Monitorización de colmenas
Nuestra Unidad de Apicultura y varios compañeros del grupo PAIDI de Instrumentación Electrónica Industrial (TIC-240), trabajamos desarrollando un nuevo sistema de monitorización de colmenas y una sensórica específica, destinada a comprender mejor la biología de las abejas.
Desde hace bastantes años nuestro grupo de investigación (AGR-218) ha centrado la mayor parte de sus esfuerzos en el estudio de diferentes aspectos de la biología y sanidad de las abejas, con un especial interés en el estudio del ácaro Varroa destructor.
Una de las medidas de lucha contra este parásito consiste en el uso de fondos sanitarios. La utilización de los mismos permite que las varroas que se desprenden de las abejas adultas no caigan al fondo de la colonia y puedan volver a "subirse" a otra abeja, ya que al estar el fondo provisto de una rejilla caen fuera de las colmenas.
El uso de este tipo de fondos desprovistos de una bandeja inferior es y ha sido muy controvertido, centrandose la mayor parte de la controversia en la capacidad de las abejas para regular las condiciones ambientales del interior de las colonias, máxime cuando toda la parte inferior de las mismas se encuentra practicamente abierta.
En el año 2012 contactamos con varios compañeros del departamento de Arquitectura, Electrónica y Tecnología Electrónica de la Escuela Politécnica Superior de nuestra universidad, para implementar un sistema de sensores de temperatura que nos permitiese valorar los posibles cambios de esta variable dentro de las colonias, cuando usabamos los fondos sanitarios.
Después de ensayar con varios sistemas y configuraciones, a comienzos de 2014 contabamos con un primer prototipo que funcionaba satisfactoriamente. De este prototipo se fabricaron 10 equipos, dotados de tres sensores de temperatura que podían ser colocados en diferentes zonas del interior de las colmenas. El sistema que estabamos desarrollando también contaba con una báscula electrónica, y un sensor adicional de temperatura y otro de humedad localizados en la parte superior de las colmenas.
Todo el sistema estaba controlado por una placa con tecnología Arduino©, un selector de frecuencia temporal para programar la toma de datos, una tarjeta SD de almacenamiento, y la correspondiente conexión a la red eléctrica.
El tener que desplazarnos hasta el colmenar para descargar los datos generados y la dependencia de una conexión a la red eléctrica, nos suponía un handicap que teniamos que solucionar en un futuro cercano, pero el sistema que habíamos desarrollado funcionaba correctamente y nos permitía obtener datos, que usamos en los estudios qeu estabamos realizando sobre el efecto de los fondos sanitarios en el control de la temperatura en el interior de las colmenas.
Los datos obtenidos nos permiten afirmar que bajo nuestras condiciones climáticas, las colonias sanas provistas de fondos higiénicos eran capaces de mantener unas adecuadas condiciones ambientales en el interior de las colonias. Incluso evidenciamos que las colonias de las colmenas modificadas lo hacían mejor que las que se encontraban en las colmenas provistas de fondos convencionales. En las de fondos sanitarios no se producía una disminución significativa de las reservas de alimento, y el estado sanitario era mejor que el de las colonias testigo.
Los límites impuestos por Arduino©, la necesidad de visitar el colmenar para descargar los datos y la dependencia de la red eléctrica, nos llevo a comenzar el desarrollo de un nuevo sistema en el año 2015. Además queríamos incrementar el número y tipos de sensores instalados en las colmenas.
Hemos denominado "wBee" a un nuevo sistema basado en el uso de la plataforma Waspmote©. Esta plataforma tiene una mayor capacidad de procesamiento de datos, además consume menos energía, lo que nos permie usarla de forma autónoma. Finalmente sus posibilidades de conexión remota permite un acceso desde cualquier lugar a todo el sistema, mediante una interfaz sencilla y atractiva no solo para el investigador, sino que también es atractiva y fácil de usar, lo que garantiza que pueda ser usada por cualquier apicultor.
La configuración del sistema que estamos utilizando es bastante versatil, y está abierta a la inclusión de nuevos tipos de sensores. Actualmente incluye 3 conjuntos de sensores de temperatura y humedad, que pueden ser colocados en cualquier lugar dentro de las colmenas. Una báscula que controla el peso y su variación en el intervalo temporal que deseemos estudiar, y un contador de abejas localizado en la piquera. El contador nos permite saber en todo momento los animales que salen y/o entran en la colmena.
Seguimos trabajando para la inclusión en nuestro sistema de nuevos sensores que nos permitan monitorizar otras variables.
Sensors 17(1), 55; doi:10.3390/s17010055 (2017)
Honey Bee Colonies Remote Monitoring System
Sumary:
Bees are very important for terrestrial ecosystems and, above all, for the subsistence of many crops, due to their ability to pollinate flowers. Currently, the honey bee populations are decreasing due to colony collapse disorder (CCD). The reasons for CCD are not fully known, and as a result, it is essential to obtain all possible information on the environmental conditions surrounding the beehives. On the other hand, it is important to carry out such information gathering as non-intrusively as possible to avoid modifying the bees’ work conditions and to obtain more reliable data. We designed a wireless-sensor networks meet these requirements. We designed a remote monitoring system (called WBee) based on a hierarchical three-level model formed by the wireless node, a local data server, and a cloud data server. WBee is a low-cost, fully scalable, easily deployable system with regard to the number and types of sensors and the number of hives and their geographical distribution. WBee saves the data in each of the levels if there are failures in communication. In addition, the nodes include a backup battery, which allows for further data acquisition and storage in the event of a power outage. Unlike other systems that monitor a single point of a hive, the system we present monitors and stores the temperature and relative humidity of the beehive in three different spots. Additionally, the hive is continuously weighed on a weighing scale. Real-time weight measurement is an innovation in wireless beehive—monitoring systems. We designed an adaptation board to facilitate the connection of the sensors to the node. Through the Internet, researchers and beekeepers can access the cloud data server to find out the condition of their hives in real time.
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Computers and Electronics in Agriculture 119: 209–216 (2015)
Implementation of an electronic system to monitor the thermoregulatory capacity of honeybee colonies in hives with open-screened bottom boards
Sumary.
Electronic systems are not widely used for measuring biological variables in beehives despite the importance that honeybees have for both the environment and humans. A better understanding of bee colonies is needed in order to prevent certain dangers that threaten the bee population. In this study, we have developed an electronic system based on the Arduino Open Hardware platform, to which we have added temperature and humidity sensors to adapt the system to the particular conditions of beehive management. The system has been used to record changes in temperature and humidity inside hives and assess bees’ thermoregulation adaptability within colonies in hives with opened-screened bottom boards; an interesting management tool for controlling the harmful Varroa destructor mite as compared to beehives with conventional closed bottom boards. The results revealed that bee colonies were able to thermoregulate in hives with open anti-Varroa bottom boards to the same degree as those in conventional bottom board hives even under winter conditions in a mediterranean climate, thus indicating that there are no additional risks associated with the use of open-screened bottom board models.
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