Cómo las abejas forman el panal paso a paso
Las colmenas de abejas son estructuras complejas y vitales para la vida de estos insectos, cuya diversidad es asombrosa. Si te interesa conocer más sobre los panales de abejas, aquí encontrarás información relevante que quizás desconocías. En apicultura, una de las cosas que más sorprende es la excelencia y la optimización de toda la estructura y organización de las abejas.
¿Cómo se Construye un Panal de Abejas?
Un panal de abejas está compuesto por celdas hexagonales debido a la forma en que las abejas lo construyen. Inicialmente, las abejas crean esferas a partir de la cera, una sustancia producida por glándulas en su abdomen. La arquitectura del panal es tan interesante que es común encontrar diseños inspirados en él. Cada celda puede variar en tamaño, dependiendo del tipo de abeja que la habita.
La Eficiencia en la Naturaleza
Las abejas eligen esta forma hexagonal para construir las celdas de los panales y de esta forma utilizan la menor cantidad de cera posible. La fabricación de cera es un proceso costoso que requiere tiempo y un gran consumo de calorías. El panal es construido por abejas obreras y es utilizado para depositar la miel y el polen.
Alrededor del año 36 a.d.C., Marco Terentius Varro, en su libro sobre agricultura, escribió sobre la forma hexagonal del panal de abejas. Según su teoría, las abejas utilizan el hexágono porque les permite almacenar más cantidad de miel que otras formas geométricas, pero utilizando la misma cantidad de material para su construcción. Además de su capacidad de almacenaje, la estructura hexagonal es sólida, perfecta para almacenar su preciada miel. Cabe destacar que el peso de la colmena en vacío difiere mucho de cuando está llena de miel. Finalmente, las celdas de las colmenas también están diseñadas para adaptarse a la anatomía de las abejas.
Producir más material les supondría un enorme esfuerzo. Las abejas comienzan construyendo de una forma circular las celdas, muy pegadas para que los círculos, a medida que se van juntando, se deformen creando los lados del hexágono. Se generan así las paredes comunes entre una y otra celda y se va consolidando una estructura fuerte y sólida. También hay que tener en cuenta que la forma hexagonal se adapta perfectamente a la fisionomía de las abejas y se convierte en un estupendo aislante como cuna de larvas y almacén de miel.
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Los científicos han determinado que si el panal de abeja fuera redondo u octogonal, se quedaría vacío. Si fuera triangular o cuadrangular, se reduciría el espacio disponible. La estructura del panal de abeja es espléndido, con incontables estancias regulares de forma hexagonal, con espacios asociados idénticos, separados entre si por paredes de cera. Todos los panales de abeja del mundo están construidos del mismo modo.
El Teorema del Panal de Abeja: Una Demostración Matemática
Había dos teorías en competencia para explicar esta estructura hexagonal. La conjetura del panal de abeja era una conjetura hasta que se demostró, como veremos más adelante, y se convirtió en teorema matemático. La conjetura afirma: “Cualquier partición del plano en regiones de igual área tiene un perímetro al menos del mosaico de panal hexagonal”.
Solo existen tres polígonos regulares que teselan el plano: cuadrados, triángulos equiláteros y hexágonos regulares. Si tenemos un cuadrado, un triángulo equilátero y un hexágono regular del mismo perímetro, el hexágono es el que contiene más área. A efectos de ahorro de material, dos celdillas hexagonales adyacentes son ya más económicas que dos triangulares o cuadradas. En 1999 el matemático americano Thomas Callister Hales (1958) envió para su publicación un artículo sobre esta conjetura titulado: “The Honeycomb Conjecture”. El artículo fue publicado en el 2001 en la revista Discrete & Computational Geometry.
Bien, pues en 1999 el matemático de la Universidad de Michigan Thomas C. Hales demostró lo que ya Varro había intuido: que los hexágonos son el medio más económico para construir un panal, sólo que lo hizo de modo absolutamente preciso y también bastante más complejo, por lo menos para aquellos que somos legos en la materia.
Lo cierto es que esta estructura permite a las abejas construir celdillas con el volumen suficiente para almacenar miel para el invierno y proporcionar espacio suficiente para sus larvas utilizando muy poco material de construcción. Este material no es otro que la cera -sintetizada en unas glándulas abdominales de las obreras- y resulta bastante cara de producir. Para segregar 1 gr de cera, una abeja debe consumir unos 15 g de miel.
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Acabamos de ver que la estructura hexagonal de las celdillas de las abejas en un plano es la ideal para gastar menos cera y acumular más miel. Sin embargo si miramos un panal de frente, el enrejado de hexágonos son solo las entradas en un plano, mientras que el estudio del fondo de las celdas es también muy importante tanto para guardar material como para el ahorro de cera, así como para encajar en dos planos. Lo más lógico era suponer que las celdas son simplemente prismas hexagonales el fondo cerrado.
Inspiración en la Arquitectura y la Ingeniería
Como no podía ser de otra manera este portento natural ha servido de inspiración a constructores humanos. Edificios, puentes y hasta un telescopio de la NASA se han basado en las celdas hexagonales de las colmenas. La madre naturaleza es sabia y los ingenieros y arquitectos de nuestro tiempo lo saben, no dudan en fijarse en ella para inspirar sus obras. Saber por qué las celdas de las colmenas son hexagonales ha servido como inspiración para la construcción de diferentes estructuras de gran envergadura. Desde edificios y puentes hasta un fantástico telescopio de la NASA.
A continuación vamos a ver que las matemáticas sirven para el desarrollo y no se quedan solo en números, conjeturas y teoremas. Como ejemplo, para ilustrar lo que acabamos de decir, vamos a ver una aplicación de esta conjetura, ya teorema, en la construcción de un telescopio, el James Webb Space Telescope (JWST), en honor al que fue administrador de la NASA durante el Proyecto Apolo. Este telescopio previsiblemente será objeto de noticias este año.
La capacidad de un telescopio viene condicionada por el tamaño del espejo que tiene, porque el objetivo es recoger la mayor cantidad posible de luz del cosmos sobre una superficie, un área total sin áreas inactivas. El JWST está incluido en un observatorio espacial que ayudará a descubrir los misterios del cosmos.
El Hexágono en la Vida Cotidiana
Si nos fijamos bien, nos daremos cuenta de que el hexágono es muy utilizado en nuestro día a día; por ejemplo, los tornillos de mayor resistencia son hexagonales, sea mediante un hexágono interno o externo. ¡El Hexágono resulta realmente fantástico! En Enero de 2018, el diseño Hexágonal de Fairland fue finalmente patentado.
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Con la introducción de las casillas hexagonales en Civilization V, la estrategia de la saga abrazaba esa mayor profundidad. Además de aportar ese toque adicional de realismo, solucionaba a al vez otros dos problemas. Por un lado, la inconsistencia relativa a que moverse en diagonal entre casillas cuadriculadas pierde cierto realismo. A grandes rasgos, saltar de una esquina a otra supone un aumento de la velocidad del 141% en vez de el 100% ortogonal.
Pues tiene truqui. En realidad las abejas hacen agujeros normales, pero la cera es la que intenta ocupar el máximo espacio posible, y para ello la forma energéticamente óptima entre agujeros es el hexágono. […] ¿Alguna vez te preguntaste cómo las abejas hacen todos esos hexágonos en sus panales? ¡Los agujeros en el panal en realidad no comienzan como hexágonos! De hecho, según este estudio, las abejas hacen cada agujero como un tubo circular en una organización escalonada precisa (Figura 1, abajo). El calor formado por la actividad de las abejas ablanda la cera, que se arrastra a lo largo de la red entre los agujeros. La cera se endurece en la configuración energéticamente más favorable, que resulta ser el patrón hexagonal redondeado por el que el panal es famoso.
En apicultura una de las cosas que más nos sorprenden es la excelencia y la optimización de toda la estructura y organización de las abejas.
Tipos de colmenas
Dado que la apicultura es una actividad muy antigua, con el paso de los años se han ido perfeccionando los materiales y las técnicas. El objetivo es garantizar que las abejas tengan una vida más larga y saludable, así como incrementar la capacidad de las tareas de recolección.
Por ello, las colmenas naturales apenas tienen presencia en la actualidad. Estas fueron las primeras que se ubicaban en los huecos de los árboles, las rocas o cualquier otro recoveco. Hoy en día, las colmenas modernas construidas por la mano del hombre se pueden dividir en las siguientes subcategorías:
- Colmenas horizontales: suelen tener una capacidad fija con una cámara de cría en el centro de la estructura y las zonas de miel en los laterales.
- Colmenas verticales: en este caso, la capacidad es variable porque la colmena se puede agrandar hacia arriba colocando paneles móviles encima de la cámara de cría.
Composición de una colmena de abejas
No existe una única estructura en cuanto a colmenas se refiere. La composición varía según diferentes factores, como por ejemplo si es natural o artificial, el lugar donde esté ubicada o el número de abejas. Sin embargo, se pueden mencionar algunas partes que suelen ser comunes en la mayoría de las estructuras que son construidas por los apicultores:
- Soporte estable para colocar la colmena de tal forma que esté separada del suelo.
- Piso o fondo de la colmena que se localiza en la parte inferior y es donde se sitúa la cámara de cría.
- Cámara de cría que hace referencia al primer cajón donde están los panales con la producción.
- Piquera que es una abertura en la parte inferior de la colmena que sirve de acceso a las abejas.
- Separador de reina que consiste en una rejilla entre la cámara de cría y la primera alza. Su función es evitar que la abeja reina pase al piso superior.
- Alzas melarias que hace referencia al lugar donde se colocan los panales destinados al almacenamiento de miel.
- Panales que es el sitio donde las abejas van depositando la miel.
- Entretecho que es la parte que se sitúa entre la última alza y el techo, y funciona como aislante.
- Techo que se coloca en la parte superior y sirve para cerrar la colmena.
El "Paso de Abejas": Un Espacio Vital
El "paso de abejas" es el espacio que las abejas crean entre los panales para moverse libremente dentro de su nido. Este espacio raramente se llena con propóleos o puentes de cera.
Se dice que el reverendo Lorenzo Lorraine Langstroth "inventó" el espacio de las abejas en 1851, aunque no es del todo cierto. Langstroth encontró una forma de usarlo, lo que le valió el reconocimiento como el "padre" de la apicultura moderna, ya que esta aplicación permitió desarrollar las colmenas de cuadros móviles que conocemos hoy en día.
Dimensiones del Paso de Abejas
El paso de las abejas suele estar entre 4.5 mm y 8 mm, o incluso entre 6 mm y 9 mm. Sin embargo, la medida más precisa es de 5.3 mm (+ o - 0.5 mm) o de 9.0 mm (+0.0 mm - 1.0 mm). En resumen:
- Espacio menor de 4.5 mm: tiende a ser propolizado.
- Espacio entre 4.5 y 9 mm: es transitado por las abejas.
- Espacio mayor a 9 mm: las abejas tienden a construir panales.
Tipos de espacios de abejas:
- Paso de abeja individual: Es demasiado pequeño para que pasen las abejas obreras.
- Espacio para material apícola: No es utilizado por las abejas, pero se considera útil para fabricar colmenas y cuadros.
- Espacio en la cría cerrada: Es el espacio habitual que dejan las abejas entre las áreas adyacentes de la cría cerrada.
Consideraciones para las Alzas Melarias
Las necesidades de espacio en un alza melaria difieren de las del nido de cría. Por esta razón, muchos apicultores optan por una distribución diferente de los cuadros en las alzas melarias para maximizar la capacidad de miel en el menor espacio posible. Este método podría permitir un ahorro de cera a las abejas.
Tipos de colmenas
Existen diferentes tipos de colmenas, cada una con sus propias características y ventajas. Aquí hay algunos ejemplos:
- Colmena Layens: Colmena de desarrollo horizontal de origen francés, de 10 a 14 panales cuya luz interna suele medir 30 x 35 centímetros.
- Colmena Langstroth: Diseñada en Estados Unidos en 1851, es una colmena de desarrollo vertical, cuyos cuerpos o alzas utilizan 10 cuadros de dimensiones internas aproximadas 43 x 20 cm. Esta es actualmente la colmena más universal. Según P. J. Prost, «la Langstroth es la colmena del aficionado y del profesional que pueden prestar atención a sus abejas y que se dedican a la producción intensiva de miel o enjambres”. Esta colmena está generalizada en los países grandes productores de miel como Méjico, Estados Unidos, Israel, Australia, etc., o en las grandes explotaciones de cría de reinas.
- Colmena Dadant: Colmena de desarrollo vertical con cuerpo de cría cuyos marcos tienen unas dimensiones internas de 42 x 27, y con alzas para la miel cuyos marcos tienen una dimensión interna de 42 x 13. Está ampliamente difundida en Europa, sobre todo en Francia.
Alzas Melarias
Las alzas sirven para añadir espacio a las colmenas, a medida que la población de abejas crece y va llenado la colmena de miel, permitiendo al apicultor realizar la cosecha de miel de una forma más limpia y racional en las alzas.
- Alza normal: Se coloca encima de la cámara de cría de una colmena, que puede ser Perfección o Industrial. A veces se la separa con un excluidor de reinas, que impide el paso de la reina a las alzas, con el objeto de impedir que críe en las mismas.
- Media alza: De menor tamaño que el alza normal. Se coloca encima de la cámara de cría de una colmena, que puede ser Perfección o Industrial. Debido a su pequeño tamaño la reina no suele subir a la misma por lo que es este caso no es necesario colocar un excluidor de reina.
El Invierno en la Apicultura
El 21 de diciembre marca el inicio del invierno en el hemisferio norte, un período para reflexionar y desear un feliz año nuevo a las abejas y a los apicultores. Aunque los inviernos varían en intensidad, la característica común es la dormancia de la flora y las bajas temperaturas.
Durante esta temporada, la concentración de abejas en el racimo invernal debe equilibrar dos factores clave: la cantidad de abejas debe ser suficiente para asegurar la supervivencia de la colonia, pero no tan grande como para agotar rápidamente las reservas de alimento. Además, es crucial prestar atención a la ventilación. En verano, el interior de las colmenas puede convertirse en un horno con alta humedad debido a la evaporación del néctar. Un signo de falta de ventilación es observar a las abejas "haciendo la barba" en la parte frontal de la colmena, un comportamiento que ayuda a regular la temperatura.
La Importancia del Otoño en la Apicultura
El inicio del otoño es un momento excelente para evaluar la calidad de las reinas presentes en el colmenar y sopesar el estado sanitario de las colmenas, tanto individualmente como en términos generales del apiario.
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