FCT: DCT - Teses de Doutoramento
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- R-eassessment of the evolution and morphological variability of Neogene and Quaternary European hippopotamidsPublication . Martino, Roberta; Ríos Ibáñez, María; Rook, LorenzoHippopotamids are among the most iconic large mammals of the Neogene and Quater- nary, and although today the family is restricted to Africa, these large mammals had a wide geographic distribution throughout the Neogene and Quaternary of Europe. This PhD thesis provides a comprehensive reassessment of the evolution and morpho- logical variability of European hippopotamids from the Late Miocene to the Late Pleistocene. By integrating traditional morphological and morphometric analyses with advanced statistical approaches, three-dimensional geometric morphometrics, and dental microwear analysis, this work addresses long-standing taxonomic, paleobiogeographic, and palaeoecological ques- tions within the family Hippopotamidae. The re-evaluation of Late Miocene hippopotamid remains from Italy and Spain demonstrate that the genus Archaeopotamus, previously consid- ered restricted to Africa and the Arabian Peninsula, was also present in southwestern Europe. Extensive analyses of Quaternary material from Portugal, Italy, Germany, and Sicily clarify the taxonomy and intraspecific variability of Hippopotamus antiquus, rejecting the validity of H. tiberinus, and revealing temporal and geographic structuring within European populations. The occurrence of H. pentlandi and H. amphibius in Sicily is confirmed, and H. pentlandi reveals distinct ecological adaptations, including dietary differentiation and a more terrestrial life- style. In order to better understand the fossil material, the ontogenetic variability in extant H. amphibius is also examined, demonstrating that major cranial shape changes are primarily as- sociated with the onset of weaning rather than the beginning of puberty. Overall, this thesis provides an integrated evolutionary framework for European hippo- potamids, highlighting the interplay between morphology, ecology, dispersal, and environ- mental change, and offering new perspectives on the evolutionary history of this key mam- malian family.
- Concentração dos elementos minerais no trigo (Triticum durum): sua implicação no rendimento em sêmolas e qualidade das massas alimentíciasPublication . Moreira, José Eduardo Caldeira; Bagulho, Ana; Guerra, Mauro; Lidon, FernandoA cultura do trigo duro (Triticum durum) tem tido um declínio drástico nos últimos anos devido a vários factores, que poderão conduzir ao abandono desta cultura. No entanto as condições edafoclimáticas de Portugal tendencialmente favorecem uma elevada qualidade do grão para o fabrico de sêmolas e massas alimentícias. Com este programa doutoral foram testados diversos factores: genótipo, ambiente e fertilização e como afetam o desenvolvimento da cultura, com influência nos parâmetros agronómicos e de qualidade do trigo duro nacional. Foram realizados ensaios de campo durante dois anos (2018/19 e 2019/20), em dois locais (Elvas e Beja), com variedades geneticamente diferentes (origem portuguesa - Celta, Fado, Vadio; espanhola - Don Ricardo, Trimulato; francesa - Anvergur, Sculptur e italiana - Claudio) e com diferentes modalidades de fertilização (T0 - sem fertilização, T1, T2, T3 e T4 diferentes fracionamentos em função das fases fenológicas). Os trigos foram, no final de cada campanha, caracterizados do ponto de vista de composição química e qualidade tecnológica. O factor ambiente (E) foi o que mais afetou significativamente os parâmetros agronómicos (massa de mil grãos, número de grãos/m2 e rendimento), seguido do genótipo (G) para a massa de mil grãos e, da fertilização (T) (em 2018/19) ou de ambos os factores (em 2019/20) para os restantes parâmetros agronómicos. Ocorreram interações duplas significativas entre os factores estudados, mostrando que os genótipos e os tratamentos tiveram resultados diferentes consoante o ambiente. O factor ambiente foi também o que mais afetou significativamente os parâmetros de qualidade relacionados com o rendimento em sêmolas (massa do hectolitro, vitreosidade e teor de cinzas), seguindo-se em 2018/19 o genótipo para a massa do hectolitro e a fertilização para a vitreosidade e o teor de cinzas, já que em 2019/20 o genótipo foi mais importante para a variação da vitreosidade e ambos tiveram igual importância para o teor de cinzas. As interações duplas GxE e TxE foram significativas para a maioria dos parâmetros analisados. Os valores de cinzas foram sempre muito próximos do limite máximo aceite pela indústria (1,9% m.s.), ultrapassando-o em algumas variedades nos ensaios de 2019/20. Para os parâmetros indicadores da qualidade do glúten o factor ambiente foi o mais determinante para o teor proteico (em 2018/19), teor de glúten (em 2019/20) e teste SDS (2 anos). A fertilização foi o factor mais importante para a variação destes parâmetros no outro ano. O índice de glúten foi o parâmetro mais dependente da genética da variedade. A variedade Trimulato destacou-se pelo seu maior teor proteico e de glúten nos dois anos de ensaios, enquanto a variedade Celta se diferenciou pela menor qualidade do glúten avaliada pelos índices IG e SDS. As modalidades de fertilização mais fracionadas, com aplicações mais tardias, contribuíram para um maior teor proteico e de glúten. Da análise das correlações de Pearson destacaram-se nos dois anos: as correlações positivas entre o rendimento e os seus componentes (massa de mil grãos e número de grãos/m2), entre a vitreosidade e os teores proteico, de glúten húmido e seco, entre os dois parâmetros estimadores da qualidade do glúten (SDS e índice de glúten) e, ainda, as correlações negativas do teor de cinzas com a massa de mil grãos e o rendimento. Com o objetivo de estudar a composição mineral do trigo, realizou-se uma análise de micro- fluorescência de raio X, utilizando dois tipos de matrizes: grão e cinzas obtidas por incineração do grão. No grão, os elementos identificados foram K, P, S, Ca, Cl, Fe, Mn, Zn e Cu, enquanto nas cinzas se identificaram os elementos referidos anteriormente exceto o S e o Cl, e adicionalmente, o Rb e o Sr. O ambiente foi o factor que mais afetou a composição da maioria dos elementos minerais em 2018/19 estando implícitas diferenças nas condições meteorológicas, na composição dos solos e no itinerário técnico (rega) que afetaram a absorção e translocação dos elementos para o grão. Em 2019/20, as condições ambientais mais amenas permitiram expressar o potencial das variedades e o genótipo foi o factor mais determinante para a variação da maioria dos elementos minerais, com exceção dos elementos K e Zn no grão e P, Rb e Sr nas cinzas, que manifestaram maior influência do ambiente. Com o objetivo de relacionar o teor de cinzas com a composição mineral do grão e das cinzas realizou-se uma análise de correlações de Pearson, verificando-se que o teor de cinzas se correlacionava com alguns dos elementos no grão (K, P, Ca, S, Cl) e outros nas cinzas (Ca, Mn e Cu). Realizaram-se ainda análises de regressão entre o teor de cinzas e a composição mineral do grão e das cinzas, obtendo-se modelos que explicam cerca de 30% da variação deste parâmetro com base na composição do grão (K, Ca, Cl, Zn, Cu e massa de mil grãos) e das cinzas (P, Ca, Mn, Cu e massa de mil grãos). A fraca eficiência dos modelos encontrados está fundamentalmente relacionada com o facto de alguns elementos minerais não serem estimados pela metodologia utilizada na análise dos minerais.
- Tratamento de águas residuais agropecuárias por técnica de precipitação química: circula-ridade de recursos hídricos e nutricionaisPublication . Rehan, Iryna; Moreira, Olga; Murta, Daniel; Lidon, FernandoA valorização de resíduos agropecuários representa uma estratégia fundamental para promover a sustentabilidade ambiental e agrícola. O conjunto de estudos que compõe esta tese avaliou três abordagens complementares nesse contexto. O primeiro estudo investigou a aplicação da técnica de precipitação química com hidróxido de cálcio no tratamento de quatro tipos de águas residuais de origem animal. Os resultados demonstraram elevadas eficiências de remoção de parâmetros: até 99% de Mg, 95% de turvação, 84% de Ntotal, 83% de P e 76% de carência química de oxigénio (CQO), além da eliminação total de microrganismos patogénicos como Escherichia coli. No entanto, alguns parâmetros, como CQO, carência bioquímica de oxigénio ao fim de 5 dias (CBO₅) e azoto amoniacal (N-NH₄⁺), mantiveram-se acima dos limites legais para descarga de águas residuais, indicando a necessidade de tratamentos adicionais. As lamas geradas mostraram potencial de reutilização agrícola como corretivo de solos. O segundo estudo avaliou o impacto da aplicação do fertilizante orgânico produzido por larvas de mosca soldado-negro (chamado frass), por biorremediação de chorume bovino, na produção de azevém, em comparação com fertilizante mineral e misturas de ambos. Em três tipos de solo (arenoso, argiloso e calcário), as combinações de frass com fertilizante mineral (nas pro-porções 25:75, 50:50 e 75:25) proporcionaram os melhores resultados em termos de produtividade e melhoria da fertilidade do solo. Destacaram-se aumentos no teor de matéria orgânica e na atividade microbiana, especialmente em solos arenosos, demonstrando que o frass é um substituto viável e eficaz de fertilizantes minerais. No terceiro estudo, foi avaliada a utilização de água residual de suinicultura tratada (ARS-T) por precipitação química e carbonatação natural, na produção de forragem verde hidropónica (FVH) de cinco culturas (aveia, azevém, cevada, trigo duro e triticale). Os tratamentos com ARS-T, ainda que com valores de CBO₅ e N acima dos limites legais, não comprometeram a qualidade microbiológica e nutricional das forragens. A cevada demonstrou menor eficiência de uso da água e o trigo destacou-se pela maior produção de matéria seca. Foram observadas variações significativas na composição nutricional e mineral das forragens consoante a espécie e o tratamento utilizado, incluindo proteína bruta, fibra e minerais como Na, K, Ca e Mn. Em conjunto, estes estudos demonstram o potencial de integração de resíduos orgânicos e águas residuais tratadas em sistemas agrícolas. As estratégias analisadas contribuem para a economia circular, por promover a reutilização segura de recursos e potencializar ganhos de produtividade e qualidade do solo.
- THE EFFECT OF TARGETED MITOCHONDRIAL THERAPIES BASED ON DIETARY ANTIOXIDANTS ON ASSISTED REPRODUCTIONPublication . Ferreira, Filipa Cristina Costa; Pereira, Rosa; Teixeira, José; Lidon, FernandoIn recent years, major changes have occurred in the biosystem due to industrial development and environmental changes. These changes have had a direct impact on animal fertility and biodiversity. It is well-established that these changes harm the reproductive system. In recent years, several studies have identified an increase in reactive oxygen species (ROS) and their connection to mitochondria as a cause of sub/infertility in humans and animals. Studying the effects of oxidative stress on fertility is of paramount importance due to the clear connection with the decrease in fertility identified in recent decades due to various factors, including heat stress. Consequently, research into natural antioxidants and mitochondria-targeting antioxidants has been conducted to develop more effective and less toxic treatments in mammals. These therapies would be more natural if these antioxidants were obtained from dietary compounds that are more effective for mitochondria. The use of diet-based mitochondria-targeted antioxidants in assisted reproductive technologies (ART) can circumvent fertility problems and enable the conservation of biodiversity in animal species, including the domestic breeds. This doctoral study began with an investigation into the use of the natural antioxidant Urolithin A (UA), derived from the diet, to enhance the fertilizing capacity of bovine semen. Based on this study, we realized the potential therapeutic value of UA for bovine semen quality, as well as the importance of using the bioenergetic parameters of sperm cells to predict their functionality and developmental potential, and to select breeding bulls. Subsequently, the study examined the use of AntiOxBEN2 and AntiOxCIN4, which are mitochondria-targeting antioxidants derived from gallic and caffeic acids, respectively. The effect of using different concentrations of AntiOxBEN2 in the bovine oocyte maturation medium was subsequently verified. After analyzing various functional and bioenergetic parameters, it was concluded that adequate supplementation of this antioxidant to the oocyte maturation medium improves their quality and subsequent in vitro fertilization results. Finally, we have analyzed and compared the influence of supplementing the embryo culture medium with AntiOxBEN2 and AntiOxCIN4 on embryo production and cryopreservation, observing an improvement in embryo quality and cryosurvival. Based on these studies, it can be concluded that using antioxidants to prevent oxidative stress in ART, particularly in vitro maturation and fertilization, could reinforce gamete quality. This would have a direct impact on the quantity and quality of embryos and could be used to address reproductive sub/infertility issues and improve ART outcomes.
- Pleistocene vertebrates from Portugal: Paleobiodiversity, paleoecology and quality of the fossil recordPublication . Estraviz-López, Darío; Ríos Ibáñez, María; D´Anglade, AuroraThe Pleistocene fossil vertebrates of Portugal have important implications for our understanding of modern ecosystems. This thesis aims to be a comprehensive and multidisciplinary investigation, integrating over 150 years of paleontological data with new analytical methodologies. This will help to clarify overarching questions in paleontology like the representativeness of the fossil record, as well as several questions related with individual clades. The oldest sites from Western Iberia (Early Pleistocene) are reviewed, and a new locality (Santa Margarida) is presented, including the first documented occurrences in Portugal of the voles Victoriamys chalinei and Iberomys huescarensis. This research also unexpectedly helped to disentangle the evolutionary history of the snow leopard by describing Panthera uncia lusitana, a new fossil subspecies of snow leopard from Portugal, revealing the key adaptations acquired during the evolution of this clade of pantherine cats. Further work with digital and molecular paleontological techniques delves deeper into the paleoecology and paleobiology of this unexpected felid. A detailed analysis of over 500 bear remains from six Portuguese localities refines our understanding of the fossil populations of this species, describing a robust Late Pleistocene population that might share analogous ecological traits to cave bears, and providing a framework for the brown bear evolution in Iberia. Finally, the first comprehensive census of Pleistocene terrestrial tetrapods in Portugal documents over 680 occurrences of 200 taxa across over 40 sites, providing data about the relationship of biodiversity with the fossil record that it leaves behind, as only 38% of modern tetrapod species in Portugal were recorded as Pleistocene fossils. This thesis improves our knowledge of the Pleistocene fossil record of Portugal, underscores the importance of interdisciplinary collaboration, and demonstrates the enduring potential for new discoveries. Future research on the lines of investigation laid on this thesis will be critical to further inform conservation strategies and better understand both the past and modern biodiversity.
- Diet and Niche Partitioning of Late Jurassic Giant Herbivores, with Focus on Portuguese DinosaursPublication . Saleiro, André; Tschopp, Emanuel; Moreno-Azanza, MiguelOs depósitos do Jurássico Superior da Formação (Fm.) da Lourinhã são conhecidos pelo seu diverso registo fóssil de dinossauros. A diversidade destes herbívoros é especialmente elevada, com mais de 10 taxa descritos, mas a sua ecologia no paleoambiente da Fm. da Lourinhã é um tópico pouco explorado. Esta tese adota uma abordagem 'multi-proxy' para o estudo da ecologia dos herbívoros da Fm. da Lourinhã. Combinando dados morfológicos, de microdesgaste e geoquímicos de vestígios dentários, este trabalho fornece novos conhecimentos sobre como estes herbívoros interagiam com o seu ambiente, e como os nichos eram repartidos dentro do paleoambiente da Fm. da Lourinhã. A análise do microdesgaste dentário provou ser eficiente para testar a partilha de recursos relacionada com a altura de alimentação. Foi registada uma grande diferença de altura de alimentação entre a maioria dos saurópodes e ornitísquios, com estes últimos a alimentarem-se predominantemente de vegetação mais próxima do solo. Os ornitísquios, através da análise isotópica, também foram considerados como preferindo ambientes florestais fechados perto de massas de água. Quanto aos saurópodes, a diversidade registada na Formação da Lourinhã foi espelhada pela sua variabilidade dentária, com cada clado a apresentar uma morfologia distinta. A combinação de todas as metodologias recuperou os flagelicaudatos como baixos forrageadores, com preferência por áreas abertas, os camarassaurídeos como forrageadores de alturas médias a altas, também preferindo áreas abertas, e os titanossauriformes como forrageadores altos, com preferência por ambientes húmidos ao longo da orla florestal. Os turiassauros preferem áreas florestais húmidas e fechadas, embora a sua altura de alimentação preferida permaneça pouco clara devido aos resultados contrastantes. Com este trabalho, a partição de nichos entre herbívoros mostra uma clara ligação com as preferências ambientais e com um caso claro de estratificação da altura de alimentação. Esta tese não só dá os primeiros passos para uma nova abordagem ao estudo da paleoecologia da Fm. Lourinhã, como também mostra que as metodologias utilizadas podem levar a futuras investigações sobre outros grupos de dinossauros do Jurássico Superior.
- Biofortificação em Zinco Aplicada ao Setor VitivinícolaPublication . Daccak, Diana Freire; Lidon, Fernando; Silva, Maria Manuela; Carvalho, NunoO zinco (Zn) é um mineral essencial para diversos processos fisiológicos do organismo, estando presente em diversas enzimas, e nos seis tipos de classes existentes, com ação catabólica, reguladora e estrutural. O défice em Zn, pode levar a diversos problemas de saúde humana, nomeadamente a inibição do cres- cimento e desenvolvimento, disfunções cognitivas e sistema imunitário fragilizado. Consequentemente, a biofortificação agronómica tem surgido como uma alternativa para mitigar este défice nas culturas alimentares, incrementando o teor do elemento mineral pretendido nas partes edíveis das plantas. O vinho é amplamente consumido mundialmente, tendo um papel relevante na economia portuguesa, ocu- pando, em 2020, a 11ª posição no consumo mundial de vinho. A nível económico, as exportações de vinhos, em 2020, contribuíram com 856,2 milhões de euros, correspondentes a cerca de 1,6% do total das exportações nacionais. Neste enquadramento, este estudo tem como principal objetivo a conceção e implementação de um itinerário técnico de biofortificação agronómica em Zn de uva, com o intuito de proceder à vinificação, desenvolvendo-se assim um novo produto para introdução no mercado nacional e internacional. O ensaio experimental foi realizado em três anos consecutivos em Vitis vinífera L. (Sy- rah, Castelão, Moscatel e Fernão Pires), em campos localizados na região de Palmela (Portugal), nas quais foram aplicadas três a quatro pulverizações foliares de ZnO ou ZnSO4 ao longo do ciclo produtivo (após a floração), com concentrações entre 150 a 1350 g.ha-1. Em complementaridade com a quantifi- cação de Zn, foi efetuada a monitorização de fatores edafoclimáticos, ecofisiológicos e de qualidade, que possam ter implicações no vinho. Visando a otimização do ensaio experimental, no último ano, o itinerário consistiu em quatro pulverizações foliares de ZnSO4 ou ZnO (em fileiras distintas) na concen- tração de 1350 g.ha-1. Esta escolha foi impulsionada pelos resultados semelhantes com ambos os ferti- lizantes (nos anos precedentes) e, maioritariamente, com uma eficiência superior com a concentração mais alta, sem evidenciar efeitos adversos na produção de fotoassimilados e, consequentemente, no vi- gor das plantas. Neste âmbito, obtiveram-se incrementos na uva e no vinho, maioritariamente entre 1,1 e 4,3 vezes, relativamente aos teores controlo, verificando-se a existência de variabilidade entre a efici- ência de ambos os fertilizantes de Zn na mesma casta e entre castas. Tal, evidenciou a influência da variabilidade natural das videiras, dos fatores edafoclimáticos de cada ano e da técnica experimental adotada. Ademais, observou-se a nível tecidular uma distribuição heterogénea do Zn na uva, acumu- lando-se maioritariamente na grainha face à película. A par do aumento de Zn, prevaleceu a ausência de interações antagónicas em diversos elementos minerais, i.e., Ca, K, Fe, S e P (sendo inclusivamente observadas relações sinérgicas). Considerando os parâmetros de qualidade (peso seco, cor, teor de sóli- dos solúveis totais, açúcares solúveis e ácidos gordos), admite-se que embora existam ligeiras variações, estas não sugerem um impacto negativo, realçando-se os teores de sólidos solúveis totais, que indicam uma tendência de aumento nas amostras biofortificadas em Zn, podendo ser vantajoso para a vinificação. Por outro lado, no que concerne às características reológicas e sensoriais, importa referir que a bioforti- ficação em Zn demonstrou efeitos positivos nalgumas características sensoriais da uva e do vinho, as- peto que eventualmente poderá até favorecer a aceitabilidade pelo consumidor. Assim, o itinerário téc- nico proposto, sugere que a biofortificação em Zn poderá constituir uma técnica relevante para incre- mento do teor em Zn na uva e no vinho, com ambos os fertilizantes (ZnO e ZnSO4), obtendo-se um produto com valor acrescentado, e com potencialidades funcionais, para a introdução no mercado naci- onal e internacional.
- EVOLUTION OF POLACANTHID DINOSAURS AND DESCRIPTION OF A NEW SKELETON FROM THE UPPER JURASSIC OF PORTUGALPublication . Russo, João Paulo Vasconcelos Mendes; Mateus, OctávioAnkylosaurs are one of the most iconic groups of dinosaurs. Their most conspicuous characters are the widespread dermal ossification, heavily ornamented, hyperossified skull, coossification of posterior dorsal and anterior caudal vertebrae with the sacrum into a synsacrum, and in some, fusion of the posterior half of the tail, forming the recognizable tail club. Specimens have been identified worldwide, dating at least from the Middle Jurassic to the latest Cretaceous. The phylogenetic relationships within the group have always been a matter of debate, particularly of non-ankylosaurid ankylosaurs, and remain poorly understood, especially due to a poor pre-Cretaceous record. The best-preserved specimens come from the Late Jurassic Morrison Formation, USA, as well as the Lourinhã formation, Portugal. The Portuguese record has until recently been restricted to the poorly known Dracopelta zbyszewskii from the upper Tithonian, known from a partial, articulated ribcage and an autopodium. This study reports and describes a second ankylosaur specimen, mostly complete and articulated, from the uppermost Tithonian of the Lourinhã formation, in the coastal cliffs one kilometre North from the beach of Porto da Calada, Mafra, about 40 km North of Lisbon, Portugal. It consists of axial, appendicular, and dermal armour skeletal elements: nearly complete skull, left mandible, complete articulated cervical, dorsal, and sacral vertebral series, as well as 13 anterior caudal vertebrae, ribs, pectoral and partial pelvic girdles, right humerus, both femora, and dermal armour, thus making it the most complete ankylosaur from the Jurassic. Furthermore, the holotype of D. zbyszewskii was redescribed, including hitherto unknown elements of the appendicular skeleton, such as a partial right hindlimb, composed of the distal end of the femur, tibia, fibula, and articulated autopodium, which is herein reidentified as a right pes. Also, its type locality and discovery history were established. Comparisons of both specimens allowed to conclude that D. zbyszewskii is now known from two specimens, and is herein rediagnosed, based on a unique combination of characters, ten of which are autapomorphic. A Maximum Parsimony analysis was performed to assess the phylogenetic position of D. zbyszewskii, using a new dataset (330 characters, 95 taxa). The analysis recovered four major clades within Ankylosauria, Ankylosauridae, Nodosauridae, Struthiosauridae, and Polacanthidae, occurring together with a large polytomy formed of both traditionally considered earlier and later diverging taxa. Also, Scelidosaurus harrisonii is the earliest diverging ankylosaur, placing the origin of Ankylosauria in the Early Jurassic. Moreover, polacanthids are the earliest diverging group of ankylosaurs, appearing as early as the Late Jurassic. D. zbyszewskii is recovered as an early branching polacanthid, and is the sister taxon of Gargoyleosaurus parkpinorum, forming a sister group to Mymoorapelta maysi, both from the Morrison Formation, USA. The three are grouped together in an early diverging polacanthid clade, herein proposed as Jurapelta clade. nov. Jurapeltans suggest a Late Jurassic (Kimmeridgian) North American origin for polacanthids, immediately followed by an Iberian dispersion in the uppermost Tithonian and achieving a Laurasian distribution by the Early Cretaceous. These results not only highlight the paleobiogeographical connections and paleoecological relationships between North America and Iberia during the Late Jurassic, but also underline the need for improved specimen and character sampling to increase the resolution of problematic taxa.
- GEOQUÍMICA APLICADA A PERÍCIA AMBIENTAL. O CASO DE ESTUDO DOS SÍTIOS CONTAMINADOSPublication . Zuben, Erika von; Caetano, Paulo; Costa, CarlosA existência de sítios contaminados representa um dos maiores desafios ambientais da atualidade, tornando essencial uma gestão eficaz voltada à eliminação dos riscos para a população e o meio ambiente. Esse tema tem sido amplamente discutido no cenário global, e a caraterização e quantificação dos danos ambientais exigem uma metodologia faseada e estruturada, na qual cada etapa de investigação fornece subsídios para a fase seguinte. Um dos elementos centrais para a elaboração de um modelo conceptual preciso é a consideração do comportamento dos contaminantes em função das características geológicas do local. Em áreas de geologia complexa, as incertezas associadas à geoquímica e à heterogeneidade do solo dificultam o dimensionamento do dano ambiental, podendo comprometer a eficácia nas estratégias de remediação e, consequentemente, na mitigação dos riscos. Nesse contexto, a perícia ambiental assume um papel crucial, permitindo a avaliação científica de dados químicos, geológicos e históricos que, quando sistematizados, possibilitam a reconstrução dos factos e a utilização dessas evidências para resolver litígios decorrentes da contaminação ambiental. Além de fornecer uma base científica robusta para embasar decisões judiciais, a perícia ambiental responde a questões essenciais, como: (i) qual é a extensão da contaminação; (ii) há recetores afetados; (iii) a que nível de contaminação os recetores estão expostos e por quanto tempo; (iv) quais substâncias químicas estão presentes e, (v) quais as ações necessárias para reparar o dano e eliminar o risco para a saúde humana? Assim, a geoquímica aplicada à perícia ambiental tem como principais objetivos determinar a existência, concentração, especiação, mobilidade potencial e migração efetiva das substâncias de origem antrópica nos diferentes compartimentos ambientais, contribuindo para a tomada de decisões técnicas e jurídicas mais assertivas e sustentáveis.
- Methodology to support the digital transition to Agriculture 4.0Publication . Araújo, Sara Vanessa Oleiro; Oliveira, José; Lidon, Fernando; Ramalho, JoséThe agricultural sector is an important area of research, facing multifaceted challenges on a global scale. These challenges stem not only from the rapid growth of the world population but also from factors such as water scarcity, unpredictable climate changes, and the decreasing availability of arable land. As a result, there is an urgent need to address these global trends and challenges that will shape the agricultural sector in the coming decades. Agriculture 4.0, characterised by the integration of advanced digital technologies, has emerged as a transformative solution to these challenges. Some key components of Agriculture 4.0 include wireless sensor and actuator networks for real-time monitoring and control, Artificial Intelligence (AI)-driven techniques for data analytics, predictive modeling, and decision support, robotics for precision farming, and cloud computing for scalable data management. Together, these technologies offer strategic solutions to increase agricultural productivity, optimise the use of resources (e.g., irrigation water, pesticides, fertilisers), and reduce environmental impact, thereby ensuring that the agricultural sector can sustainably meet the demands of a growing global population. The present Ph.D. research introduces the formalisation of a methodology — Intelligent Data-Driven Decision Support System (ID3SAS) — designed for the development of smart agricultural systems within the context of Agriculture 4.0. ID3SAS combines sensing and actuating technologies, edge, fog and cloud computing, data analytics, and AI-based decision support with the aim of optimising agricultural practices. The implementation and validation of ID3SAS are explored through three case studies: (1) Case Study 1 - Proof of Concept: Conducted at UNINOVA/NOVA-SST with tomato plants in a controlled environment, this study verified the core functionalities of ID3SAS and its components; (2) Case Study 2 - Plant Growth Chamber: This study advanced the ID3SAS system’s application in a walk-in growth chamber containing bean plants, preparing the system for its deployment in a field scenario; and (3) Case Study 3 - Vineyard Deployment: The final case study tested the ID3SAS system in a real-world vineyard at INIAV’s Dois Portos Innovation Hub, focusing on cost-effectiveness, weather resilience, and solar-powered sustainability. These case studies demonstrated the potential of ID3SAS methodology and system to revolutionise agricultural practices by providing actionable insights that are both eco- nomically viable and environmentally sustainable, paving the way for future innovations in smart agriculture.