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- Influência das massas de água urbanas na prevalência do dengue no MediterrâneoPublication . Ferradeira, Cristina da Conceição Soares; Aníbal, J.Esta dissertação pretende apresentar a problemática dicotómica das massas de água urbanas, face à transmissão da dengue no Mediterrâneo, partindo da análise realizada numa zona do sul de Portugal. Para tal, procedeu-se à caracterização qualitativa das massas de água nas freguesias de Quarteira e Almancil, coleção e estudo dos dados meteorológicos dos últimos 30 anos e da evolução dos dados demográficos e urbanísticos das décadas de 90 e 2010. Foram avaliados os dados higrométricos face à precipitação acumulada mensal e temperatura média mensal em 2019/2020, para avaliação da interferência humana no comportamento natural estimado. Acompanharam-se ainda os procedimentos de vigilância entomológica do mosquito do género Aedes. Concluiu-se que o fator de maior risco se prende com a alteração da paisagem pelo Homem, com criação de massas de água que permitem a instalação de novos vetores em habitats que há 4 décadas não existiam. Também a mobilização global de pessoas e materiais cria oportunidades de transporte de novas espécies, bem como permite a circulação de hospedeiros assintomáticos infetados com dengue. Associando a atividade turística como principal receita económica do território, à emigração, ao desenvolvimento urbano e ao aumento demográfico, reúnem-se os principais fatores de risco, que associados às massas de água urbanas, podem influir na prevalência do Aedes spp. e criar as condições ideais para o aparecimento de surtos autóctones da dengue. O controlo das massas de água urbanas, pela aplicação de larvicidas, acompanhado de ações de sensibilização e informação das populações é essencial para a prevenção. Também a sensibilização dos profissionais de saúde para a sintomatologia primária desta patologia e a sua probabilidade de ocorrência, pode contribuir para evitar a disseminação de surtos da dengue. Esta análise pode ser transposta para qualquer região do Mediterrâneo similar, ou que, face ao impacto das alterações climáticas previstas, se enquadre neste padrão evolutivo.
- Reutilização de águas residuais urbanas para usos não potáveis, no Concelho de ÉvoraPublication . Serol, Marília de Jesus Patinha Marques; Silva, Manuela MoreiraA crescente procura de água para diversos fins tem aumentado a pressão sobre os recursos hídricos naturais. A intensificação do desenvolvimento urbano, agricultura e das alterações climáticas, têm coincidido com períodos de seca e com episódios de escassez cada vez mais frequentes. A vulnerabilidade que Portugal enfrenta na gestão da água, tem evidenciado a necessidade de se encontrarem origens alternativas sobretudo para usos não potáveis. Neste sentido a produção de água para reutilização surge como uma alternativa viável que merece ser melhor estudada, para poder ser implementada sem pôr em causa o ambiente e a saúde pública. Este trabalho pretendeu avaliar a viabilidade da utilização de água residual proveniente da Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) de Évora como origem de água alternativa para usos não potáveis na área circundante. A metodologia adotada suportou-se na proximidade entre a produção de água para reutilização e usos, na perspetiva de alívio da pressão sobre os ecossistemas aquáticos naturais, para garantir a preservação de habitats e da biodiversidade. Caracterizou-se a cidade de Évora, a ETAR e os usos do solo num raio de 2,5 km. Os dados do efluente tratado num histórico de quatro anos foram compilados sendo os parâmetros analisados qualitativa e quantitativamente. A avaliação dos possíveis usos de água para reutilização foi efetuada através da correlação entre a qualidade dos efluentes tratados (com o nível de tratamento atual) e as condicionantes legais aplicadas a cada tipo de uso, descritas no Decreto-Lei 119/2019, 21 de agosto. Fez-se a integração da qualidade do efluente tratado com os possíveis usos tendo o parâmetro coliformes fecais sido o fator limitante a alguns destes. Com a utilização de multibarreiras (barreiras-equivalentes) definiram-se sinergias tendo-se verificado a compatibilidade com rega agrícola, usos urbanos e industriais. Finalmente, efetuou-se uma análise quantitativa com enfase na rega da cultura com maior exigência de dotação, tendo-se concluído que os volumes de efluentes são suficientes para satisfazer as necessidades no espaço territorial estudado, sendo o seu uso adequado para fazer face à escassez.
- Industrial production of diatoms skeletonema costatum and chaetoceros calcitransPublication . Bastos, Carolina Rebelo de Vela; Varela, J.; Pereira, Hugo GalvãoOs oceanos são um bioma com um enorme potencial devido aos diversos recursos que provêm dos mesmos, cuja relevância económica é evidenciada por as várias indústrias que dependem e lucram dos oceanos. Uma indústria que tem emergido com contínua e crescente inovação é a biotecnologia marinha. Através desta indústria foi possível expandir a aplicabilidade dos recursos marinhos para diversas áreas, desde farmacêuticos, comidas saudáveis, energia renovável, cosméticos, biomateriais, entre outras. Fundamentalmente, a biotecnologia marinha permite a transformação de matérias-primas em productos de alto valor acrescentado, maioritariamente através do uso de microrganismos, entre eles as microalgas. As microalgas são organismos fotossintéticos unicelulares e/ou coloniais, capazes de converter luz em energia química através da fotossíntese. Este processo resulta também na produção de diversos compostos de interesse (ex: ácidos gordos polinsaturados, carotenoides, polissacáridos sulfatados), cujos principais mercados são a aquacultura, cosmética e a indústria alimentar. Para cada aplicação são escolhidas espécies específicas de microalgas, tendo em conta os seus perfis bioquímicos e características de interesse. Ao nível industrial, os sistemas de produção podem ser divididos em sistemas abertos (ex: raceways, tanques), ou em sistemas fechados (ex: fotobiorreactores tubulares, Flat panels), dependendo se, respetivamente, as culturas de microalgas estão diretamente expostas ao ambiente que as rodeia ou se existe uma barreira física que as separa. Tipicamente, espécies de microalgas mais robustas e resistentes a condições extremas são cultivadas em sistemas abertos. Os sistemas fechados permitem, então, uma maior variedade de microalgas que podem ser cultivadas, embora menos robustas e com um maior custo de produção associado. As diatomáceas são um grupo de microalgas castanhas cuja produção em larga escala é reportada em sistemas fechados e abertos, geralmente dependendo do produto final que se pretende obter. As diatomáceas têm um elevado interesse ao nível de produção industrial devido ao seu enorme potencial económico e biotecnológico. Este potencial deriva principalmente da sua composição em lípidos, pigmentos e sílica, assim como das suas capacidades de bioabsorção e biorremediação. Além disso, as elevadas taxas de duplicação, a plasticidade na alocação de carbono no interior de componentes celulares, a resiliência a alterações ambientais, assim como as elevadas taxas de sedimentação das diatomáceas incrementam o interesse da produção industrial deste grupo de microalgas. Com o objetivo de reduzir os custos de produção em simultâneo, estas indústrias investem na otimização do cultivo das suas culturas. O cultivo de diatomáceas requer o fornecimento de H2O, CO2, energia e nutrientes. Considerando o papel fulcral dos nutrientes, a adição e manipulação do meio de cultura fornecido às diatomáceas é uma das principais estratégias de otimização da sua produção. Geralmente, o meio de cultura é composto por macro-, micronutrientes e vitaminas, sendo que estas últimas são principalmente fornecidas apenas à escala laboratorial. Considerando a relevância de cada nutriente no metabolismo das diatomáceas, nitratos, fósforo e sílica são considerados macronutrientes, enquanto outros elementos como ferro, magnésio e zinco são definidos como micronutrientes. As vitaminas são tendencialmente compostas por biotina, tiamina e vitamina B12. Skeletonema costatum e Chaetoceros calcitrans são duas espécies de diatomáceas cêntricas de alto valor, cosmopolitas e formadoras de colónias, cujos principais mercados são as indústrias de aquacultura e cosméticos. Com base nas publicações existentes, a produção industrial destas diatomáceas é realizada maioritariamente em sistemas abertos; contudo, é sugerido que o seu cultivo seja realizado em fotobiorreactores. Com o contínuo interesse na obtenção de bioprodutos provenientes de diatomáceas em paralelo com o crescente potencial do mercado da biotecnologia marinha, o futuro da industrialização destas espécies aparenta ser promissor. Como tal, os objetivos deste trabalho são otimizar a produção de biomassa e avaliar a consequente composição bioquímica de duas espécies de diatomáceas de alto valor: S. costatum e C. calcitrans. De forma a cumprir estes objetivos: (1) foi realizado um processo gradual de otimização no qual as concentrações ótimas dos principais nutrientes do meio de cultura Nutribloom plus® foram determinadas ao nível laboratorial para cada espécie; (2) a validação deste processo foi realizada à escala piloto em Flat Panels no exterior, para a espécie S. costatum; (3) os efeitos do meio de cultura otimizado na composição bioquímica foram determinados para ambas as diatomáceas. O sucesso deste trabalho irá fornecer as ferramentas base para a empresa Necton S.A. aperfeiçoar vários produtos de aquafeed que já se encontram no mercado. No Capítulo 2, o processo de otimização do meio de cultura Nutribloom plus foi realizado num sistema de 12 colunas de bolhas de 1 L, separadamente para cada espécie. Neste sistema, as culturas foram sujeitas a um regime constante de luz durante um período de 7 dias. O processo gradual de otimização teve início com sílica, seguido de nitratos, fósforo, ferro e, por fim, micronutrientes. Com o uso de triplicados, foram avaliadas 4 concentrações de cada nutriente, sendo que a ótima foi selecionada previamente ao início do ensaio seguinte. Para a espécie S. costatum, o meio de cultura otimizado foi validado à escala piloto pela inoculação de 6 Flat Panels de 100 L no exterior, 3 com o meio de cultura Nutribloom plus® otimizado e 3 com o meio de cultura Nutribloom plus® controlo. Diariamente, para os ensaios realizados ao nível laboratorial e no exterior, foram avaliados o peso seco (g L-1), o pH e a temperatura das culturas, sendo que a cada 2 dias foram medidos os nitratos, sílica e fosfatos e foi readicionado o meio de cultura. Para cada ensaio, foi guardada biomassa no último dia, através da qual a análise bioquímica foi realizada, onde se obteve a composição de proteínas, lípidos, glícidos, cinzas e ácidos gordos. Para ambas as diatomáceas, os resultados obtidos salientam a relevância da otimização do meio de cultura para o aumento da biomassa produzida. Para S. costatum e C. calcitrans, as condições controlo resultaram em menor crescimento, onde os pesos secos obtidos foram 2,00 ± 0,03 gL-1 e 0,76 ± 0,03 gL-1, respetivamente. Frequentes indícios de stress ao nível morfológico foram observados em ambas as espécies cultivadas sob condições controlo, principalmente ao nível de aumento do comprimento celular e distrofia celular. A otimização da concentração de sílica resultou numa elevada melhoria de ambas as culturas, com um aumento significativo de crescimento e melhoria da performance celular, onde as concentrações deste nutriente consideradas como ótimas foram 2,4 e 1,2 mM para S. costatum e C. calcitrans, respetivamente. Este aumento do fornecimento de sílica em 6 e 3 vezes resultou em pesos secos de 3,51 ± 0,17 gL-1 e 2,03 ± 0,06 gL-1 nas culturas de S. costatum e C. calcitrans, respetivamente. A otimização da concentração de nitratos demonstrou que as condições controlo (4 mM) eram ótimas para ambas as espécies, e destacou a elevada necessidade deste nutriente, visto que o fornecimento de nitratos a concentrações inferiores resultou na diminuição do crescimento das culturas com uma elevada deterioração celular associada. Para ambas as diatomáceas, a otimização das concentrações de fósforo, ferro e micronutrientes resultaram em menores diferenças ao nível de crescimento, entre as distintas concentrações testadas. Para S. costatum e C. calcitrans, a concentração ótima de fósforo foi de 100 μM, enquanto as concentrações de ferro foram 20 e 80 μM, respetivamente, e a de micronutrientes foi de 0,5 mL L-1. Através da validação da otimização do meio de cultura para S. costatum em Flat Panels, foi registado um menor crescimento para as condições controlo e otimizadas, 0,97 ± 0,03 gL-1 e 0,86 ± 0,05 gL-1, respetivamente, quando comparado com os resultados obtidos a nível laboratorial. Este resultado pode ser atribuído à ausência de iluminação constante das culturas crescidas no exterior. Não obstante, as culturas fornecidas com o meio de cultura otimizado cresceram significativamente mais do que as culturas com condições controlo, sendo que a disparidade entre ambas teve início no quinto dia de ensaio. Desta forma, à escala piloto, o fornecimento do meio de cultura otimizado deve ser feito para níveis de peso seco superiores a 0,6 gL-1. Para as culturas de S. costatum ao nível laboratorial, as análises bioquímicas da composição proximal revelaram uma descida da % de peso seco de proteína e hidratos de carbono, sendo que a % de peso seco de cinzas aumentou e a % de peso seco manteve-se, ao longo do processo de otimização. As análises bioquímicas da composição proximal das culturas de C. calcitrans demonstram a ausência de diferenças significativas ao longo do processo de otimização. De forma semelhante, as análises bioquímicas da composição proximal das culturas de S. costatum cultivadas em Flat Panels revelam uma ausência de diferenças significativas. Relativamente à composição de ácidos gordos das culturas de S. costatum e C. calcitrans cultivadas ao nível laboratorial, os perfis de ácidos gordos de cada espécie foram caracterizados e foi possível detetar um aumento significativo no conteúdo de EPA ao longo da otimização dos nutrientes, sendo que para S. costatum este aumento também foi registado ao nível do conteúdo de DHA. Para ambas as espécies, o processo de otimização resultou no aumento significativo do conteúdo de PUFAs em detrimento dos conteúdos de SFAs e MUFAs, devido à redução das condições de stress. Contudo, esta disparidade não foi observada nas culturas de S. costatum cultivadas no exterior devido ao estado de crescimento ativo das culturas quando a biomassa foi recolhida. Adicionalmente, foram registados elevados valores de PUFAs. Em geral, através do presente trabalho foi possível aumentar a produtividade da biomassa obtida em cerca de 1,8 e 3,2 vezes em culturas de S. costatum e C. calcitrans, respetivamente. Para ambas as diatomáceas, os principais nutrientes cruciais para a otimização da biomassa em termos de crescimento foram sílica e nitratos. O processo de otimização resultou em poucas alterações ao nível da composição proximal de ambas as espécies. Contudo, ao nível da composição de ácidos gordos, foi possível registar aumentos significativos no conteúdo de PUFAs, especialmente ao nível dos ácidos gordos de valor acrescentado como EPA e DHA. Estes resultados denotam a aplicação promissora e relevante de produtos de S. costatum e C. calcitrans nas indústrias de aquacultura e nutracêuticos. O processo de otimização aplicado no presente trabalho é indispensável para o incremento da produção industrial destas espécies de diatomáceas de alto valor acrescentado, onde o aumento de produtividade em termos de biomassa e composição bioquímica é associado à redução de custos de produção.