Controle termo-higrométrico microambiental para animais de laboratório por meio de tecnologia termoelétrica: estudo experimental para roedores de laboratório / Termohigrometric microenvironmental control for laboratory animals through thermoelectric technology: experimental study for laboratory animals

Um condicionador de ar para biotérios foi montado com módulos termoelétricos de efeito Peltier. Para troca térmica foram empregados dissipadores externos a água, obtendo-se Δt de 21 ºC, rendimento de 46,02%, consumo de 524 W/h. A simulação matemática de operação, com mistura de ar não condicionado, mostrou que o sistema pode servir a aproximadamente 137 microisoladores padrão rato com dissipação externa a água. O sistema termoelétrico mostrou ainda, precisão de ± 0,1 ºC, nas temperaturas experimentais, o que é impossível num sistema de freon. Foram ensaiadas as seguintes temperaturas: 22º, 24º, 26º, 28º e 30 ºC, obtendo sempre estabilidade e precisão, independentemente da temperatura ambiental onde o equipamento estava em operação.(AU)

An air conditioner for animal facilities was mounted with thermoelectric modules of Peltier effect. For heat exchange, a water dissipation system was employed.The air temperature difference (Δt) was 21 ºC, the performance was 46.02% and the power consumption was 524 W/h. The mathematical simulation of operation, with mixture of no conditioned air showed that the system can serve approximately 137 standard mouse microisolators, with water dissipation system. The thermoelectric system also showed an accuracy of ± 0.1 ºC at the experimental temperatures, which is impossible in a system of Freon Gas. We tested the following temperatures: 22º, 24º, 26º, 28º and 30 ºC, always getting stability and accuracy at any outside temperature.(AU)

Controle termohigrométrico microambiental para roedores de laboratório através da tecnologia termoelétrica: montagem, avaliação de desempenho do equipamento e teste de climatização em ratos (Rattus norvegicus) / Microenvironmental thermohygrometric control for laboratory rodents by means of thermoelectric technology: assembly, performance evaluation of equipment and acclimation in rats (Rattus norvegicus)

Um condicionador de ar para biotérios foi montado com módulos termoelétricos de efeito Peltier. Para troca térmica, foram testados: 1. dissipação externa a ar, com δt de 14°C, rendimento de 16,46%, consumo de 1212 W/h e, 2. dissipação externa água, com δt de 21°C, rendimento de 46,02%, consumo de 524 W/h. A simulação matemática de operação, com mistura de ar não condicionado, mostrou que o sistema pode servir, na dissipação a ar, a aproximadamente 91 microisoladores padrão rato e a aproximadamente 137, na dissipação a água. Quando comparado com um sistema de compressão de freon, o termoelétrico mostrou economia de 26% na implantação e 38% no consumo elétrico por BTU gerado. O sistema termoelétrico mostrou ainda, precisão de ± 0,1°C, nas temperaturas experimentais, o que é impossível num sistema de freon. Para os testes em animais foram empregados Ratos wistar, mantidos individualmente, em gaiolas metabólicas de arame, sem abrigo, em sistema microambiental, sob fluxo direto de ar a 0,6 m/s, nas temperaturas de 22°, 24°, 26°, 28° e 30°C (E I, E II, E III, E IV e E V). A ingestão de ração e o ganho de peso foram comparados ao final de 5 dias (ANOVA; Tukey-Kramer). No total, 7 grupos de 15 animais cada foram comparados. Para a faixa de 22°C foram utilizados 3 grupos, sendo um grupo experimental e dois grupos controle (CI e C II). Um deles foi mantido em condições ambientais semelhantes a biotérios convencionais sob ventilação geral diluidora (VGD) - C I. O outro grupo controle (C II) foi mantido no interior do equipamento de ventilação microambiental, porém, sem o direcionamento de ar, simulando a VGD. Os resultados obtidos demonstraram claramente que animais mantidos sob ventilação microambiental direta a 26°, 28° e 30° (E III, E IV e E V) apresentaram o mesmo ganho de massa corpórea que animais do grupo C I (22 ± 2°C). Os grupos E I e E II apresentaram menor ganho de massa corpórea quando comparados a C I (p<0,001 em ambas comparações). O ganho de peso de todos os grupos experimentais apresentou diferença estatística, quando comparado ao C II, exceto o grupo E V que obteve índice de ganho de peso equivalente a C II. A ingestão de ração de todos os grupos se manteve praticamente constante. O grupo E V apresentou uma redução na ingestão de ração quando comparado aos grupos C I, E I e E II (p<0,01; p<0,01; p<0,001 respectivamente). O grupo E III ingeriu menos ração que os grupos C I (p<0,05) e E II (p<0,05)

An air-conditioner for animal facility was assembled with Peltier effect thermoelectric modules. For external exchanger, had been tested: 1. external air dissipation: δt = 14°C; 16,46% of efficiency; 1212 W/h of power consumption and, 2. external water dissipation: δt = 21°C; 46,02% of efficiency; 524 W/h of power consumption. A mathematical simulation of operation, with not conditional air mixture, showed that the system can supply, with air dissipation, to ≈ 91 microisolator rat cages and to ≈ 137, with water dissipation. When compared with a freon system, the thermoelectric system shows economy of 26% in implantation and 38% in the electric consumption by generated BTU. The thermoelectric system showed too, a precision of ± 0,1°C, at experimental temperatures, what is impossible in a freon system. For animal tests, Wistar rats had been kept individually, in metabolic wire cages, without shelter, in microenvironmental system, under direct air flow at 0,6 m/s, under temperatures of 22°, 24°, 26°, 28° and 30° C (E I, E II, E III, E IV and E V). The food ingestion and the weight gain had been compared in the end of 5 days (ANOVA; Tukey-Kramer). In the total, 7 groups, 15 animals each, had been compared. For the 22°C temperature, had been used 3 groups, one experimental and two controls (C I e C II). One of them was kept in similar ambient of conventional laboratory animal rooms conditions (general diluitory ventilation, GDV) - C I. The other control group (C II) was kept in the interior of the equipment of microenvironmental ventilation, however, without the direct air flow, simulating the GDV. The gotten results demonstrate clearly that animal kept under direct microenvironmental ventilation at 26°, 28° and 30°C (E III, E IV and E V) have the same gain of corporal mass that C I group (22 ± 2°C). The E I and E II had less corporal mass gain when compared to C I (p<0,001 for the two comparisons). The weight gain for all the experimental groups, when compared to C II, presents statistical differences, except E V group, that was equal to C II. The food ingestion of all the groups was constant. The E V group presented a reduction in the food ingestion when compared with the groups C I , E I and E II (p<0,01; p<0,01; p<0,001 respectively). The E III group ingested less ration than C I (p<0,05) and E II (p<0,05) groups