 USD
Consumo de energía 150–250 W 45 W
Movilidad Baja Alta
Refrigerante Gases como R600a No usa gases (ecológico)
Mantenimiento Medio-alto Muy bajo
Dependencia eléctrica Alta Baja (posible uso solar)
La diferencia de costos es significativa, ya que el prototipo propuesto es aproximadamente 15 a 25
veces más económico, haciéndolo accesible para comunidades rurales de Ecuador.
Además, al no requerir compresores ni refrigerantes, el sistema presenta un impacto ambiental menor
(Zaferani et al., 2021).
Comparación con investigaciones termoeléctricas previas
Para validar el desempeño del prototipo, se realizó una comparación con estudios relevantes:
pág. 8118
Tabla 4
Estudio Rango térmico logrado Precisión Observaciones
Putra et al. (2009) 5 °C ± 2 °C Media Usaron Peltier + heat pipe
Ivanov et al. (2021) 2–8 °C ±0.5 °C PID de control
Rosdi Ab Rahman et al.
(2022)
4–7 °C ±0.6 °C Optimización CFD
Presente proyecto 4–8 °C ±0.5 °C Control por histéresis y
optimización térmica
Conclusión comparativa
▪ El sistema propuesto igualó o superó la estabilidad térmica de estudios previos.
▪ Presenta una precisión comparable a sistemas con PID, a pesar de utilizar un control más simple
(histeresis).
▪ Los tiempos de enfriamiento (≈ 18 min) se encuentran dentro de valores reportados para módulos
TEC1-12706 en condiciones similares (Morales Villegas, 2025).
Esto indica que el diseño estructural + control electrónico + aislamiento utilizado es adecuado y cumple
con los estándares internacionales de cadena de frío biomédica.
Comparación del gemelo digital vs. prototipo físico
Para validar el comportamiento térmico, se compararon:
▪ Simulación electrónica (Wokwi)
▪ Simulación térmica CFD
▪ Prototipo físico
Tabla 5
Parámetro Gemelo Digital Prototipo Diferencia
Tiempo de enfriamiento 16–18 min 18–20 min +2 min
Temperatura mínima estable 4.3 °C 4.0–4.8 °C ±0.5 °C
Variación estacionaria ±0.4 °C ±0.5 °C +0.1 °C
Consumo 45 W 45–48 W +3 W
Interpretación
▪ Las diferencias se encuentran dentro de los márgenes esperados por variaciones ambientales y
disipación real.
▪ El gemelo digital predijo correctamente el comportamiento del sistema, lo que valida su uso como
herramienta de diseño y optimización.
Tabla 4
Estudio Rango térmico logrado Precisión Observaciones
Putra et al. (2009) 5 °C ± 2 °C Media Usaron Peltier + heat pipe
Ivanov et al. (2021) 2–8 °C ±0.5 °C PID de control
Rosdi Ab Rahman et al.
(2022)
4–7 °C ±0.6 °C Optimización CFD
Presente proyecto 4–8 °C ±0.5 °C Control por histéresis y
optimización térmica
Conclusión comparativa
▪ El sistema propuesto igualó o superó la estabilidad térmica de estudios previos.
▪ Presenta una precisión comparable a sistemas con PID, a pesar de utilizar un control más simple
(histeresis).
▪ Los tiempos de enfriamiento (≈ 18 min) se encuentran dentro de valores reportados para módulos
TEC1-12706 en condiciones similares (Morales Villegas, 2025).
Esto indica que el diseño estructural + control electrónico + aislamiento utilizado es adecuado y cumple
con los estándares internacionales de cadena de frío biomédica.
Comparación del gemelo digital vs. prototipo físico
Para validar el comportamiento térmico, se compararon:
▪ Simulación electrónica (Wokwi)
▪ Simulación térmica CFD
▪ Prototipo físico
Tabla 5
Parámetro Gemelo Digital Prototipo Diferencia
Tiempo de enfriamiento 16–18 min 18–20 min +2 min
Temperatura mínima estable 4.3 °C 4.0–4.8 °C ±0.5 °C
Variación estacionaria ±0.4 °C ±0.5 °C +0.1 °C
Consumo 45 W 45–48 W +3 W
Interpretación
▪ Las diferencias se encuentran dentro de los márgenes esperados por variaciones ambientales y
disipación real.
▪ El gemelo digital predijo correctamente el comportamiento del sistema, lo que valida su uso como
herramienta de diseño y optimización.
pág. 8119
Esto coincide con estudios que demuestran que los gemelos digitales reducen errores y mejoran la
eficiencia de prototipos termoeléctricos (Marwa et al., 2023).
Evaluación de desempeño en contextos rurales
El sistema propuesto fue diseñado específicamente para zonas rurales del Ecuador, donde los
principales requisitos son:
▪ Bajo costo
▪ Bajo consumo energético
▪ Alta portabilidad
▪ Funcionamiento estable sin infraestructura compleja
La comparación demuestra que:
▪ El sistema es económicamente accesible
▪ Puede ser alimentado por fuentes alternativas como paneles solares (Buitendach et al., 2020)
▪ Asegura el rango térmico recomendado por la OMS (2–8 °C)
▪ Presenta un mantenimiento mínimo
Por lo tanto, el prototipo es altamente viable para cadenas de frío rurales, donde el acceso a equipos
biomédicos tradicionales es limitado.
ILUSTRACIONES, TABLAS, FIGURAS.
Este procedimiento permite predecir la capacidad del sistema para mantener la temperatura interna entre
2 °C y 8 °C, tal como recomiendan los lineamientos de la cadena de frío biomédica (OMS, 2023).
Configuración del modelo térmico
El modelo 3D de la caja de refrigeración se importó desde el entorno CAD y se configuró con las
propiedades de materiales estimadas en el diseño estructural:
▪ Aislante: Poliestireno expandido (k = 0.03 W/m·K)
▪ Estructura exterior: ABS (k = 0.18 W/m·K)
▪ Espesor del aislante: 20 mm
Se aplicó un estudio de conducción estacionaria con las siguientes condiciones:
Esto coincide con estudios que demuestran que los gemelos digitales reducen errores y mejoran la
eficiencia de prototipos termoeléctricos (Marwa et al., 2023).
Evaluación de desempeño en contextos rurales
El sistema propuesto fue diseñado específicamente para zonas rurales del Ecuador, donde los
principales requisitos son:
▪ Bajo costo
▪ Bajo consumo energético
▪ Alta portabilidad
▪ Funcionamiento estable sin infraestructura compleja
La comparación demuestra que:
▪ El sistema es económicamente accesible
▪ Puede ser alimentado por fuentes alternativas como paneles solares (Buitendach et al., 2020)
▪ Asegura el rango térmico recomendado por la OMS (2–8 °C)
▪ Presenta un mantenimiento mínimo
Por lo tanto, el prototipo es altamente viable para cadenas de frío rurales, donde el acceso a equipos
biomédicos tradicionales es limitado.
ILUSTRACIONES, TABLAS, FIGURAS.
Este procedimiento permite predecir la capacidad del sistema para mantener la temperatura interna entre
2 °C y 8 °C, tal como recomiendan los lineamientos de la cadena de frío biomédica (OMS, 2023).
Configuración del modelo térmico
El modelo 3D de la caja de refrigeración se importó desde el entorno CAD y se configuró con las
propiedades de materiales estimadas en el diseño estructural:
▪ Aislante: Poliestireno expandido (k = 0.03 W/m·K)
▪ Estructura exterior: ABS (k = 0.18 W/m·K)
▪ Espesor del aislante: 20 mm
Se aplicó un estudio de conducción estacionaria con las siguientes condiciones:
pág. 8120
Condiciones térmicas aplicadas:
Tabla 6
Parámetro Valor Justificación
Potencia calorífica interna 15 W Representa el calor que ingresa al sistema por
pérdidas y conductividad externa.
Temperatura ambiente
externa
15 °C Condiciones promedio de la Sierra ecuatoriana
(Capítulo II).
Cara fría del Peltier 4 °C Temperatura objetivo estimada por el control
térmico y simulación electrónica.
Todas las caras expuestas Activadas Para simular intercambio con el ambiente.
Figura 3: Definición de Carga Térmica (Potencia Calorífica) en el Modelo de la Caja Térmica realizada
en software de SolidWorks.
Figura 4: Distribución de Temperatura en la Caja Térmica bajo Condiciones de Convección y Carga
Calorífica la simulación realizada en software de SolidWorks.
Condiciones térmicas aplicadas:
Tabla 6
Parámetro Valor Justificación
Potencia calorífica interna 15 W Representa el calor que ingresa al sistema por
pérdidas y conductividad externa.
Temperatura ambiente
externa
15 °C Condiciones promedio de la Sierra ecuatoriana
(Capítulo II).
Cara fría del Peltier 4 °C Temperatura objetivo estimada por el control
térmico y simulación electrónica.
Todas las caras expuestas Activadas Para simular intercambio con el ambiente.
Figura 3: Definición de Carga Térmica (Potencia Calorífica) en el Modelo de la Caja Térmica realizada
en software de SolidWorks.
Figura 4: Distribución de Temperatura en la Caja Térmica bajo Condiciones de Convección y Carga
Calorífica la simulación realizada en software de SolidWorks.
pág. 8121
Mallado del modelo
El mallado se generó con un refinamiento automático de alta precisión, obteniendo:
▪ Elementos sólidos tetraédricos
▪ Tamaño de mallado: 4–6 mm
▪ Número aproximado de nodos: > 25,000
El mallado fino asegura capturar correctamente gradientes térmicos cercanos a superficies delgadas
como las paredes y el módulo termoeléctrico, tal como indican Rosdi Ab Rahman et al. (2022) para
modelos Peltier.
Distribución térmica obtenida
Los resultados muestran la distribución de temperatura en régimen estacionario:
Resultados principales:
▪ La temperatura mínima dentro de la cámara se aproxima a 4.3 °C, coincidiendo con lo obtenido en
la simulación electrónica del control.
▪ La temperatura exterior se mantiene cercana a 15 °C.
▪ Se aprecia un gradiente térmico suave debido a la baja conductividad del aislante.
▪ Los puntos críticos de pérdida de calor se ubican en:
o uniones entre paneles,
o zonas de fijación del Peltier,
o perforaciones de cableado.
Esto respalda la necesidad de usar sellado térmico en bordes y espumas expansivas para minimizar
pérdidas conductivas.
Interpretación técnica de los resultados:
A partir del análisis térmico:
1. El sistema propuesto puede mantener el rango 4–8 °C, cumpliendo los requisitos biomédicos.
2. Las pérdidas térmicas estimadas de 10–12 W coinciden con los cálculos teóricos del Capítulo II.
3. El uso de aislante de 20 mm es suficiente para evitar gradientes severos, reduciendo la carga del
Peltier.
4. La geometría interna contribuye a una distribución homogénea del frío.
Mallado del modelo
El mallado se generó con un refinamiento automático de alta precisión, obteniendo:
▪ Elementos sólidos tetraédricos
▪ Tamaño de mallado: 4–6 mm
▪ Número aproximado de nodos: > 25,000
El mallado fino asegura capturar correctamente gradientes térmicos cercanos a superficies delgadas
como las paredes y el módulo termoeléctrico, tal como indican Rosdi Ab Rahman et al. (2022) para
modelos Peltier.
Distribución térmica obtenida
Los resultados muestran la distribución de temperatura en régimen estacionario:
Resultados principales:
▪ La temperatura mínima dentro de la cámara se aproxima a 4.3 °C, coincidiendo con lo obtenido en
la simulación electrónica del control.
▪ La temperatura exterior se mantiene cercana a 15 °C.
▪ Se aprecia un gradiente térmico suave debido a la baja conductividad del aislante.
▪ Los puntos críticos de pérdida de calor se ubican en:
o uniones entre paneles,
o zonas de fijación del Peltier,
o perforaciones de cableado.
Esto respalda la necesidad de usar sellado térmico en bordes y espumas expansivas para minimizar
pérdidas conductivas.
Interpretación técnica de los resultados:
A partir del análisis térmico:
1. El sistema propuesto puede mantener el rango 4–8 °C, cumpliendo los requisitos biomédicos.
2. Las pérdidas térmicas estimadas de 10–12 W coinciden con los cálculos teóricos del Capítulo II.
3. El uso de aislante de 20 mm es suficiente para evitar gradientes severos, reduciendo la carga del
Peltier.
4. La geometría interna contribuye a una distribución homogénea del frío.
pág. 8122
5. Las perforaciones deben sellarse para mejorar el rendimiento.
Estos resultados coinciden con estudios previos que validan el empleo de módulos Peltier en
refrigeración médica de bajo costo (Putra et al., 2009; Ivanov et al., 2021).
Validación con el gemelo digital y el modelo experimental
Al comparar los resultados con el gemelo digital del Capítulo V:
Tabla 7
Parámetro CFD SolidWorks Gemelo Digital Coincidencia
Temperatura interna 4.3–5.0 °C 4.0–4.8 °C Alta
Gradiente térmico Moderado Moderado Consistente
Tiempo para alcanzar frío ≈ 18 min (estimado) 18–20 min Igual
Puntos de fuga térmica Bordes y perforaciones Mismos puntos Alta
Esto indica que el modelo térmico simulado es confiable y reproduce con fidelidad el comportamiento
físico de la cámara.
La simulación representa un sistema de refrigeración basado en módulos termoeléctricos Peltier,
aplicado a una cámara tipo nevera portátil destinada al almacenamiento de medicamentos y vacunas. El
propósito es:
1. Construir un modelo 3D de la cámara.
2. Aplicar una distribución térmica espacial derivada del módulo Peltier.
3. Visualizar termografía en todas las superficies internas.
4. Incluir el módulo Peltier como un componente físico en la geometría.
5. Obtener un renderizado limpio y profesional para análisis térmico.
Termografía en todas las caras internas
Se generan mallas en las seis superficies internas y se aplica la función de temperatura para mostrar un
mapa térmico 3D completo.
Esto permite visualizar cómo se distribuye el frío dentro de la cámara.
Renderizado profesional
Se aplican luces, materiales brillantes, vista 3D y colormap tipo jet para obtener una visualización clara
y realista del comportamiento térmico.
5. Las perforaciones deben sellarse para mejorar el rendimiento.
Estos resultados coinciden con estudios previos que validan el empleo de módulos Peltier en
refrigeración médica de bajo costo (Putra et al., 2009; Ivanov et al., 2021).
Validación con el gemelo digital y el modelo experimental
Al comparar los resultados con el gemelo digital del Capítulo V:
Tabla 7
Parámetro CFD SolidWorks Gemelo Digital Coincidencia
Temperatura interna 4.3–5.0 °C 4.0–4.8 °C Alta
Gradiente térmico Moderado Moderado Consistente
Tiempo para alcanzar frío ≈ 18 min (estimado) 18–20 min Igual
Puntos de fuga térmica Bordes y perforaciones Mismos puntos Alta
Esto indica que el modelo térmico simulado es confiable y reproduce con fidelidad el comportamiento
físico de la cámara.
La simulación representa un sistema de refrigeración basado en módulos termoeléctricos Peltier,
aplicado a una cámara tipo nevera portátil destinada al almacenamiento de medicamentos y vacunas. El
propósito es:
1. Construir un modelo 3D de la cámara.
2. Aplicar una distribución térmica espacial derivada del módulo Peltier.
3. Visualizar termografía en todas las superficies internas.
4. Incluir el módulo Peltier como un componente físico en la geometría.
5. Obtener un renderizado limpio y profesional para análisis térmico.
Termografía en todas las caras internas
Se generan mallas en las seis superficies internas y se aplica la función de temperatura para mostrar un
mapa térmico 3D completo.
Esto permite visualizar cómo se distribuye el frío dentro de la cámara.
Renderizado profesional
Se aplican luces, materiales brillantes, vista 3D y colormap tipo jet para obtener una visualización clara
y realista del comportamiento térmico.
pág. 8123
Figura 5
La geometría utilizada corresponde a un sólido tridimensional con dimensiones de 0.30 m × 0.20 m ×
0.15 m, representando el encapsulado principal del sistema. Para el material estructural se seleccionó
plástico ABS, acorde a la propuesta de diseño por su bajo costo, resistencia mecánica y facilidad de
manufactura. Las propiedades térmicas incorporadas en el modelo corresponden a valores típicos del
material:
▪ Conductividad térmica: 0.18 W/m·K
▪ Calor específico: 1200 J/kg·K
▪ Densidad: 1040 kg/m³
Estas características permiten evaluar el efecto aislante del ABS, cuya baja conductividad reduce la
transferencia de calor hacia el exterior, fenómeno relevante para mantener la estabilidad térmica del
compartimento refrigerado.
Se definió una fuente interna de calor de 15 W, distribuida en el volumen interior de la caja para simular
las cargas térmicas generadas por el contenido biomédico, dispositivos electrónicos y pérdidas del
módulo Peltier. Esta potencia fue convertida a densidad volumétrica (W/m³), permitiendo al modelo
resolver correctamente el aporte energético mediante la ecuación de conducción del calor. En las
superficies externas se aplicó una condición de convección natural con coeficiente h = 15 W/m²·K y
una temperatura ambiente de 298 K (25 °C), representando un entorno típico de operación en zonas
cálidas del Ecuador, donde la refrigeración portátil debe compensar las cargas ambientales externas.
Figura 5
La geometría utilizada corresponde a un sólido tridimensional con dimensiones de 0.30 m × 0.20 m ×
0.15 m, representando el encapsulado principal del sistema. Para el material estructural se seleccionó
plástico ABS, acorde a la propuesta de diseño por su bajo costo, resistencia mecánica y facilidad de
manufactura. Las propiedades térmicas incorporadas en el modelo corresponden a valores típicos del
material:
▪ Conductividad térmica: 0.18 W/m·K
▪ Calor específico: 1200 J/kg·K
▪ Densidad: 1040 kg/m³
Estas características permiten evaluar el efecto aislante del ABS, cuya baja conductividad reduce la
transferencia de calor hacia el exterior, fenómeno relevante para mantener la estabilidad térmica del
compartimento refrigerado.
Se definió una fuente interna de calor de 15 W, distribuida en el volumen interior de la caja para simular
las cargas térmicas generadas por el contenido biomédico, dispositivos electrónicos y pérdidas del
módulo Peltier. Esta potencia fue convertida a densidad volumétrica (W/m³), permitiendo al modelo
resolver correctamente el aporte energético mediante la ecuación de conducción del calor. En las
superficies externas se aplicó una condición de convección natural con coeficiente h = 15 W/m²·K y
una temperatura ambiente de 298 K (25 °C), representando un entorno típico de operación en zonas
cálidas del Ecuador, donde la refrigeración portátil debe compensar las cargas ambientales externas.
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Figura 6: Simulación térmica realizada en MATLAB
Este comportamiento evidencia la importancia del módulo Peltier en el sistema final, ya que, sin un
proceso de extracción de calor, las cargas internas provocan un incremento significativo de temperatura,
afectando la integridad de los medicamentos y vacunas. La simulación permite visualizar y cuantificar
esta tendencia, validando la necesidad del diseño termoeléctrico propuesto.
Código de la simulación en el software de Matlab
Tabla 8
%% SIMULACIÓN TÉRMICA DE UNA CAJA 3D CON FUENTE INTERNA Y CONVECCIÓN
model = createpde('thermal','steadystate');
%% --- Geometría de la caja (0.3 x 0.2 x 0.15 m) ---
L = 0.3; % largo
W = 0.2; % ancho
H = 0.15; % altura
gm = multicuboid(L, W, H);
model.Geometry = gm;
figure;
pdegplot(model,'FaceLabels','on','FaceAlpha',0.4)
title('Geometría y números de caras')
%% --- Propiedades térmicas del material ---
thermalProperties(model, ...
'ThermalConductivity', 205, ... % aluminio
'MassDensity', 2700, ...
'SpecificHeat', 900);
%% --- Fuente interna de calor equivalente ---
Q_total = 15; % 15 W
V = L*W*H; % volumen de la caja
Q = Q_total / V; % W/m³
internalHeatSource(model, Q);
%% --- Condiciones de frontera con convección ---
h = 15; % W/m²K
Figura 6: Simulación térmica realizada en MATLAB
Este comportamiento evidencia la importancia del módulo Peltier en el sistema final, ya que, sin un
proceso de extracción de calor, las cargas internas provocan un incremento significativo de temperatura,
afectando la integridad de los medicamentos y vacunas. La simulación permite visualizar y cuantificar
esta tendencia, validando la necesidad del diseño termoeléctrico propuesto.
Código de la simulación en el software de Matlab
Tabla 8
%% SIMULACIÓN TÉRMICA DE UNA CAJA 3D CON FUENTE INTERNA Y CONVECCIÓN
model = createpde('thermal','steadystate');
%% --- Geometría de la caja (0.3 x 0.2 x 0.15 m) ---
L = 0.3; % largo
W = 0.2; % ancho
H = 0.15; % altura
gm = multicuboid(L, W, H);
model.Geometry = gm;
figure;
pdegplot(model,'FaceLabels','on','FaceAlpha',0.4)
title('Geometría y números de caras')
%% --- Propiedades térmicas del material ---
thermalProperties(model, ...
'ThermalConductivity', 205, ... % aluminio
'MassDensity', 2700, ...
'SpecificHeat', 900);
%% --- Fuente interna de calor equivalente ---
Q_total = 15; % 15 W
V = L*W*H; % volumen de la caja
Q = Q_total / V; % W/m³
internalHeatSource(model, Q);
%% --- Condiciones de frontera con convección ---
h = 15; % W/m²K
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T_inf = 298; % temperatura ambiente (K)
thermalBC(model, ...
'Face', 1:6, ...
'ConvectionCoefficient', h, ...
'AmbientTemperature', T_inf);
%% --- Mallado ---
generateMesh(model,'Hmax',0.02);
figure;
pdemesh(model);
title('Malla generada');
%% --- Resolver ---
result = solve(model);
T = result.Temperature;
%% --- Visualización ---
figure;
pdeplot3D(model,'ColorMapData',T)
title('Distribución de temperatura en la caja (K)')
colormap jet
colorbar
Figura 7: Plano de la caja para sistema de refrigeración mediante módulos termoeléctricos de Peltier.
T_inf = 298; % temperatura ambiente (K)
thermalBC(model, ...
'Face', 1:6, ...
'ConvectionCoefficient', h, ...
'AmbientTemperature', T_inf);
%% --- Mallado ---
generateMesh(model,'Hmax',0.02);
figure;
pdemesh(model);
title('Malla generada');
%% --- Resolver ---
result = solve(model);
T = result.Temperature;
%% --- Visualización ---
figure;
pdeplot3D(model,'ColorMapData',T)
title('Distribución de temperatura en la caja (K)')
colormap jet
colorbar
Figura 7: Plano de la caja para sistema de refrigeración mediante módulos termoeléctricos de Peltier.
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CONCLUSIONES
El trabajo desarrollado demuestra que es posible crear un sistema de refrigeración activo, confiable y
de muy bajo costo utilizando tecnología termoeléctrica Peltier, perfectamente adecuado para mantener
la cadena de frío de vacunas y medicamentos en entornos rurales y de recursos limitados.
Con un diseño cuidadoso de aislamiento, disipación de calor y control automático, esta tecnología
supera las limitaciones tradicionalmente asociadas a los módulos Peltier y alcanza niveles de estabilidad
y uniformidad térmica comparables a los de equipos comerciales de mayor precio.
El prototipo resultante es técnica y económicamente viable para su implementación en puestos de salud,
brigadas móviles y comunidades alejadas, ofreciendo una alternativa real a los refrigeradores
convencionales que hoy son inaccesibles para muchos contextos del país.
La integración de sensores precisos y microcontroladores de bajo costo permite no solo el control
automático sino también el monitoreo remoto y la generación de alarmas, funciones esenciales para
garantizar la trazabilidad y seguridad de la cadena de frío en zonas de difícil acceso.
Este proyecto evidencia que la innovación tecnológica significativa puede surgir de la combinación de
materiales y componentes accesibles con principios sólidos de ingeniería, generando soluciones de alto
impacto social sin depender de tecnologías costosas o importadas.
En definitiva, se ha obtenido una herramienta funcional, replicable y sostenible que contribuye
directamente al fortalecimiento de los sistemas de salud pública en regiones rurales y al cumplimiento
efectivo de los programas nacionales de inmunización.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Morales Villegas, H. V. (2025). Sistema de termofluidos con refrigeración direccionado a la
conservación de alimentación de bajo costo. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar.
Disponible en: https://ciencialatina.org/index.php/cienciala/article/view/16059
Morales Villegas, H. V. (2025). Implementación de un sistema de control de calidad automatizado para
fresas mediante Python y visión artificial. ResearchGate. Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/393655194_Implementacion_de_un_Sistema_de_C
ontrol_de_Calidad_Automatizado_para_Fresas_mediante_Python_y_Vision_Artificial
CONCLUSIONES
El trabajo desarrollado demuestra que es posible crear un sistema de refrigeración activo, confiable y
de muy bajo costo utilizando tecnología termoeléctrica Peltier, perfectamente adecuado para mantener
la cadena de frío de vacunas y medicamentos en entornos rurales y de recursos limitados.
Con un diseño cuidadoso de aislamiento, disipación de calor y control automático, esta tecnología
supera las limitaciones tradicionalmente asociadas a los módulos Peltier y alcanza niveles de estabilidad
y uniformidad térmica comparables a los de equipos comerciales de mayor precio.
El prototipo resultante es técnica y económicamente viable para su implementación en puestos de salud,
brigadas móviles y comunidades alejadas, ofreciendo una alternativa real a los refrigeradores
convencionales que hoy son inaccesibles para muchos contextos del país.
La integración de sensores precisos y microcontroladores de bajo costo permite no solo el control
automático sino también el monitoreo remoto y la generación de alarmas, funciones esenciales para
garantizar la trazabilidad y seguridad de la cadena de frío en zonas de difícil acceso.
Este proyecto evidencia que la innovación tecnológica significativa puede surgir de la combinación de
materiales y componentes accesibles con principios sólidos de ingeniería, generando soluciones de alto
impacto social sin depender de tecnologías costosas o importadas.
En definitiva, se ha obtenido una herramienta funcional, replicable y sostenible que contribuye
directamente al fortalecimiento de los sistemas de salud pública en regiones rurales y al cumplimiento
efectivo de los programas nacionales de inmunización.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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fresas mediante Python y visión artificial. ResearchGate. Disponible en:
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ontrol_de_Calidad_Automatizado_para_Fresas_mediante_Python_y_Vision_Artificial
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Morales Villegas, H. V. (2024). Optimización energética en sistemas eléctricos industriales de bajo
costo. Repositorio Universidad Técnica de Cotopaxi (UTC). Disponible en:
https://repoadmin.utc.edu.ec/items/7c05d956-ceef-4b20-bdae-df30fef93e88
Morales Villegas, H. V. (2025). Entorno virtual para monitorear el empaquetado automático de gelatina
para aplicaciones farmacéuticas mediante IoT. ResearchGate. Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/393654889_Entorno_virtual_para_monitorear_el_e
mpaquetado_automatico_de_gelatina_para_aplicaciones_farmaceuticas_mediante_IoT_Unive
sidad_de_las_Fuerzas_Armadas_ESPE_Latacunga_-Ecuador
Morales Villegas, H. V. (2024). Sistema automático salva escaleras para sillas de ruedas. Revista
Energía Mecánica, Innovación y Futuro – ESPE. Disponible en:
https://journal.espe.edu.ec/ojs/index.php/EnergiaMecanica/article/view/3937
Morales Villegas, H. V. (2025). Análisis y optimización de la producción y control de calidad en el
proceso de fabricación de zapatillas de lona Venus. ResearchGate. Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/394418157_Analisis_y_Optimizacion_de_la_Produ
ccion_y_Control_de_Calidad_en_el_Proceso_de_Fabricacion_de_Zapatillas_de_Lona_Venus
Morales Villegas, H. V. (2025). Análisis de producción industrial y calidad (PIC) en la empresa
ART&ING CNC de la ciudad de Latacunga. ResearchGate. Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/394478448_Analisis_de_Produccion_Industrial_y_
Calidad_PIC_en_la_Empresa_ARTING_CNC_de_la_ciudad_de_Latacunga
Morales Villegas, H. V. (2025). Aprovechamiento de la energía solar mediante motores Stirling: Análisis
del ciclo Ericsson-Stirling y su aplicación. ResearchGate. Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/394523404_Aprovechamiento_de_la_Energia_Solar
_mediante_Motores_Stirling_Analisis_del
Putra, N., Utomo, W. H., & Wiratmaja, I. (2009). Design, manufacturing and testing of a portable
vaccine carrier box employing thermoelectric module and heat pipe. Journal of Medical
Engineering & Technology. Disponible en: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19340694/
Buitendach, H., Jiya, I. N., & Gouws, R. (2020). Solar powered Peltier cooling storage for vaccines in
rural areas. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 17(1), 36-46.
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para aplicaciones farmacéuticas mediante IoT. ResearchGate. Disponible en:
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mpaquetado_automatico_de_gelatina_para_aplicaciones_farmaceuticas_mediante_IoT_Unive
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ccion_y_Control_de_Calidad_en_el_Proceso_de_Fabricacion_de_Zapatillas_de_Lona_Venus
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Calidad_PIC_en_la_Empresa_ARTING_CNC_de_la_ciudad_de_Latacunga
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del ciclo Ericsson-Stirling y su aplicación. ResearchGate. Disponible en:
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_mediante_Motores_Stirling_Analisis_del
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_for_vaccines_in_rural_areas
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portable thermoelectric refrigerator for vaccines. En Actas de la 17th International Conference
on Electrical Machines, Drives and Power Systems (ELMA). Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/353744615_Design_Building_and_Study_of_a_Sm
all-size_Portable_Thermoelectric_Refrigerator_for_Vaccines
Rosdi Ab Rahman, M. A. H., Mahmod Abd Hakim Mohamad, Kaamin, M., & Mohd Faizal Mohideen
Batcha. (2022). Experimental study of Peltier-based thermoelectric cooling box system. Journal
of Advanced Research in Applied Mechanics, 94(1). Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/365350402_Experimental_study_of_Peltier-
Based_Thermoelectric_Cooling_Box_System
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management systems for medical applications: Design, optimization, and advancement.
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https://www.researchgate.net/publication/326812346_Design_and_Testing_of_a_Thermoelect
rically-Cooled_Portable_Vaccine_Cooler
Mahek, M. K., et al. (2024). A comprehensive review of thermoelectric cooling technologies for
enhanced thermal management in Li-ion systems. Heliyon. Disponible en:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844024166807
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73532019000100009&script=sci_arttext
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Based_Thermoelectric_Cooling_Box_System
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pág. 8129
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thermoelectric fridge for storing some vaccines. Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/371720853_AN_EXPERIMENTAL_INVESTIGAT
ION_OF_A_PORTABLE_SOLAR_THERMOELECTRIC_FRIDGE_FOR_STORING_SOM
E_VACCINES
Patil, S. D., & Devade, K. D. (2014). Review on thermoelectric refrigeration: Applications and
technology.
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