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.

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.

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.

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.