Isolamento termico, spifferi e sigillanti erano stati gli argomenti della parte precedente. Ora è il turno di termostati, riscaldamento e sistemi di controllo delle temperature

Quando le temperature all’ esterno dell’alveare scendono intorno ai 15 °C le api iniziano a formare il glomere, cioè si distribuiscono stratificandosi, stringendosi e mettendo la testa al caldo, cioè rivolta verso l’interno, riducendo, così, il volume di aria da scaldare.  Se c’è una cosa che api conoscono bene, questa è la geometria (ma anche con la termodinamica non scherzano, eh!): infatti, rispettando il principio per cui il calore da trasferire aumenta al crescere della superficie, la formazione del glomere riduce la superficie di api il cui corpo è esposto al freddo, riducendo così la perdita di calore per convezione fino all’ 88%. Ai tempi del caos del bonus 110%, partire da una efficienza simile non è affatto male.

Al diminuire delle temperature, il glomere diventa più piccolo e compatto (quindi meno poroso) così da ridurre ulteriormente le correnti interne di convezione attraverso la chiusura dei canali di ventilazione. Enrico Fermi, il papà della termodinamica, si complimenterebbe con le api per il loro ingegno!
Anche gli umani nel costruire gli edifici cercano di impiegare delle strategie per contenere la dissipazione del calore, ma non sono bravi quanto le api. Il sistema di ventilazione, riscaldamento e aria condizionata sono concepiti per consentire una suddivisione in zone e un parziale o totale spegnimento così da minimizzare gli spazi da scaldare o raffreddare. Inoltre ci possono essere delle zone che richiedono delle temperature più basse dovute alla natura della loro funzione o al periodo del loro utilizzo e altre adatte per la creazione di cuscinetti termici in modo da ridurre la perdita di calore negli spazi dove il mantenimento di temperature più alte è importante per il comfort delle persone che vi si trovano.

Il glomere invernale consiste principalmente di 3 strati. Nello strato più interno, le api riscaldanti producono calore dall’interno del proprio corpo attraverso la contrazione dei muscoli (quelli deputati al volo, per intenderci) del torace. Le api che producono calore rimangono generalmente immobili. Per diffondere il calore e regolare la quantità di CO2, un gruppo di api ventilerà l’aria calda. Per proteggere il glomere dalla perdita di calore, sulla superficie esterna del glomere le altre api sono legate tra di loro attraverso le zampe in modo da formare un guscio. Si viene così a formare uno strato isolante: questo mantello di api mantiene il calore all’interno. Al diminuire ulteriore delle temperature, per intenderci al di sotto dei -10 °C, le api aumenteranno la produzione di calore interna. Questa attività richiede un lavoro notevole per le api.
Il centro del glomere è da considerarsi come il cuore del sistema di riscaldamento. Esiste, inoltre, una turnazione tra le api nello svolgere le varie mansioni che consistono in:

• produzione e spostamento del calore
• formazione del guscio isolante
• scambio di posizione tra le api all’interno e quelle all’esterno del glomere (e vicersa) per proteggere la regina
• mantenimento della temperatura per la presenza di una eventuale.

L’immagine termica (c) realizzata attraverso gli infrarossi mostra la variazione di temperatura tra l’interno e l’esterno. Inoltre, la peluria delle api aiuta a migliorare l’efficienza dell’isolamento del glomere invernale poichè non è solamente utile a trattenere granuli di polline, ma ha anche la proprietà di trattenere il calore per ridurne la perdita dal proprio corpo. Stessa cosa gli umani… ma non si tratta di peluria bensì degli strati isolanti che utilizzano per migliorare l’isolamento termico e ridurre le perdite di caldo e di freddo delle proprie costruzioni.
Come già detto, le api regolano la produzione di calore in funzione delle temperature esterne. Anche noi abbiamo incorporato negli edifici dei sistemi di regolazione del riscaldamento grazie all’installazione di singoli termostati utilizzati per monitorare le temperature delle varie stanza, riscaldando solo quelle la cui temperatura scende sotto una certa soglia.  Gli esseri umani impiegano principalmente sistemi di controllo che si potrebbero definire puntuali attraverso termostati per controllare il sistema di condizionamento, riscaldamento e ventilazione nelle costruzioni. Nell’alveare, invece, il sistema di riscaldamento è condiviso: le decisioni sono prese in funzione delle valutazioni delle singole api su ciò che è necessario in funzione della temperatura locale, dell’umidità o di qualsiasi perturbazione delle condizioni all’interno della colonia per poi essere inviate velocemente, attraverso una specifica comunicazione, alle altre api. Questo è possibile perché le api non si affidano alla rilevazione in un singolo punto della temperatura per prendere decisioni, ma piuttosto a più api e quindi a più punti.

Continua…

Bibliografia
Jarimi et al: A Review on Thermoregulation Techniques in Honey Bees’ (Apis Mellifera) Beehive Microclimate and Its Similarities to the Heating and Cooling Management in Buildings https://futurecitiesandenvironment.com/articles/10.5334/fce.81/