¿Debo aislar mis colmenas en invierno? ¿Cuándo, cómo, por qué?

En invierno, las abejas consumen sus recursos almacenados para comida y calor. Dependiendo de las latitudes, el invierno puede ser más o menos suave y las colonias pueden pasar por una variedad de situaciones. ¿En qué casos se debe considerar el aislamiento de la colmena?

El mes de enero de 2021 fue particularmente frío en el suroeste de Francia. Días con temperaturas máximas de 2 o 3°C eran habituales. Temía que mis abejas se estresaran en esas condiciones. Ya habían tenido que superar la temporada de avispas en otoño y ahora se enfrentaban a días inesperadamente fríos.

Para poner esta situación en perspectiva, durante estos últimos años, no había tenido preocupaciones con la travesía del invierno, pero este mes de enero, hay dos cosas que me hacen pensar que se deben tomar algunas decisiones.

La primera es la alerta de bajas temperaturas que recibí durante varios días seguidos. ¡4°C o menos alcanzaron dentro de la colmena, eso es frío!

La segunda, que definitivamente me motivó a actuar, son las observaciones después de una nevada. Noté una diferencia interesante en los techos de las colmenas entre la R6 que está vacía y las otras habitadas con abejas que podía escuchar claramente "vibrar".

La nieve cubre completamente el techo de la colmena R6, mientras que se ha derretido alrededor de la piedra central de las otras colmenas. ¿No es evidencia de que las abejas están calentando el interior de la colmena y que algo de calor se está disipando desde arriba?

Basándome en esta observación, me pregunté cuál sería la pérdida de calor a través del techo. Claramente, si hay un lado donde las pérdidas son importantes, es el techo.

Hacía mucho tiempo que no sacaba mis antiguas ecuaciones de transferencia de calor. Las usé durante muchos años para dimensionar turbinas de helicópteros. Aquí viene la oportunidad de sacudirlas y usarlas para la apicultura.

Planteamiento del problema y suposiciones

Para plantear el problema, partimos de algunos principios:

Sabemos que las abejas se agrupan en un racimo. La temperatura mínima externa de este racimo es de 7°C. Por debajo de ese umbral, las abejas colapsan:

El racimo se agrega tan pronto como la temperatura exterior baja de 15°C; está completo, es decir, todas las abejas de la colonia se han unido, a 7°C; el individuo colapsa rápidamente a temperaturas más bajas. Generalmente tiene forma de esfera o elipsoide, a veces aplanado en un lado cuando está, por ejemplo, justo debajo de la cubierta del marco. por Janine KIEVITS, Abeilles & Cie n°131 4-2019

Por lo tanto, podemos concluir que el racimo se puede modelar como una esfera y que la temperatura de este límite es de 7°C en el peor de los casos. Este racimo estando en un ambiente más fresco, pierde calor por convección hacia el techo. ¡El aire caliente siempre sube, incluso dentro de una colmena!

Luego está el techo. En mi caso, el alimentador y el techo están hechos de madera. Los espesores son alrededor de 1.5 cm. La bandeja está hecha de contrachapado de 5mm. El aire caliente que sube desde el racimo calienta el techo y se transmite por conducción/convección a través del techo.

Existen ecuaciones clásicas para calcular ese tipo de configuración de transferencia de calor. Toma un poco de tiempo, pero es bastante sencillo. Puedes encontrar las fórmulas aquí, o aquí, por ejemplo.

El diagrama equivalente de red térmica se muestra en el siguiente diagrama. En este modelo se asume que el 100% del calor se escapa desde arriba. Esto parece ser un enfoque un tanto fuerte, pero (en nuestras latitudes) los marcos de cera evitan bastante bien las pérdidas transversales, y como se mencionó antes, ¡el calor siempre sube! Verificaremos más adelante si esta hipótesis se cumple (¡e incluso se cumple muy bien!).

La resolución del sistema de ecuaciones proporciona el flujo de calor disipado (en vatios) que varía entre 0.04 y 2W dependiendo de la temperatura exterior (+7 a -20°C). Ahora estamos seguros sobre el orden de magnitud: ¡La colonia dis