Lo spazio utile per le api, però, è ridotto dal coprifavo (a partire dal quale le api costruiranno i favi), ma che ha l'apertura per il nutritore e lo spazio utile per sostituire le pile dei datalogger quando necessario, e dalla rientranza necessaria per la lastra di plexiglas per poter osservare le api e un po' di materiale isolante per impedire la dispersione di calore dal retro. Restano poco più di 40 litri, cioè il volume indicato dalle ricerche di Seeley sulle preferenze degli sciami [¹] (a titolo di paragone, un'arnia Dadant ha un volume interno di circa 52 litri).

Al centro della cavità è sistemata una colonna che porta e protegge i sensori. Si tratta di due sensori di temperatura e umidità relativa Sensirion SHT4x smart gadget, collocati nella parte centrale della colonna a due altezze diverse e isolate dal fondo da uno spessore di polistirolo, e da tre sensori che misurano la concentrazione di anidride carbonica Sensirion SCD41 CO₂ gadget, nelle parti sporgenti della colonna. Naturalmente sono stati praticati dei fori per lasciar passare l'aria, ricoperti con del velcro per impedire la propolizzazione. Le immagini mostrano la costruzione della colonna; l'ultima mostra il posizionamento nella cavità, e indica le posizioni alla quali sono rilevati i dati.

Per finire, il lato posteriore è chiuso da un plexiglas (fissato, ovvimente, solo dopo l'inserimento dello sciame), ricoperto da uno strato di materiale riflettente e 3 cm di polistirene estruso. La chiusura è effettuata riposizionando la fetta di tronco ritagliata all'inizio. A protezione della testa del tronco c'è una lamiera che impedisce il passaggio dell'acqua.

Le proprietà termiche del tronco

Lo spessore del legno del tronco, essendo circa 5-6 volte superiore a quello del legno di una comune arnia commerciale, isola molto meglio delle cassette nelle quali sono comunemente alloggiate le api. Al mantenimento di una temperatura più costante contribuiscono anche la forma della cavità, stretta e protratta verso l'alto anziché larga e bassa, e l'effetto di accumulazione di calore esercitato dalla massa del legno, che assorbe energia quando fa caldo e la rilascia lentamente quando fa freddo.[²]

I sensori sono stati attivati un paio di giorni prima che fosse inserito lo sciame (in realtà avrei voluto qualche giorno di test in più, ma lo sciame è partito in anticipo sul previsto). Il grafico mostra le oscillazioni della temperatura esterna (linea blu) e della temperatura interna al tronco: come si vede, all'interno la temperatura è molto più stabile di quanto non lo sia fuori, con oscillazioni tra 12 e 17°C all'interno contro un'escursione tra 5 e 20°C all'esterno. Questo, peraltro, era prima che mi accorgessi che il solo polistirene non isolava sufficientemente bene e che inserissi il foglio di riflettente.

Per paragone, il prossimo grafico rappresenta le fluttuazioni di temperatura esterna e interna a un'arnia di legno senza api e senza  favi, misurate in un'occasione diversa a pochi metri di distanza dalla posizione attuale del tronco. Il grafico mostra bene come l'escursione termica all'interno sia superiore rispetto a quella esterna, con le minime praticamente identiche alla temperatura ambiente e diversi gradi mentre durante le ore di sole si accumulano diversi gradi di temperatura in più, che però non sono ritenuti dal legno e si disperdono in breve tempo. Insomma, l'arnia di legno ripara dalla pioggia, ma non dalle fluttuazioni di temperatura che, anzi, amplifica.

Poiché le api dovranno mantenere la temperatura costante quando avranno covata, partire da una temperatura di base più stabile richiede meno sforzi di regolazione di quanto non sia necessario a fronte di oscillazioni molto ampie.

Anche l'umidità relativa oscilla meno dentro il tronco di quanto non accada all'esterno e nella cassetta di legno. Il primo grafico mostra l'umidità misurata dai due sensori nel tronco, ancora più stabile di quanto lo sia la temperatura interna, oscillando tra il 60 e il 70% a fronte di un'escursione all'esterno tra 35 e 95%. Considerando che i valori di umidità relativa desiderati dalle api si situano tra il 50 e il 75% [³], la stessa struttura fisica del tronco garantisce una buona regolazione senza che le api debbano fare alcuno sforzo (il sensore più in basso, essendo vicino all'entrata e dunque a contatto con più aria umida proveniente dal'esterno, rileva oscillazioni maggiori del sensore al centro). Il grafico riporta anche, per riferimento, la temperatura esterna:

Nell'arnia in legno senza favi, le oscillazioni dell'umidità relativa sono invece parecchio più ampie, anche se minori rispetto all'esterno. Anche se raramente salgono sopra il limite massimo del 75% desiderato dalle api, frequentemente scendono al di sotto del minimo, imponendo uno sforzo di regolazione da parte degli insetti.

Riferimenti bibliografici 

[1] T. Seeley, La democrazia delle api, Edizioni Montaonda, cap. 3    [torna al testo]

[2] D. Besomi, L'ape e l'architettura, L'apis, Novembre 2020, dicembre 2020 e gennaio 2021; e La coibentazione dell'arnia, L'apis dossier, aprile/maggio 2023.   [torna al testo]

[3] per esempio M. B. Ellis, Homeostasis: Humidity and water relations in honeybee colonies (Apis mellifera), tesi di master Sc., Department of Zoology and Entomology Faculty of Natural and Agricultural Sciences University of Pretoria Pretoria, November 2008.    [torna al testo]