Ако у посматрани простор убацимо додатну количину неког гаса, нпр. угљен-диоксида, и он ће се у кратком времену равномерно распоредити по целом простору, као дим из цигарете или димњака. Пошто је у слободном простору атмосферски притисак ваздуха релативно стабилан, укупан притисак ваздуха неће порасти за величину пораста притиска угљен-диоксида, већ ће остати константан, а придошли угљен-диоксид из посматраног простора истиснуће одговарајућу количину других гасова, међу њима и кисеоник. Човек и друга жива бића то одмах региструју као отежано дисање. Атмосферски ваздух никада није потпуно сув. У њему увек има мање или више влаге, у виду водене паре, која се у њему понаша као наведени гасови, или водене паре и воде (магла, роса, киша). Количина (густина) водене паре (мери се у грамима), која може да се помеша са 1 м3 ваздуха је ограничена, јер парцијални притисак водене паре не може да прекорачи притисак засићења (стање кад ваздух не може да прими нову количину водене паре), који одговара температури тог ваздуха.
Количина се мења са променом температуре. Већа је што је виша температура и обрнуто. Водена пара која има највећу густину, односно највећи парцијални притисак који је могућ код одређене температуре зове се максимална густина или засићена пара. Ваздух у коме је водена пара засићена називамо и засићен ваздух. Водена пара која има густину мању од максималне густине зове се незасићена водена пара, а ваздух са незасићеном паром – незасићени или сув ваздух.
Количина водене паре, мерена у грамима, коју у неком тренутку садржи 1 м3 ваздуха зове се апсолутна влажност тог ваздуха (Ав). За живе организме и физичке појаве у атмосфери много важнију улогу има релативна влажност ваздуха (Рв).
Она представља однос између апсолутне влажности (Ав) и максималне количине водене паре (Мв), коју ваздух запремине 1 м3 може да прими на температури мерења. Обично се изражава у процентима. Рв = (Ав / Мв) × 100. Брзина испаравања воде у отвореном простору зависи од релативне влажности ваздуха. У потпуно сувом ваздуху је највећа. Са растом релативне влажности, брзина испаравања опада, тако да испаравање потпуно престаје када релативна влажност достигне вредност од 100% (засићено стање).
Ради лакшег коришћења и једноставнијег објашњавања промене влажности ваздуха на истом дијаграму су исцртане криве релативне влажности Рв=40%, 50%, 60% и 80%.
Дијаграм нам даје једноставан увид у стање влаге у ваздуху, када су познати релативна влажност и температура, као и промене које настају када се ти параметри мењају. На пример:
На дијаграму се лако уочава да се 1 м3 ваздуха на температури од 0 °Ц може помешати максимално са 4,8 г водене паре, а на температури од 30 °Ц са 30,4 г, што је приближно 6,3 пута више. То поред осталог показује да са неком количином влаге (апсолутна влажност), хладнији ваздух има врло високу релативну влажност, као у нашем примеру са 4,8 г на 0 °Ц, Рв=100% (влажан ваздух), док је са том апсолутном влажношћу на +30 °Ц врло сув Рв=15,8%. Уопштено: У зимским месецима (хладни дани) апсолутна влажност је ниска, а релативна висока, док је у топлим месецима ситуација обрнута. Пошто знамо да релативна влажност ваздуха зависи од густине водене паре и температуре тог ваздуха, шта се може очекивати, ако се мењају густина или температура?
1. Засићена водена пара прелази у незасићено стање:
1.1. Повећавамо запремину
Засићен (влажан) ваздух у неком посматраном простору, прелази у незасићено стање (сув ваздух), ако се тај простор прошири тј. непосредно споји са простором сувог ваздуха, јер се тада у посматраном простору густина водене паре снизи на неку вредност мању од максималне.
1.2. Повећавамо температуру
Повећањем температуре, јер она количина водене паре, која код ниже температуре даје, у посматраној запремини, максималну густину (засићено стање), код више температуре није довољна за густину, која припада засићеној воденој пари, код те температуре. На пример: Тачка А на дијаграму показује да се на температури од +14 °Ц, 1 м3 ваздуха може помешати максимално са 12,1 г водене паре. Релативна влажност у тој тачки је Рв=100%. Ако тај ваздух, без довођења нове количине водене паре, загревамо до +26 °Ц, тачка А1, видимо да се релативна влажност спустила на Рв=50%. Претходно влажан ваздух сада је сув. Значи, повећањем запремине или температуре, релативна влажност се смањује. На пример, замагљена стакла у аутомобилу могу се осушити отварањем вентилације или укључивањем грејања. Не може никакво брисање стакала, као ни разни сакупљачи воде у кошници, напротив.
2. Незасићена водена пара (сув ваздух) прелази у засићено стање (влажан ваздух) у три случаја:
– смањивањем запремине (за нас није интересантно),
– смањивањем температуре и
– довођењем нове влаге уз промену или без промене температуре.
2.1. Смањивањем температуре (хлађењем), јер тада стварна густина водене паре (апсолутна влажност), код неке ниже температуре достиже максимално могућу густину (засићено стање). На пример: Тачка В на дијаграму показује, да је на температури од +14 °Ц густина водене паре (види на ординати) 7,3 г/м3, знатно мања од максимално могуће 12,1 г/м3, а релативна влажност Рв=60%. Ваздух је сув. Ако тај ваздух хладимо, видимо да ће у тачки В1, на температури +6 °Ц водена пара достиЋи максималну густину (засиЋено стање), а релативна влажност вредност Рв=100%. Настављамо хлађење до температуре –2 °Ц, тачка В2 пресечна тачка вертикале из –2 °Ц и граничне криве која се као што знамо не може прекорачити. До сада смо код загревања ишли из тачке А у А1 и код хлађења из тачке В у В1 по правим линијама, паралелним апсциси, јер смо посматрали примере код којих се апсолутна влажност не мења. Међутим, код даљег хлађења са +6 °Ц на –2 °Ц (из тачке В1 у В2) то није могуће. Из тачке В1 до тачке В2 промена се креће по граничној линији коју није могуће прекорачити и на којој је као што знамо, ваздух засићен влагом (релативна влажност Рв=100%). У тачки В2 максимална густина (апсолутна влажност) износи 4,1 г/м3. Разлика до тачке В1 износи 3,2 г. То је количина водене паре која више није у ваздуху. Она се кондензовала у росу по зидовима, или иње, или у маглу итд. Да закључимо: ваздух који је на +14 °Ц био сув са 7,3 г водене паре у себи, релативне влажности Рв=60%, на –2 °Ц је влажан, Рв=100%, са 4,1 г водене паре и 3,2 г воде у виду кондензата на зидовима или неким другим предметима, који су смештени у том простору. Овај симулирани пример је врло сличан реалним случајевима у кошницама у рано пролеће, када су разлике између дневне и ноћне температуре велике.
2.2. Прелазак сувог ваздуха у влажан (у засићено стање), у ограниченом простору са променљивом или константном температуром, уз сталну продукцију водене паре у њему.
То је за сваког пчелара највећи проблем. Зато ћемо га мало детаљније размотрити.
Пчеле сакупљене у клубе неколико месеци „мирују“ изван клубета и не врше никакве активности. Немају легло и производе само онолико топлотне енергије колико им је потребно да одрже свој организам у животу. Оне не троше мед да би загревале окружење, као што то не раде ни друга жива бића. Да би се животни процес одвијао нормално, потребно је да хране и кисеоника буде довољно, да буду непрекидно доступни (на правом месту) и да буде мира на пчелињаку. Тако се стичу услови да клубе из окружења лако узима потребне количине меда и кисеоника, а у окружење испушта продукте „сагоревања“: водену пару, угљен-диоксид, нешто топлотне енергије и у повољном тренутку у шире окружење нешто измета. У овој анализи нас занимају само водена пара и угљен-диоксид.
Узмимо за пример најједноставнији случај друштва без легла, које за 30 дана потроши око 800 г меда. Познато је да мед сачињавају: шећери око 76%, вода око 18%, остало око 6%. То значи да у 800 г меда има око 600 г шећера, око 145 г воде и око 50 г осталих материја. Да би 1 молекул шећера „сагорео“ потребно је 6 молекула кисеоника.
Продукт сагоревања је: 6 молекула воде и 6 молекула угљен-диоксида.
C6H12O6 + 6O2 = 6H2O + 6CO2
шећер + кисеоник = вода + угљен-диоксид
или тежински дневно:
20 г + 21,3 г = 12 г + 29,3 г
На дневну производњу воде из шећера треба додати и припадајућу дневну количину воде из меда од 4,8 г па је укупна дневна производња водене паре око 16,8 г. Уз ову анализу или билансирање улазно-излазних количина материје, важно је да се непрекидно има у виду да клубе функционише на потпуно исти начин на крају петог, петнаестог или педесетог дана, јер од дана свог формирања пчеле нису у стању да утичу на циркулацију ваздуха изван клубета. Ако узмемо да су најниже температуре ваздуха и пчела на спољној површини клубета подједнаке и крећу се око +8 °Ц онда ту температуру узимамо као референтну. Нека релативна влажност на тој површини буде Рв=60%, што одговара апсолутној влажности Ав=5 г на истој температури. Максимална количина водене паре коју ваздух може да прими на њој је 8,3 г (види дијаграм 1).
То значи да би 1 м3 ваздуха Рв=60% на температури од +8 °Ц могао да прими, до засићења, још 3,3 г водене паре. Пошто клубе за 24 сата испусти 16,8 г водене паре, та количина је довољна да до засићења допуни 5 м3 на +8 °Ц. Ако једна ЛР кошница са 2 наставка има слободног (ваздушног) простора око 50 литара (0,05 м3), то је наших 5 м3 засићеног – влажног ваздуха довољно за 100 ЛР кошница! Одавде се лако израчуна да би једна херметички затворена ЛР кошница била засићена воденом паром за приближно 15 минута. Испаравање воде из трахеја би престало и пчеле би почеле да се гуше! Размотримо сада проблематику угљен-диоксида. Клубе за 24 сата испусти у окружење 29,3 г. У нормалним атмосферским условима у 1 м3 ваздуха има 5,8 г угљен-диоксида. Произведених 29,3 г је довољно за 5,05 м3 ваздуха. Познато је да пчеле повећавају концентрацију угљен-диоксида у клубету са 0,03% на око 3% (око 100 пута).
Повећана концентрација успорава размену материја у организму пчела, смањује потребу за храном и тако побољшава услове за добро зимовање. Кроз симулирани пример покушаћемо да утврдимо колике су потребе клубета за угљендиоксидом. Посматрамо највеће клубе. У пракси, у нашим крајевима, практично нема клубета већег од 8 литара (око 25 000 пчела). Пречник таквог клубета је око 25 цм и захвата око 7 рамова. Нека је у њему по потпуно слободној процени, пола запремине слободно, а другу половину запремине нека попуњавају тела пчела. То значи да у 4 литра слободног простора, пчеле концентришу количину угљен-диоксида довољну за 400 литара ваздуха у нормалним атмосферским условима, односно 29,3 г је довољно за 12,6 клубета.
Из овога се јасно види да ће се потребе формираног клубета за повећаном концентрацијом угљен-диоксида подмирити за приближно 115 минута. То значи, целокупну количину угљен-диоксида, коју пчеле произведу у наредним сатима и данима клубе испушта у окружење. Према томе, унутрашња потреба клубета је занемарљива према укупној производњи. Морамо такође имати на уму да атмосферски притисак у клубету неће порасти због повећаног присуства (парцијалног притиска) угљен-диоксида. Угљен-диоксид из ваздуха истискује одговарајућу количину других гасова, међу којима и врло битни кисеоник. Пчеле су се привикле на нижу (до 13%) концентрацију кисеоника у клубету без легла, без последица по животне функције. Ова ниска концентрација не ва- жи за окружење клубета, напротив, ваздух око њега мора бити богат кисеоником.
Све до сада изложено имало је за циљ да пчелару укаже на пуну озбиљност проблема водене паре и других гасова у окружењу клубета. Иако су изабрани примери најповољнији, са најмањом потрошњом меда, са најмањом количином испоручене водене паре и угљен-диоксида, у условима релативно стабилне спољне температуре и тако даље, они потврђују величину проблема. Са појавом легла стање се битно погоршава, јер се повећава потрошња меда и количине емитоване водене паре и угљен-диоксида.
Са друге стране потреба за кисеоником знатно расте. Метеоролошке прилике се знатно мењају и/или погоршавају. Подразумева се да су и тада пчеле у клубету и нису у стању да вентилирају кошницу. Тај проблем мора да реши пчелар. Из кошнице влага треба да излази у форми гаса (водена пара), а не као поточић воде. Он такође мора да зна да је смер кретања водене паре увек из кошнице у окружење (од извора ка понору).
Практично решење ?
Полазећи од наведених чињеница, треба дати одговор на питање: Како пчелар ипак може да обезбеди оптималне услове за квалитетно зимовање пчела ?
До коначног одговора можемо доћи ако анализирамо битне факторе за које је надлежан искључиво пчелар, као што су: кошница и простор у њој, веза кошнице са окружењем (вентилација) и избор локације за пчелињак. Неки вентилациони отвор је довољно велики за дане великих хладноћа, када је клубе без легла и када је релативно мала продукција водене паре и угљен-диоксида. Тада су временске прилике релативно стабилне.
Када је у окружењу кошнице температура ниска, ваздух сув, апсолутна влажност је ниска. У кошници је апсолутна влажност нешто виша, због чега водена пара брзо излази напоље.
Уз незнатно вишу температуру у кошници, релативна влажност је ниска (дијаграм бр. 2). Разлика између густина угљен-диоксида и кисеоника у кошници и напољу је мала. Величина тог отвора постаје мала када се у клубету појави легло. Потрошња хране порасте, сходно томе и продукција водене паре и угљендиоксида. Порасте и потреба за кисеоником. Скоро у исто време у окружењу кошнице такође настају значајне метеоролошке промене. Јављају се нагле и велике температурне промене.
Велика су колебања релативне влажности изван кошнице, што се одражава на релативну влажност у кошници (дијаграм бр. 3).
Важна напомена: Приказано стање на дијаграмима је било такво у тренутку мерења. Пре и после тога било је другачије. Стално се мења. Дијаграм бр. 3 не приказује најнеповољније стање.
Реалан је и овакав пример:
Напољу је нагло отоплило, температура ваздуха је +15 °Ц, релативна влажност Рв=80% (ваздух је сув апсолутне влажности 10,2 г). У кошници са дебелим зидовима, малим летом, слабо осунчаној, температура споро расте, касни за спољном и износи +10 °Ц. На овој температури максимална количина водене паре коју ваздух може примити је 9,4 г (дијаграм бр. 1) и мања је од апсолутне влажности испред кошнице за 0,8 г. Значи, нема изласка водене паре из кошнице. У њој је релативна влажност ваздуха Рв=100%, ваздух је влажан. У овом случају се сва водена пара коју клубе непрекидно испушта кондензује по зидовима и рамовима кошнице. Стање у кошници увек зависи од стања у окружењу и мора да га прати без већег кашњења. Ако се размена гасова између кошнице и окружења одвија пригушено, споро, влажност у кошници биће дуго или трајно висока, погубна.
Пчеле у клубету немају адекватну одбрану
Утврђено је да пчеле врло добро зимују, ако релативна влажност око клубета не прелази Рв=85%. Дуготрајна влажност око клубета Рв=97% скраћује пчелама живот за једну четвртину. Враћамо се на дијаграме бр. 2 и 3. Из њих се види да у кошници, на малим растојањима, разлика у релативној влажности може бити јако велика. Очигледно је да је унутрашња циркулација ваздуха врло слаба (пригушена), кошница је претрпана рамовима. Из дијаграма се такође види да релативна влажност расте од вентилационог отвора (лета) према задњој страници и угловима. То су најугроженији делови у кошници. Да би ту појаву потпуно или делимично елиминисао, пчелар треба правилно да организује простор у кошници.
На свом пчелињаку то радим на следећи начин:
Код припреме за зиму из кошнице вадим све непотребне рамове
Без обзира на тренутни број пчела у ДБ кошницама остављам 8 рамова (слободан простор је за 3+1 или 1+1 рам). У ЛР кошницама у горњем наставку остављам такође 8 рамова (слободан простор је 1+1 рам), а доле 5 рамова (слободан простор је 3+2 рама). Мед са свих извађених рамова центрифугирам и преко хранилице враћам пчелама. Претходно се побринем да легло код свих ЛР кошница буде у горњем наставку. После меда прихрањујем сирупом. На крају је сва храна на правом месту – изнад клубета. По правилу, у току зиме у кошници треба да остану само рамови које захвата клубе. Подразумева се да на њима мора да буде и сва потребна храна (као у дупљама стабала или трмкама) и још по један рам са доста хране са обе стране клубета, што значи максимално 8 рамова. Испод ДБ плодишта стављам празан полунаставак. Све кошнице укључујући и нуклеусе имају дубоку подњачу. У току зиме у кошници су само рамови са потребном храном и пчеле.
Поред обезбеђивања слободног простора за добру циркулацију ваздуха у кошници, пчелар мора да из ње избаци материјале који су бољи проводници топлоте од референтног дрвета. Међу такве спадају и разне ПВЦ фолије. Паронепропустљива фолија положена по рамовима изнад клубета представља најхладнију површину у горњем делу кошнице. Уз лошу вентилацију и високу релативну влажност на деловима фолије, који су изван додира са клубетом (код слабих и изнад клубета), кондензује се вода. Тај кондензат капље по рамовима и квари саће и мед.
Неки пчелари тврде да пчеле ту воду пију !?!
Видео сам доста мокрих фолија, а никада пчеле да са њих пију воду. Зашто би пиле оно што су претходно употребиле и избациле, то нико не ради. Шта ће им дестилат ? Зато сам их у рано пролеће видео много на орезаним гранама воћа, читаве ројеве на просутој сточној храни, извору минералне воде, око штала итд. Потребни су им минерали. Када би могле да иду из клубета по воду могле би и по храну, па не би угибале од глади.
Уместо паронепропусне фолије корисно је ставити пуније, мекано платно које покрива тело плодишта и његову спољну горњу површину, са предње и задње стране плодишта, у висини 3–4 цм. Тако се код наслона за рамове штити танак зид кошнице од подхлађивања и кондензовања влаге. Уместо платна, у касну јесен, може се ставити хартија. Преко тога платна долази други утопљавајући материјал, или поклопна даска од лесонита, а преко ње стиропор или новине. Није лоша ни добро належућа поклопна даска од дрвета са новинама одозго. На свом пчелињаку преко плодишта стављам платно, па поклопну даску од лесонита. На лесониту је стиропор од 20 мм који никада не скидам. Преко стиропора и хранилице (коју такође не скидам) крајем јесени стављам новине. Изнад је раван кров.
Кад је унутрашњост кошнице добро сређена остаје да се обезбеди добра вентилација. Није могуће дати јединствен прорачун. Погоднија су искуствена решења. Постоји више добрих. Вентилација кроз подњачу је најбоља. Подразумева се да и лето за излазак и улазак пчела мора бити отворено. Одавно се производе кошнице са већим замреженим отвором на подњачи. Већина пчелара је већ напустила погрешну препоруку, да те отворе треба крајем зиме затворити, да би пчеле „сачувале“ топлоту. Већ је речено да пчеле не троше мед да би загрејале своје окружење, а поготово не простор испод клубета. Тај отвор треба да буде отворен пре свега крајем зиме и у рано пролеће. Сви примери презимљавања пчелињих друштава са стално отвореним отвором на подњачи, а знам их много, су позитивни. Код нових подњача, где је цела подница отворена, поготово ако нису дубоке (дубина најмање 10 цм) корисно је да се испод плодишта подметне један или више полунаставака или наставак. Тако се добијају кошнице са већом запремином, а у кошници топлотни ефекат сличан топлотном ефекту дугачког капута.
Друго решење (користим га на пчелињаку) је горње и доње лето. Горње округло лето пречника 25 мм на средини предње стране је увек отворено. Регулатор доњег лета је у положају пролећног развоја (отвор 150×15 мм). Преко њега је лимени штитник против мишева. На штитнику је двоструки ред врло густих округлих рупа пречника 7,5 мм. Почетком марта скидам штитник. Дубока подњача није херметички затворена, па и она доприноси солидној вентилацији. Пчелари који имају класичну подњачу, а на плодишту немају и не желе да отворе горње лето, морају у другој половини новембра, када престане налет оса, туђих пчела и мува, да потпуно отворе доње лето (димензија 450/375×20 мм). Преко тог отвора треба да ставе лимени штитник са троструким редом густих округлих отвора пречника 7–8 мм. Постоје и друга добра решења.
Генерална смерница за сваког пчелара и пчелињак на конкретној локацији може да гласи: Пчелар треба да повећава отвор (отворе) за вентилацију све док у кошници примећује влагу.
На крају, пчелар треба да на најбољи начин реши и спољни услов за добру вентилацију кошнице. Треба да изабере добру локацију за пчелињак. Имајући у виду све речено о проблему влаге, пчелар мора за стационарни пчелињак или зимовник да одабере локацију са што мање магле, са што нижом просечном релативном влажношћу, осунчану, оцедиту и добро проветрену. Треба избегавати локације са екстремно јаким ударима ветра. Пчелар увек мора да има у виду функционалну зависност између величине вентилационог отвора и локације пчелињака.
Што је пчелињак мање проветрен, више влажан, магловит, то отвор (отвори) за вентилацију мора да буде већи !
Аутор: дипл. инг. Мирко Вилус
Извор: poljoberza.net