Using Bioacoustic Sensors in the Forest To Capture the Sounds of Nature and Defend It (Italian)

An English summary of this report is below. The original report, published in Italian in Corriere Della Sera, follows.

In the Amazon, Adilio Santos and Edielton Sousa da Silveira are installing sound sensors in the Adolfo Ducke Forest Reserve in Brazil as part of the Providence project. These sensors aim to capture the sounds of the rainforest, from cicadas to jaguars, to study the impact of climate change and human activities on the local biome. The project plans to expand its reach to nine countries in the Amazon region. Bioacoustic scientists like Michel André are using these sensors to understand the health of ecosystems, including discovering effects such as acoustic trauma on dolphins caused by human activity. It also involves cataloging the sounds of various species to train artificial intelligence to recognize them. In the Mamirauá reserve, similar efforts are underway to protect the environment and local communities from threats like poaching. Despite challenges, such as increased poaching during the Bolsonaro government, there is hope that bioacoustic technology can help safeguard the Amazon rainforest for future generations.

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Un Grande Fratello buono ascolta l’Amazzonia. La bioacustica, con i sensori nelle foreste, cattura i suoni della natura per riuscire a difenderla

«Credo che mi lancerò da qui. Questo albero è perfetto!», afferma sorridente0 Adilio Santos, aggrappato a una corda e pronto ad arrampicarsi su un albero di 25 metri nella Riserva Forestale Adolfo Ducke: un’area protetta di 10mila ettari di foresta pluviale situata al confine Nord della città di Manaus, stato di Amazonas, Brasile. Il 45enne scalatore brasiliano, professionista di arrampicate e accompagnatore turistico sul mitico Monte Corcovado a Rio de Janeiro, il 12 dicembre stava lavorando a una missione piuttosto speciale. Per il “progetto Providence”, Adilio e il collega Edielton Sousa da Silveira, 42 anni, stanno installando dei sensori sonori, alimentati da un pannello fotovoltaico collocato nella cima degli alberi. Questi sensori servono a catturare i molteplici suoni della foresta pluviale: dal frinire delle cicale al ruggito dei giaguari. Una sorta di “Grande Fratello” dell’Amazzonia che permette di studiare l’impatto del cambiamento climatico e delle attività umane sul bioma locale. 

Nata per riprodurre la bellezza sonora della biodiversità tropicale, oggi serve a dare segnali sullo stato di conservazione dell’ambiente. Così tra Manaus a Mamirauà, il Progetto Providence registra le vibrazioni, dai giaguari alle cicale fino ai rumori di bracconieri, e offre alle comunità locali gli strumenti con cui combattere per la propria terra.

Nei prossimi mesi, questi ricettori verranno installati nelle foreste dei nove Paesi della regione pan-amazzonica. Per gli scienziati bioacustici che studiano trasmissione, ricezione e suoni emessi dalle specie animali, le sensazioni acustiche sono lo strumento ideale per tastare il polso e dunque comprendere lo stato di salute dell’intero pianeta. La disciplina è nata in modo originale. L’americano Bernie Krauze è spesso considerato il fondatore della bioacustica. 

Negli anni 60 era una star tra gli ingegneri del suono: lavorava per i Doors, Peter Gabriel e Brian Eno. Durante la registrazione di un album in una foresta californiana rimase colpito dalla bellezza di ciò che ascoltava. Da quel momento, dalle pianure ghiacciate dell’Alaska alle profondità dell’oceano, ha archiviato i suoni di quindicimila specie animali, che rappresentano oltre cinquemila ore di registrazioni per comprendere il comportamento degli animali. 

Pipistrelli e traumi dei delfini, ascoltare animali e piante 

Da allora, grazie alla bioacustica, negli ultimi anni si è scoperto che nella zona di Barcellona una specie di pipistrelli sta gradualmente sostituendo le altre, che in Canada alcune specie di uccelli stanno perdendo peso a causa dell’inquinamento acustico, costretti a dover cantare sempre più forte per attirare le femmine. O ancora, si sta studiando a che ritmo si stanno sciogliendo i ghiacciai in Norvegia. «È lo studio dei suoni della vita», sintetizza Michel André, 60 anni, la mente del progetto Providence. Michel ascolta le vibrazioni sonore del pianeta da circa 30 anni. Oggi è il direttore del Laboratorio di Applicazioni Bioacustiche del Politecnico della Catalogna (Lab). Michel André e il suo team hanno fatto alcune scoperte notevoli studiando i suoni degli organismi viventi. Sono i primi ad aver fornito prove del trauma acustico causato dall’attività umana sui delfini. «Perdono la capacità di orientarsi, il che impedisce loro di cercare il cibo», spiega. Sono riusciti a determinare che anche alcune piante acquatiche o terrestri percepiscono i suoni e che l’esposizione al rumore prodotto dall’uomo può causare in queste piante un trauma incompatibile con la loro sopravvivenza.

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Camila installa un sensore per catturare i suoni delle cicale, assicurandosi che l’intelligenza artificiale sia in grado di riconoscerle nella foresta della Federal University of Amazonas (foto Nicola Zolin)

Comprendere le forme di vita

Con il progetto Providence, l’ambizione è quella di realizzare il più grande lavoro bioacustico mai realizzato in Amazzonia. «Grazie a queste orecchie intelligenti, siamo e saremo sempre più in grado di comprendere le forme di vita che abitano la foresta, nonché di trovare soluzioni per ripristinarne l’equilibrio perduto». Collaboratori di Michel André nelle missioni amazzoniche, tre giovani scienziati bioacustici stanno svolgendo un lavoro alquanto meticoloso: catalogare i suoni delle specie raccolte in un database, per addestrare i sensori sonori, dotati di intelligenza artificiale, a differenziare e riconoscere le diverse specie abitanti la foresta. Uno di loro, Riuter Acosta, 29 anni, è un esperto di insetti. Nella Riserva Forestale Adolfo Ducke ha catturato diversi tipi di cicale e ha registrato i suoni emessi da ciascuna specie. «Gli insetti sono il gruppo di organismi senza dubbio più vario e numeroso. Sono responsabili della maggior parte dei cicli nutritivi del suolo. La loro assenza può indicare una pessima condizione ambientale, che può essere dovuta all’influenza di agenti chimici, al calpestio del bestiame, agli incendi o all’impatto negativo della luce urbana sulle attività notturne degli insetti», spiega in dettaglio l’appassionato. 

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Nella tana del giaguaro

Riuter e i suoi colleghi hanno recentemente installato dei sensori acustici nei recinti di un giaguaro, di un’aquila e di una pantera, allo zoo militare di Manaus (Cigs) con l’obiettivo di catalogare anche questi suoni nel sistema di intelligenza artificiale di Providence. Quest’ultimo sarà in grado di identificare questi animali anche nel loro ambiente naturale, tra i tanti suoni della foresta pluviale. Di ritorno in laboratorio, gli scienziati bioacustici analizzano uno spettrogramma: un grafico che funge da rappresentazione visiva del suono e che viene definito paesaggio sonoro. Questo software permette loro di cogliere anche gli infrasuoni, inudibili per l’orecchio umano. «Da zero a 20 decibel il nostro orecchio è in grado di sentire, ma sotto a questa soglia soltanto i sensori sonori possono identificare i suoni di alcune specie, come i pipistrelli per esempio», spiega la bioacustica Lidiane Gomes. Per studiarli, il suono viene rallentato. 

Tre milioni di ettari da registrare

La sperimentazione del Progetto Providence è stata fatta a 500 chilometri di distanza da Manaus, nella riserva di Mamirauá: un cuore verde che si estende per circa 3 milioni di ettari e che ospita circa 10mila persone appartenenti a diverse comunità indigene, distribuite in 200 villaggi. La tecnologia bioacustica viene vista con interesse da alcune di queste comunità. La riserva di Mamirauá, prima nel suo genere, ha ottenuto lo status di riserva per lo sviluppo sostenibile nel 1996. Da allora gli abitanti, che vivono di pesca e di agricoltura, hanno potuto rimanere nelle loro case a condizione di proteggere il territorio. I residenti possono pescare quantità di pesce ben definite, in zone di pesca autorizzate, con date di apertura e di chiusura stagionali. I proventi della pesca vengono distribuiti equamente tra la popolazione locale, garantendo loro la sopravvivenza. Da quando Mamirauá è diventata una riserva, le comunità si sono auto-organizzate per sorvegliare a turno il territorio. Dotati di torce, escono di notte su una piccola barca a motore ( rabetinha ) per verificare possibili intrusioni di pescatori di frodo nella riserva. 

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Gli ‘invasori’ durante il governo Bolsonaro

Incidenti che si sono moltiplicati durante il mandato dell’ex presidente Jair Bolsonaro (2019-2023), quando i fuorilegge hanno prosperato pressoché nell’impunità. «Arrivavano con flotte di 20 barche, in gruppi anche di 50 persone che possono pescare fino a 100 chili di pesce per barca. Nel 2021, la polizia ha catturato dei pescatori di frodo che ci stavano rubando 780 chili di pesce» racconta Paulo Cavalcante, 40 anni, coordinatore delle nove comunità del settore Mamirauá della riserva, mentre cerca sul telefono le immagini di alcune intrusioni rilevate nel territorio finora. «Arrivano di notte, per cui non è semplice scovarli. Purtroppo nonostante lo status di riserva, succede piuttosto frequentemente» spiega Cavalcante. «Quando sentono arrivare la nostra barca si nascondono nella foresta» afferma Tomé, 54 anni, mentre guida la perlustrazione notturna insieme a tre giovani volontari, che per due settimane lo seguiranno in questa attività di servizio alla comunità. «I saccheggi erano all’ordine del giorno prima che Mamiraua diventasse una riserva» aggiunge Tomé. 

Rischio estinzione per il pesce-mucca

L’arapaima gigante, qui chiamato pirarucu , stava scomparendo. Una tragedia evitata per queste comunità che hanno soprannominato questo pesce “la mucca dell’Amazzonia” per le carni tenere e le dimensioni, che possono arrivare a tre metri di lunghezza e a un peso massimo di 200 chili. Il progetto Providence ha sviluppato dei sensori subacquei per monitorare cosa minaccia le specie ittiche e poter eventualmente intervenire. Secondo Paulo Cavalcante, l’iniziativa del team di bioacustici è una fonte di speranza. «Prestiamo attenzione agli esperimenti e ai progetti di Michel che potrebbero aiutarci a salvaguardare questo territorio in maniera più efficace» commenta Paulo, che ha collaborato alle installazioni delle prime apparecchiature acustiche nella riserva. Parte di questo lavoro è stato svolto da Izael Da Silva Mendoza, 42 anni, cresciuto nella foresta amazzonica e grande conoscitore dei segreti di Mamiraua. Izael ha guidato il team di scienziati nella scelta dei luoghi migliori per l’installazione dei sensori. 

«Una volta che Michel avrà completato il suo progetto nella riserva, con un sistema capace di rilevare le intrusioni, la nostra sopravvivenza sarà garantita per diverse generazioni», afferma la guida. Il governo di Lula Da Silva, che ha promesso una rottura radicale con le politiche del predecessore, sta osservando con interesse l’evoluzione di queste tecnologie. I sensori del progetto Providence offrono prospettive per il monitoraggio di vaste aree della foresta amazzonica che interessano Brasilia. La tecnologia bioacustica ha un futuro brillante davanti a sé. Michel e il suo team ne sono convinti.