ed73art1 - Jornal do PET Elétrica
Todos os dias, em todo o mundo, fugas de gás metano a partir de tubos subterrâneos e válvulas escapam para a atmosfera. Os seres humanos estão no meio de grandes quantidades de gases poluentes. Além de todo o descarregamento desenfreado de dióxido de carbono no ar diariamente e o conseguinte aumento da temperatura global advindo dessa rede de poluição e imprudência ambiental.
É alarmante a situação atual de todo o planeta, e foi com essa preocupação que em 1907 a Universidade de Harvard adquiriu 1.520 hectares de terra em Petersham, Massachusetts, transformando a floresta em um laboratório vivo para botânicos, cientistas e pesquisadores de todo o mundo, interessados no estudo e monitoramento do comportamento do meio ambiente.
Inicialmente o projeto caminhava apenas com a análise da saúde das arvores e da vegetação.
Photo by: Bob O'Connor. "Havard Forest"
Mas, desde que a Harvard Forest se tornou um Local de Pesquisa Ecológica de Longo-Prazo, em 1998, tem estudado o inteiro ecossistema, como solo, riachos, insetos e até mesmo o ar, financiado pela National Science Foundation.
O projeto esculpiu na floresta um verdadeiro ecossistema monitorado objetivando entender os processos naturais e desvendar conexões da natureza a fim de prever o que poderia acontecer neste canto do planeta e espalhar para proporções mundiais e tentar entender como o planeta se aquece.
Até recentemente, contudo, as tecnologias utilizadas levantavam vários problemas, desde relâmpagos e animais que comiam os cabos até à falta de acesso a redes Wi-Fi.
Em 2010, engenheiros investiram em uma estratégia de uma rede híbrida composta por três tipos de tecnologia sem fio para suprir o trânsito de dados coletados dos milhares de sensores espalhados por toda a floresta.
A Internet das Coisas está na linha da frente do projeto e tem um papel fundamental no seu progresso. A floresta inteira de Massachusetts é ligada com milhares de sensores IoT (Internet of Things, termo em inglês para Internet das Coisas) para detectar em tempo real mudanças e padrões nas alterações climáticas globais.
A verdadeira vantagem da IoT é a capacidade para criar essa rede híbrida que não depende de uma só tecnologia, mas que combina sensores, frequências e pontos de acesso para combater de forma inteligente estes problemas. Em vez de colocarem cabos por toda a floresta, os cientistas construíram cinco torres que se comunicam via ligações de rádio de 5.8 gigahertz capazes de processar altas taxas de dados.
Para evitar que a folhagem interfira com o sinal, são utilizados rádios de 900 megahertz para transmitir através de folhas e ramos. E, sem dúvida, o maior avanço está na recolha de dados. A terceira parte é composta de 2,4 GHz de pontos de acesso wifi no nível do solo para o fornecimento de internet para laptops e smartphones.
O desenvolvimento da IoT permitiu que os cientistas não tivessem de andar pela floresta a recolher dados a cada momento; agora são fornecidos milhões de informações todos os dias. E tudo a um baixo custo.
A fenologia (estudo dos ciclos naturais) tem se tornado a missão principal da Harvard Forest, isto é, estudar os ciclos da natureza. É construída sobre a premissa de que tudo no mundo natural está interligado, até mesmo os mais pequenos microrganismos podem mudar o destino de um carvalho.
Finalmente, ao compreenderem e desmistificarem estas ligações, os cientistas vão conseguir prever o que vai acontecer nesta parte do mundo à medida que o planeta aquece.
O Tríplice Hibrido de tecnologia sem fio conecta os sensores distantes na floresta. Cinco torres acima das copas das árvores se comunicam via ligações de rádio de 5.8 giga-hertz [Azul]. Outros rádios de 900 mega-hertz para transmitir penetram folhas e ramos [Verde]. Vários pontos de acesso de 2,4 GHz ao nível do solo para o fornecimento de internet para laptops e smartphones [Vermelho].
Cada sítio experimental na floresta tem diferentes sensores e dispositivos associados, desde sensores que monitorizam o fluxo da seiva das árvores a sensores atmosféricos que medem as concentrações de diferentes gases presentes no ar, estações meteorológicas e sensores acústicos Raspberry-Pi para animais e insetos.
Estes sensores Raspberry-Pi estão espalhados na vegetação rasteira e são utilizados para capturar o som emitido por animais e insetos a fim de associá-los às mudanças de estação, através da determinação de um padrão e desenvolvimento de um algoritmo, por exemplo.
Sensor Sap contendo duas agulhas, uma das quais é aquecida. A diferença de temperatura reflete o fluxo da seiva.
Outro projeto envolve dispositivos de fluxo Eddy com analisadores infravermelhos que rastreiam o movimento de gases no ar, assim os investigadores podem seguir o comportamento da absorção de dióxido de carbono, emissão de vapor de água e alteração na concentração de poluentes sintéticos. O que recentemente permitiu provar que as florestas estão fazendo fotossíntese com menos água do que no passado. Há dezenas de projetos de investigação paralelos ocorrendo na Harvard Forest.
O conhecimento adquirido com esta rede já está a revelar descobertas fundamentais sobre a natureza, os seus processos biológicos e como têm mudado ao longo dos últimos 25 anos.
A previsão exata dos comportamentos em estudo poderia permitir aos governos: plantar espécies devidamente adaptadas, gerenciar o desenvolvimento, reduzir a propagação de espécies invasoras e fazer alterações climáticas menos desastrosas para a humanidade. Acelerar a coleta de dados é uma técnica importante que está sendo usada para alcançar esse objetivo. Com esse conhecimento e o estudo que está a decorrer, os cientistas estão a caminho de formular estratégias para combater os efeitos mais nefastos das alterações climáticas em todo o mundo.