En el campo de la ingeniería farmacéutica y alimentaria es cada vez más importante tener control estricto de la temperatura para diversas aplicaciones como: refrigeración de dispositivos electrónicos, medicamentos o alimentos que así lo precisen, para que no sufran daños o se conserven con todas sus propiedades.

Es por esta razón que, en la actualidad, con el desarrollo a gran escala de la electrónica, muchas empresas se dedican a investigar y comercializar las celdas Peltier, que emplean el efecto termoeléctrico para refrigerar un espacio o elemento y mantener una temperatura constante y precisa.

El efecto termoeléctrico se genera al entrar en contacto dos materiales conductores (como metales) o semiconductores distintos. Entre los que debe existir una circulación de electrones que provocan una variación de temperatura si se administra energía eléctrica. Es lo que ocurre al aplicar corriente continua a una celda Peltier.

Este dispositivo está compuesto por un arreglo de semiconductores unidos entre sí, a través de los que se mueven los electrones. Cuando pasan de un semiconductor positivo a uno negativo, se desplazan de un nivel energético inferior a otro superior, absorbiendo energía en forma de calor y provocando que un lado de la celda se enfríe.

Los sistemas convencionales (refrigeradoras comunes), emplean sustancias refrigerantes para modificar la temperatura, propias de un ciclo termodinámico específico. Por su parte, los equipos que usan el efecto termoeléctrico emplean solamente corriente eléctrica, utilizando para el mismo efecto menos componentes, lo que los vuelve más amigables con el ambiente y económicos; permitiendo mantener una temperatura constante y precisa tan solo variando y controlando el suministro de energía, pudiendo inclusive, congelar en pocos minutos.

Como algunos estudios lo demuestran, las cámaras de refrigeración que emplean celdas Peltier son comparables con sistemas convencionales en muchos aspectos como: el tiempo en que se demora en llegar a la temperatura esperada, el coeficiente de rendimiento (COP por sus siglas en inglés), la capacidad de refrigeración, etc. Sin embargo, el consumo eléctrico anual de estos sistemas tiende a ser mayor si permanecen conectados por un tiempo prolongado.

Esta tecnología es empleada para enfriar o  calentar, dependiendo de la disposición de la celda, espacios con capacidad para almacenar no más de 50 L, sistemas de aire acondicionado en automóviles, deshumidificadores de ambientes, etc. Inclusive se les puede acoplar alguna fuente de energía renovable como paneles solares o baterías para aplicaciones portátiles.

Con el fin de evaluar el desempeño de este equipo de refrigeración en otras aplicaciones el Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías Renovables diseñó un prototipo de chimenea solar (estrategia pasiva de eficiencia energética en edificaciones) para aplicación en viviendas de interés social en el Ecuador, el objeto es mejorar el rendimiento de la chimenea con la inclusión de la tecnología termoeléctrica y contrarrestar el uso de sistemas de climatización mecánicos, ya que la ventilación natural es una alternativa para crear ambientes confortables con un menor consumo de energía. (O)