Construcción de una incubadora móvil de bajo costo para campo y laboratorio

Las incubadoras son esenciales para muchos métodos microbianos, particularmente para el análisis basado en el cultivo del agua potable. Aquí abordamos la necesidad de incubadoras de bajo costo para su uso en lugares con infraestructura limitada. Detallaremos la construcción de una incubadora transportable de bajo costo adaptable utilizando materiales comúnmente disponibles.

Esta incubadora opera bajo una variedad de condiciones ambientales, y funciona de manera similar a los modelos basados en laboratorio. Este método se puede utilizar para cualquier actividad que requiera una incubadora que pueda mantener una temperatura constante en lugares con o sin un acceso confiable a la electricidad basada en la red. Es posible utilizar componentes diferentes a los descritos aquí siempre y cuando cumplan con los requisitos eléctricos, aunque diferentes componentes pueden influir en el rendimiento de la incubadora.

Los principales inventores de esta versión de la incubadora son Jurg Sigrist y Christian Ebi, técnicos de nuestros laboratorios. Antes de montar la unidad de calentamiento, reúna una placa de soporte de 280 por 250 milímetros, dos ventiladores axiales de 60 por 60 por 25 milímetros, cuatro espaciadores de 20 milímetros de largo con un diámetro interno de 4,25 milímetros, un terminal de brillo con tres pines, cuatro tuercas de tornillo M4 y una M3, ocho M4 y una arandela M3, y cuatro M4 y un tornillo M3. A continuación, taladre los orificios de anclaje apropiados en la placa de soporte, para asegurar los ventiladores axiales y el terminal de brillo.

Una vez perforados todos los orificios, utilice dos tornillos M4, dos tuercas de tornillo y cuatro arandelas por ventilador para anclar los ventiladores axiales en el centro de la placa de soporte, utilizando los espaciadores para mantener el espacio entre los ventiladores y la placa de soporte. Utilice tornillos M3, tuercas de tornillo y arandela para anclar el terminal de brillo a la placa de soporte y fije los cables del ventilador. A continuación, conecte los cables del ventilador con el terminal de brillo.

Conecte los cables positivos y negativos de cada ventilador. Para montar la unidad de control, reunir el gabinete universal, interruptor de encendido / apagado, convertidor de CC / CC con un rango de voltaje de entrada de nueve a 36 voltios, y una tensión de salida de 12 voltios, un controlador de temperatura derivado integral proporcional con un voltaje de funcionamiento de corriente directa de 12 a 35 voltios, un prensacables de 12 a 15 milímetros con un rango de engarce de dos a 7,5 milímetros, un sensor de temperatura de platino 100 y una fuente de alimentación de CA. Utilice un taladro y un rompecabezas para fresar las aberturas del controlador de temperatura PID, el interruptor de encendido/apagado y los prensaestopas en el gabinete, y coloque el interruptor de encendido/apagado y los prensaestopas.

Conecte el cable positivo del adaptador de alimentación de CA al interruptor de encendido/apagado y el cable negativo del adaptador de alimentación de CA a la entrada de voltaje negativo del convertidor de CC/CC. Utilice un cable para conectar el interruptor de encendido/apagado a la entrada de voltaje positivo del convertidor de CC/CC. Conecte el terminal uno del controlador de temperatura PID al cable negativo de CC desde la conexión de la unidad de calefacción y al terminal de salida de tensión negativa del convertidor DE CC/CC.

Conecte el cable positivo de CC conectado a la unidad de calefacción al terminal cuatro del controlador de temperatura PID y al terminal dos del controlador de temperatura PID. Conecte el terminal dos del controlador de temperatura PID al terminal de salida de voltaje positivo del convertidor CC/CC. Y conecte el terminal cinco del controlador de temperatura PID al cable de mando conectado a la unidad de calefacción.

Conecte el sensor de temperatura a los terminales 10, 11 y 12. A continuación, utilice cinta adhesiva y de bucle para anclar el convertidor de CC/CC a la parte inferior de la carcasa y cierre el gabinete universal. Para configurar el núcleo eléctrico de la incubadora, reúna dos láminas de calefacción autoadhesivas de 100 por 200 milímetros y 20 vatios y conecte el cable negativo de CC de la unidad de control al terminal de brillo, y con un conductor de cada una de las láminas de calentamiento y el cable negativo de cada ventilador.

A continuación, conecte el cable positivo procedente de la unidad de control con el cable positivo de cada ventilador. Y conecte el cable de mando de la unidad de control a los dos conductores restantes de las láminas de calefacción. Para ensamblar la incubadora, recoja una cáscara de incubadora y un estante de apoyo.

Coloque la cáscara de la incubadora de lado con la puerta de la incubadora en un lado de la cáscara, y coloque la placa de soporte con la unidad de calentamiento en la parte inferior de la cáscara de la incubadora. Coloque el bastidor de soporte en la parte superior de la unidad de calefacción, dejando un mínimo de 10 centímetros entre la unidad de calefacción y el bastidor de soporte. Y coloque la sonda de temperatura en el bastidor de soporte y fíjela.

Taladre agujeros en la puerta de la incubadora para permitir la inserción de los cables. Cierre bien la incubadora y conecte la incubadora a la fuente de alimentación. A continuación, encienda la incubadora y ajuste los ajustes del controlador de temperatura PID según lo apropiado experimentalmente.

Para las configuraciones representativas de la incubadora, el tiempo para alcanzar la temperatura establecida en las incubadoras fue influenciado por la temperatura ambiente y el material de la cáscara de la incubadora. A una temperatura ambiente de unos 27 grados centígrados, las tres configuraciones de incubadora alcanzaron las temperaturas establecidas en una cantidad similar de tiempo con una actuación de una incubadora estándar. En ambientes fríos, las incubadoras con conchas más gruesas alcanzaron las temperaturas fijas objetivo más lentamente que bajo una temperatura ambiente normal, pero en una cantidad similar de tiempo entre sí, mientras que la incubadora con el aislamiento más delgado nunca alcanzó completamente las temperaturas establecidas.

En un ambiente cálido, las tres configuraciones de incubadora alcanzaron la temperatura objetivo en menos de 10 minutos. Sin embargo, cuando la temperatura establecida de 37 grados Celsius era inferior a la temperatura ambiente de 39 grados Celsius, ninguna de las incubadoras podía reducir la temperatura, lo que resultaba en un sobrecalentamiento para las tres configuraciones de incubadora. En ambientes similares, las tres configuraciones de incubadora consumieron de 0,22 a 0,52 kilovatios hora por 24 horas menos de energía que las incubadoras estándar probadas, y en todas las instalaciones y condiciones, el crecimiento de E.coli y coliforme total fue exitoso, y comparable al crecimiento observado en incubadoras estándar.

La elección del shell es fundamental. Una incubadora con una cáscara más aislante funcionará mejor en términos de tiempo para alcanzar la temperatura establecida, y en el consumo de energía. Se aconseja que la construcción y el cableado de los componentes eléctricos sean realizados por una persona experta en el campo eléctrico.