Il nido nel castagno e le sue proprietà termiche
L'albero di castagno, capitozzato al momento di un dirado in un bosco, è stato intagliato nel 2021. Il primo anno non è stato abitato (il che ha permesso di misurare su un lungo periodo le fluttuazioni di temperatura all'interno e confrontarle con quelle esterne), il secondo anno —sempre per mancanza di sciami— è rimasto vuoto fino alla fine di agosto 2022, poi è stato occupato da una piccola famiglia di calabroni fuori stagione (evento del tutto strano, probabilmente legato all'estate molto calda e secca che ha alterato i ritmi di piante e animali); a fine autunno, quando se ne sono andati i calabroni, il nido è stato occupato da un topo campagnolo, che vi ha portato una scorte di castagne. All'inizio della primavera ha distrutto il nido di calabroni per costruire il proprio nido, ma l'ho espulso prima che costituisse la propria famiglia. Tolti i residui lasciati dal topino (solo gusci di castagno e la carta del nido di calabroni, ma nessun escremento), il 17 maggio 2023 ho inserito un piccolo sciame con regina vergine uscito da un nucleo.
La costruzione del nido
La costruzione del nido è simile a quella già descritta per la quercia: si inizia dal taglio della parete sul lato posteriore per farne una porta (grazie a Nathan per aver garantito un taglio dritto! Foto 1). In seguito si intaglia il vano nel quale saranno alloggiate le api (foto 3 e 4) (sostituendo il lubrificante della catena della motosega, normalmente olio minerale, con olio di oliva per non lasciare residui tossici per le api: foto 2)
Si intaglia un'assicella in modo che segua il perimetro dell'incavo per farne un coprifavo, si fissa una cornice sulla quale si fisserà il plexiglas che permetterà l'osservazione dell'attività dentro il nido. All'interno del nido, fissato al coprifavo, si sistema un pilastro centrale che contiene i sensori (foto 6) 2 sensori di temperatura e umidità; un terzo è sistemato all'esterno, sul lato nord, protetto dall'irraggiamento diretto del sole e isolato dall'eventuale calore accumulato e rilasciato dal legno), infine si intaglia un pannello isolante per ricoprire il vetro e minimizare le dispersioni di calore quando non si guardano le api (foto 7).
La costruzione è dunque del tutto simile a quella praticata nella quercia, ma ci sono alcune differenze fondamentali. In primo luogo, l'albero di castagno (che tollera molto bene la capitozzatura, tanto che essa era usata come antica tecnica di potatura per produrre paleria denuta al riparo dai denti di capre e cervi) è ancora vivo, a differenza del tronco di quercia. Queto significa che nel castagno continua a scorrere la linfa, che esercita un'influenza importante sulle proprietà termiche.
In secondo luogo, il castagno è più grande della quercia: il diametro a petto d'uomo è di quasi 250 cm (contro i 170 cm della quercia). Nonostante l'incavo in cui è ricavato il nido abbia un volume maggiore di quello della quercia (circa 60 litri, contro i 43 litri circa della quercia), lo spessore delle pareti tra 12-15 cm all'altezza del plexiglas, 15 - 20 cm nel punto più spesso delle pareti laterali, oltre 22 cm sul lato frontale) rimane maggiore nel castagno. Anche questo influenza favorevolmente le proprietà termiche.
Le proprietà termiche
Le pareti più spesse ovviamente aiutano a ridurre la dispersione di calore, in quanto la trasmissione di calore è inversamente proporzionale allo spessore della parete; occorre dunque aspettarsi che il castagno, coi suoi 3-5 cm di spessore laterale e frontale in più, sia più efficiente della quercia. Il tronco di castagno, inoltre, ha una massa nettamente superiore a quella della quercia. Dunque conserva meglio di quest'ultima il calore del sole che viene accumulato durante il giorno e che viene liberato durante la notte, e il calore prodotto dalle api all'interno.
La linfa aiuta ulteriormente ad uniformare le temperature: l'acqua, infatti, è la sostanza naturale con il maggior coefficiente di calore specifico (cioè la quantità di energia necessaria per aumentare la temperatura di 1°C per ogni grammo di materiale), così che il legno umido è un migliore accumulatore di calore rispetto al legno secco. Questo fenomeno non è equivalente alla coibentazione, che cosiste nel rallentare il passaggio di calore. Il calore specifico agisce assorbendo energia termica quando ce n'è in eccesso, e cedendola quando è carente. Di fatto, dunque, rende la temperatura più uniforme.
I grafici seguenti ci mostrano quanto è efficiente il tronco di castagno. Il primo riporta le temperature esterne e interne tra aprile e dicembre —almeno quando le batterie dei sensori erano cariche! La linea blu rapresenta le temperature all'esterno che, nei giorni di bel tempo, presentano un'escursione di una decina di gradi. Le linee gialla e rossa rappresentano le temperature registrate all'interno, senza api. Come si vede le oscillazioni sono molto più contenute: seguono l'andamento generale della temperatura esterna, e sono ovviamente più alte d'estate che d'inverno, ma presentano un'escursione giornaliera di 1.5 - 2°C
Il secondo grafico mostra più in dettaglio le fluttuazioni registrate tra il 12 e il 13 agosto 2021. Oltre all'escursione molto ridotta (nelle proporzioni indicate in precedenza) è interessante notare che mentre all'esterno le temperature minime e massime sono raggiunte rispettivamente verso le 7.30 e le 16, all'interno la massima si registra alle 4 del mattino (cioè con 12 ore di ritardo rispetto alla massima esterna) e la minima verso le 9 del mattino
Il tronco di castagno fa dunque meglio del tronco della quercia, che mostrava oscillazioni giornaliere sui 5°C. E rispetto a un'arnia di legno? Il grafico seguente mostra le oscillazioni della temperatura esterna e interna in un giorno tipicamente invernale (nonostante fosse aprile) di tre arnie: una normale in legno, una in polistirolo, e una in legno ricoperto all'esterno con polistirolo (per trarre vantaggio sia dalla massa termica del legno che della capacità coibentante del polistirolo). Tutte le arnie hanno dei favi al loro interno, che contribuiscono parecchio a smorzare le oscillazioni [1]; il tronco di castagno e quello di quercia, per contro, sono stati misurati senza favi all'interno. Mentre nel giorno più caldo del grafico (14 aprile) la temperatura esterna presenta un'escursione di 13°C (da -0.8 a + 12.3°C), l'arnia in legno coibentata oscilla di 11° (da +0.4 a 11.5°C), quella in polistirolo di 13.8° (da -0.3 a + 13.5°C) —dunque approssimativamente come la temperatura esterna—, mentre l'arnia in legno fluttua decisamente più della temperatura esterna, con un'escursione di 17°C (da -0.5 a 16.4°C).
In un giorno estivo la situazione è ancora peggiore. Il grafico seguente rappresenta le fluttuazioni di temperatura in giornate estive non particolarmente calde: il 2 luglio 2020 la temperatura ha raggiunto a malapena 30°. Sono rappresentati i dati di due arnie in legno: una col coprifavo vuoto, una col coprifavo coibentato con della lana. I sensori rilevano la temperatura tra i favi (che, di nuovo, smorzano le oscillazioni) a 12 cm di profondità, immediatamente sotto il coprifavo (misurando dunque la temperatura a contatto col legno) e uno dentro il coprifavo dell'arnia non coibentato.
La linea nera rappresenta la temperatura esterna, che nel giorno più caldo oscilla tra 15 e 30°C (si noti come l'escursione termica in un prato sia sistematicamente superiore di circa 5°C rispetto a quella nel bosco, con entrambi i sensori protetti dall'esposizione diretta al calore). Tra i favi, la temperatura dell'arnia con coprifavo coibentato oscilla tra 16.5 e 34.3°, mentre quella dell'arnia noi coibentata ha una minima di 16.7 e una massima di 36.1°C. Quest'ultima temperatura già chiede un intervento di raffreddamento alle api. La temperatura raggiunta dal legno del coprifavo sul lato del nido è di 40.3°C (abbastanza da sterilizzare regina e fuchi che incautamente si fermassero nei paraggi), mentre col coprifavo non coibentato il legno raggiunge 50.7°C, una temperatura sufficiente ad uccidere le api. Dentro il coprifavo non coibentato, la temperatura raggiunge 63.9°C. Tutto questo, ricordiamolo, con temperatura esterna massima a 30°
Sia in estate che in inverno, dunque, il problema della termoregolazione del nido è nettamente più semplice in un tronco d'albero di quanto non lo sia in una scatola di legno.
Note
[1] D. Besomi, L'ape e l'architettura, L'apis, novembre e dicembre 2020, gennaio 2021
api locali