Monitoramento de ambiência em colmeia racional de Apis mellifera africanizadas

Abstract

A apicultura exerce papel socioeconômico e ambiental estratégico mundialmente, enfrentando sérias ameaças decorrentes das mudanças climáticas contemporâneas. O controle térmico interno da colmeia é fundamental para as abelhas, porém os métodos tradicionais de monitoramento ainda dependem da abertura física das caixas, o que causa estresse ao enxame e altera o microclima interno. Diante dessa lacuna tecnológica, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e avaliar um protótipo de dispositivo de monitoramento, baseado em sensores acessíveis, para mensurar as variáveis de ambiência interna de colmeias de Apis mellifera africanizadas de forma contínua e não invasiva. O dispositivo foi confeccionado e testado em laboratório e no apiário experimental da UNESP, no município de Botucatu-SP. O protótipo foi construído em torno do microcontrolador ESP32-S3, integrado a um módulo GPS Neo6M para obtenção de data e hora absolutas com precisão (UTC). O sistema de sensores abrange seis sensores de temperatura DS18B20 (cinco internos distribuídos em formato de "X" na base do ninho e um externo), dois sensores de umidade relativa DHT22 (um interno central e um externo) e um microfone digital MEMS INMP441 posicionado na parte interna central da colmeia. O teste de validação em campo coletou variáveis a cada 5 segundos durante um período de 6 horas no mês junho de 2026 (inverno), instalado em uma caixa padrão Langstroth. A realização da estatística descritiva e o cálculo foi foram elaborados por Correlação de Pearson das variáveis por meio do software Jamovi®, bem como a consolidação dos resultados analíticos e das conclusões do estudo. Como resultado obteve-se um dispositivo funcional ao qual coletou as variáveis propostas, os dados obtidos pelos dispositivos referentes a temperatura e ruido mostraram uma leve correlação. Conclui-se que foi possível o desenvolvimento de um dispositivo para coleta de dados em colmeias de abelhas Apis melífera.

Beekeeping plays a strategic socioeconomic and environmental role worldwide, yet it faces serious threats stemming from contemporary climate change. Internal temperature control within the hive is essential for bees; however, traditional monitoring methods still rely on physically opening the hive boxes, which causes stress to the colony and alters the internal microclimate. Given this technological gap, the objective of this study was to develop and evaluate a prototype monitoring device, based on affordable sensors, to measure the internal environmental variables of Africanized Apis mellifera hives continuously and noninvasively. The device was constructed and tested in the laboratory and at the UNESP experimental apiary in the municipality of Botucatu, São Paulo. The prototype was built around the ESP32-S3 microcontroller, integrated with a Neo6M GPS module to obtain precise absolute date and time (UTC). The sensor system includes six DS18B20 temperature sensors (five internal sensors arranged in an “X” pattern at the base of the hive and one external sensor), two DHT22 relative humidity sensors (one central internal sensor and one external sensor), and one INMP441 MEMS digital microphone positioned in the central interior of the hive. The field validation test collected data every 5 seconds over a 6-hour period in June 2026 (winter), with the system installed in a standard Langstroth hive. Descriptive statistics were performed, and Pearson’s correlation coefficients were calculated for the variables using Jamovi® software; the analytical results and study conclusions were also consolidated. As a result, a functional device was obtained that collected the proposed variables; the data obtained by the devices regarding temperature and noise showed a slight correlation. It is concluded that it was possible to develop a device for data collection in Apis mellifera beehives.