El presente asunto de estudio contempla el desarrollo de un dispositivo para terapia térmica superficial con el cual se puedan realizar terapias con calor y con frío, teniendo como elemento constructivo principal a la celda Peltier, la cual es un dispositivo termo - electrónico que, dependiendo de la polaridad e intensidad con que se alimenta, produce una diferencia de temperatura entre sus caras, efecto que será utilizado para los fines del presente proyecto. Para conocer más acerca de la Terapia Térmica se investigó sus efectos fisiológicos, terapéuticos, sus indicaciones y contraindicaciones, los tipos de agentes que las componen y las tecnologías más utilizadas actualmente tanto en el ámbito local como mundial. Se investigó también las aplicaciones actuales más comunes e innovadoras donde podemos encontrar el efecto Peltier, las mismas que sirvieron de base para plantear los bloques que componen el sistema. Para el desarrollo del dispositivo lo primero que se seleccionó fue la celda Peltier adecuada, de acuerdo a los requerimientos necesarios, luego, en base a las características de la misma, se seleccionó el sensor de temperatura y la forma de control digital a emplear, la cual fue implementada en un microcontrolador adecuado a los requerimientos del sistema. La etapa de potencia fue seleccionada de acuerdo a la forma de control elegida. Para que el usuario pueda introducir los parámetros de control se diseñó una interfaz amigable y sencilla. El calor generado en la cara caliente de la celda Peltier es menguado por medio de un bloque de disipación compuesto por un disipador y un ventilador, correctamente seleccionados para evitar que la celda Peltier se degrade rápidamente. Luego del diseño y la habilitación de cada uno de los subsistemas que componen el dispositivo se procedió a realizar las pruebas en conjunto, realizando pruebas operativas en vacio y sobre la piel, logrando controlar la temperatura de la forma planteada inicialmente. / Tesis

El objetivo del presente trabajo de tesis es desarrollar un sistema de control de temperatura basado en el manejo del sentido de corriente a través de un dispositivo termoeléctrico denominado PELTIER, el cual permitirá variar el flujo de calor que será conducido a una carga; este trabajo implica desarrollar diversos subsistemas que interactúen de forma eficiente es por ello que se cuentan con objetivos secundario que facilitarán el funcionamiento óptimo de todo el sistema, entre ellos está el desarrollar un circuito electrónico que permita la regulación de tensión suministrada al Peltier, así como implementar un sistema de control de potencia que permita controlar el sentido de la corriente. Esto también implica elaborar un módulo de control digital que trabaje con un sensor de temperatura y pueda trabajar en coordinación con el control de potencia para lograr una variación de temperatura oscilante. Este trabajo se realizará con todas las especificaciones necesarias para poder dejar un sistema de control listo para añadirse a una cámara ambiental. Para poder detallar todo este trabaja se ha dividido el estudio y el desarrollo en diversas partes las cuales están mencionadas en capítulos y se nombran a continuación. En el capítulo 1, se va a encontrar una descripción y análisis del ambiente espacial, de esta forma se podrá apreciar como repercute el entorno espacial a los equipos electrónicos. En el capítulo 2, se puede apreciar un informe acerca de pruebas similares desarrollados por otros equipos de investigación los cuales se han considerados como referencia además se describe el diseño mecánico electrónico de la cámara ambiental que se va a elaborar en el Instituto de Radioastronomía, el cual es el ente encargado de realizar las pruebas. ii En el capítulo 3, se encuentra el diseño de todo el sistema así como la elección de los componentes y circuitos definidos en subsistemas. También se aprecia la interacción y relación que hay entre ellas. En el capítulo 4, se encuentra documentado las pruebas y resultados que se han obtenido del sistema luego de someterlo a simulaciones de funcionamiento. En la parte final de documento se presenta las conclusiones obtenidas gracias a las pruebas llevadas a cabo así como las respectivas recomendaciones respecto al desarrollo de este trabajo. / Tesis

El objetivo del presente trabajo de tesis es desarrollar un sistema de control de temperatura basado en el manejo del sentido de corriente a través de un dispositivo termoeléctrico denominado PELTIER, el cual permitirá variar el flujo de calor que será conducido a una carga; este trabajo implica desarrollar diversos subsistemas que interactúen de forma eficiente es por ello que se cuentan con objetivos secundario que facilitarán el funcionamiento óptimo de todo el sistema, entre ellos está el desarrollar un circuito electrónico que permita la regulación de tensión suministrada al Peltier, así como implementar un sistema de control de potencia que permita controlar el sentido de la corriente. Esto también implica elaborar un módulo de control digital que trabaje con un sensor de temperatura y pueda trabajar en coordinación con el control de potencia para lograr una variación de temperatura oscilante. Este trabajo se realizará con todas las especificaciones necesarias para poder dejar un sistema de control listo para añadirse a una cámara ambiental. Para poder detallar todo este trabaja se ha dividido el estudio y el desarrollo en diversas partes las cuales están mencionadas en capítulos y se nombran a continuación. En el capítulo 1, se va a encontrar una descripción y análisis del ambiente espacial, de esta forma se podrá apreciar como repercute el entorno espacial a los equipos electrónicos. En el capítulo 2, se puede apreciar un informe acerca de pruebas similares desarrollados por otros equipos de investigación los cuales se han considerados como referencia además se describe el diseño mecánico electrónico de la cámara ambiental que se va a elaborar en el Instituto de Radioastronomía, el cual es el ente encargado de realizar las pruebas. ii En el capítulo 3, se encuentra el diseño de todo el sistema así como la elección de los componentes y circuitos definidos en subsistemas. También se aprecia la interacción y relación que hay entre ellas. En el capítulo 4, se encuentra documentado las pruebas y resultados que se han obtenido del sistema luego de someterlo a simulaciones de funcionamiento. En la parte final de documento se presenta las conclusiones obtenidas gracias a las pruebas llevadas a cabo así como las respectivas recomendaciones respecto al desarrollo de este trabajo.

El presente asunto de estudio contempla el desarrollo de un dispositivo para terapia térmica superficial con el cual se puedan realizar terapias con calor y con frío, teniendo como elemento constructivo principal a la celda Peltier, la cual es un dispositivo termo - electrónico que, dependiendo de la polaridad e intensidad con que se alimenta, produce una diferencia de temperatura entre sus caras, efecto que será utilizado para los fines del presente proyecto. Para conocer más acerca de la Terapia Térmica se investigó sus efectos fisiológicos, terapéuticos, sus indicaciones y contraindicaciones, los tipos de agentes que las componen y las tecnologías más utilizadas actualmente tanto en el ámbito local como mundial. Se investigó también las aplicaciones actuales más comunes e innovadoras donde podemos encontrar el efecto Peltier, las mismas que sirvieron de base para plantear los bloques que componen el sistema. Para el desarrollo del dispositivo lo primero que se seleccionó fue la celda Peltier adecuada, de acuerdo a los requerimientos necesarios, luego, en base a las características de la misma, se seleccionó el sensor de temperatura y la forma de control digital a emplear, la cual fue implementada en un microcontrolador adecuado a los requerimientos del sistema. La etapa de potencia fue seleccionada de acuerdo a la forma de control elegida. Para que el usuario pueda introducir los parámetros de control se diseñó una interfaz amigable y sencilla. El calor generado en la cara caliente de la celda Peltier es menguado por medio de un bloque de disipación compuesto por un disipador y un ventilador, correctamente seleccionados para evitar que la celda Peltier se degrade rápidamente. Luego del diseño y la habilitación de cada uno de los subsistemas que componen el dispositivo se procedió a realizar las pruebas en conjunto, realizando pruebas operativas en vacio y sobre la piel, logrando controlar la temperatura de la forma planteada inicialmente.

El efecto Peltier, el cual se origina por el paso de una corriente eléctrica a través de la unión de dos conductores distintos, es un fenómeno que puede ser aprovechado para procesos de refrigeración y aire acondicionado. Para obtener el efecto refrigerante, con un dispositivo o celda Peltier, solo es necesario realizar trabajo eléctrico. Sin embargo, su uso es limitado debido a su bajo coeficiente de desempeño (COP). Los sistemas de refrigeración termoeléctricos no están en condiciones de competir con sistemas convencionales, debido a su desempeño energético. A pesar de ello, es una opción que debe ser explotada, debido a que su principal ventaja es no utilizar gases refrigerantes. Para ello, los parámetros relacionados con el coeficiente de performance (COP) deben ser diseñados, de tal forma que el sistema opere cerca del punto de máximo desempeño. Las superficies extendidas (aletas), son componentes que permiten el intercambio de calor, forman parte esencial de un sistema de refrigeración termoeléctrica. La magnitud de las resistencias térmicas influye en el desempeño de la celda Peltier. Por lo tanto, para el presente trabajo se realiza el análisis del comportamiento del sistema, formado por una celda Peltier el cual utiliza superficies extendidas. El objetivo principal es determinar la relación entre el coeficiente de desempeño de celda Peltier seleccionada, la cual permita extraer una carga de refrigeración de 100 W con las resistencias térmicas de sus focos frío y caliente. Se considera que las superficies extendidas son de aluminio y se ha elegido una celda Peltier comercial (TEC1-24126), formado por termopares de telururo de bismuto (Bi2Te3). En el modelamiento se ha considerado los procesos de transferencia de calor en superficies extendidas; flujo interno del aire y las relaciones termodinámicas entre los flujos de calor y trabajo en la celda Peltier. Las ecuaciones planteadas se han resuelto utilizando el software: “Engenering Equation Solver (EES)”, que utiliza una variación del método de Newton, para resolver sistemas de ecuaciones no lineales. Para el prototipo propuesto se ha comprobado la magnitud de cada resistencia térmica. La resistencia total en lado frío y caliente, respectivamente son 0,0838 W/K y 0,0840 W/K. Cada resistencia térmica está conformada por la resistencia de contacto, la resistencia de constricción o propagación y la resistencia térmica de la superficie extendida, la resistencia térmica más significativa corresponde a la superficie extendida que representa el 83%, luego la de constricción o propagación que representa un 12%, finalmente la resistencia térmica de contacto con un 5%. Con dichos valores, la celda Peltier seleccionada puede extraer una carga térmica de 101,4 W, con un coeficiente de desempeño de 0,65.