Kā siltums palīdz bitēm pārziemot: stropu materiālu un ekranēšanas pētījums
Decembrī, kad ārā valda miers un sals, bišu strops tikai šķiet iemidzis. Patiesībā tur iekšā notiek nepārtraukta klusa kustība. Bites saspiežas ciešā kamolā un vibrē spārnus un muskuļus, lai uzturētu siltumu saimes centrā. Bišu kamola kodolā temperatūra bieži sasniedz 20–30 °C, un tas pasargā bišu māti.
Šis ir viens no izsmalcinātākajiem termoregulācijas mehānismiem dabā. Taču tas ir arī ļoti trausls. Ziemas dienās, kad temperatūra strauji mainās, mitrums lec uz augšu vai āra sals ieplūst pārāk dziļi stropā, pat spēcīga saime var neizturēt. Tieši tāpēc stropa mikroklimats nav tikai dizaina jautājums — tas ir bišu izdzīvošanas nosacījums.
Kā jau esam stāstījuši iepriekš, LVKĶI projekta “Metodes izstrāde stropu ekranēšanai, izmantojot termoreflektīvās virsmas bišu mirstības mazināšanai strauju klimata pārmaiņu ietekmē” ietvaros mūsu pētnieki izstrādā risinājumu, kas palīdzēs samazināt bišu mirstību ziemā, izmantojot termoreflektīvas virsmas stropu iekšējai ekranēšanai un jaunus, videi draudzīgus kompozītmateriālus, kas apvieno koka izturību ar ekspandēta putupolistirola stropu (EPS) siltumnoturību. Uz Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūta jumta ir izveidota eksperimentālā drava ar 36 stropiem, kuri ir aprīkoti ar sensoru tīklu: stropu svara, temperatūras, mitruma un ārējās vides datu reģistrēšanu reāllaikā. Projekta vadītāja ir mūsu Celulozes laboratorijas pētniece Dr.biol. Ulla Milbreta.
Katrs strops reāllaikā sniedz informāciju par:
- stropa iekšējo temperatūru,
- iekšējo mitrumu,
- ārējās vides parametrus,
- stropa svara izmaiņām.
Šāda datu plūsma ļauj precīzi salīdzināt dažādu materiālu uzvedību un to, kā tie ietekmē bišu darbu ziemā.
Kāpēc šis projekts ir nepieciešams?
Bites nodrošina vairāk nekā 75% pārtikā izmantojamo kultūraugu apputeksnēšanu. To veselība un stabilitāte ietekmē ne tikai biškopības nozari, bet visu pārtikas sistēmu un dabisko augu daudzveidību. Klimata pārmaiņu apstākļos – ar siltām ziemām, straujām temperatūras svārstībām un biežiem mitruma lēcieniem – stropa spēja noturēt stabilu vidi kļūst kritiska.
Projekta mērķis
Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts kopā ar partneriem SIA Salix un SIA RS Bite strādā pie inovatīvas pieejas, kas palīdzētu bišu saimēm labāk pielāgoties mūsdienu klimatiskajiem apstākļiem. Projekta mērķis ir radīt:
- termoreflektīvas virsmas stropu iekšējai ekranēšanai, kas atstaro bišu radīto siltumu atpakaļ un stabilizē mikroklimatu,
- jaunu poliuretāna–dabisko šķiedru kompozītmateriālu, kas apvieno koka izturību un EPS stropu siltumnoturību.
Projekta gaitā tiks analizēti pilni bišu dzīves cikli vairākās sezonās.
Pirmie ziemas novērojumi
Dr. Ulla Milbreta ziņo par pirmajiem ziemas novērojumiem:
“Pie –1 °C āra temperatūras dažādos stropu modeļos fiksētas temperatūras no 5 līdz 15 °C. Šāds diapazons ir būtisks: tas norāda, ka stropa sienu materiāli un to siltumatstarošanas spēja uzvedas ļoti atšķirīgi. Bišu kamolā temperatūra, protams, ir augstāka, bet tieši šādas starpības starp stropos iegūtajiem sensoru datiem ļauj saprast, kuri materiāli siltumu saglabā labāk un kuri to straujāk izlaiž ārā. Tas ļauj arī labāk saprast, kā ekranēšana ietekmē siltuma plūsmu stropā un kā konstrukcija palīdz vai traucē bišu dabiskajiem termoregulatīvajiem mehānismiem.”
Turpmākajos mēnešos šie novērojumi tiks analizēti kopā ar bišu svara un aktivitātes datiem, kas sniegs pirmos pilnīgos priekšstatus par ekranēšanas ietekmi.
Jauns stropa materiāls nākotnei
Vienlaikus LVKĶI pētnieki Dr.sc.ing. Mārtiņš Andžs un Ph.D. Miķelis Kirpļuks izstrādā jaunu kompozītmateriālu, kas apvienos:
- koka mehānisko izturību,
- EPS labo siltumnoturību un vieglumu,
- dabisko šķiedru poraino struktūru.
Mūsu pētnieki rūpīgi izvērtēs materiāla siltumietilpību, siltumvadītspēju un mehānisko izturību. Pēc laboratorijas testiem tas tiks izmantots arī testa stropa izgatavošanai un reālai pārbaudei.
Projekts “Metodes izstrāde stropu ekranēšanai, izmantojot termoreflektīvās virsmas bišu mirstības mazināšanai strauju klimata pārmaiņu ietekmē” tiek īstenots Eiropas Lauksaimniecības fonda lauku attīstībai un KLP 2023–2027 programmas ietvaros (projekta numurs: 25-00-C0LA1602-000001)
