Browsing by Author "Carrillo, Valentina"
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- Infraestruturas verdes e prestação de serviços ecossistémicosPublication . Calheiros, Cristina S. C.; Ojediran, Adetunji; Mesquita, Ana; Costa, Isabella; Magalhães, João; Carrillo, Valentina; Antão-Geraldes, Ana M.; Arenas, Francisco; Rosa-Santos, Paulo; Pereira, Sofia I. A.Enquadramento: As infraestruturas verdes correspondem a uma rede de áreas naturais e seminaturais que oferecem múltiplos benefícios, tais como a conservação da natureza, o sequestro de carbono, a gestão sustentável da água e a melhoria da qualidade de vida, entre outros serviços ecossistémicos. Estas infraestruturas verdes podem integrar soluções baseadas na natureza (SbN), contribuindo para a sustentabilidade territorial, tanto urbana como rural. Atualmente, várias SbN têm vindo a ser aplicadas para enfrentar os desafios societais atuais tornado os territórios mais circulares e resilientes. Entre estas soluções destacam-se as coberturas verdes, os leitos de plantas ou FitoETARs e as ilhas flutuantes. O objetivo do presente trabalho é desenvolver SbN para integração no edifício e área envolvente, capazes de fornecer múltiplos serviços dos ecossistemas e gerar benefícios ambientais, sociais e económicos. Desenvolvimento e implementação de Soluções Baseadas na Natureza (SbN): Leitos de plantas: São sistemas biológicos para tratamento de águas que mimetizam os processos biogeoquímicos que ocorrem nas zonas húmidas naturais. Podem ser aplicados a diferentes tipos de águas residuais, em diferentes climas, com potencial de reutização. Coberturas verdes: As coberturas verdes são um exemplo de SbN, promovendo a resiliência urbana através de benefícios como a gestão da água, aumento da biodiversidade, eficiência energética, regulação térmica, redução do ruído e valorização estética dos espaços. Ilhas flutuantes: As ilhas flutuantes são compostas por plantas aquáticas, uma plataforma flutuante e um sistema de ancoragem. Entre outros serviços promovem biodiversidade, criação de habitat, e melhoria da qualidade da água. Além dos benefícios mencionados, contribuem para reabilitação de ecossistemas, atividades de ecoturismo e valorização paisagística. Podem ser aplicadas em lagos, rios e marinas. Considerações finais: Os estudos em curso pretendem desenvolver e implementar SbN adaptadas a diferentes contextos urbanos e rurais. A integração destas soluções no edificado e na paisagem é essencial para maximizar os serviços dos ecossistemas que oferecem. Este caminho representa uma chave estratégica para promover territórios mais circulares, resilientes e adaptados às alterações climáticas.
- Life cycle assessment of floating wetland islands for crop productionPublication . Carrillo, Valentina; Pereira, Sofia; Afonso, Carlos A.; Calheiros, CristinaBackground & Aim: Floating wetland islands (FWI) are innovative, nature-based solutions for water management and ecological restoration, rooted in circular economy and sustainable development [1,2]. They consist of floating media planted with macrophytes that act as biofilters by absorbing pollutants like nitrogen and phosphorus, thereby enhancing crop production [3]. FWI in hydroponic crops can be a viable alternative for agricultural production, allowing a yield per square meter by taking advantage of the nutrients present in the water and optimizing the use of space. This study aims to evaluate the feasibility of crop production in FWI using a hydroponic system, estimating the potential yield per square meter. Additionally, a life cycle assessment (LCA) will be performed to quantify the environmental impact and ensure resource efficiency in this innovative agricultural approach. Methods: Rainwater runoff will be used and characterized to evaluate parameters such as nutrients, organic matter, dissolved oxygen, salinity, pH, electrical conductivity and temperature. The study will consist of a prototype FWI with three replicates and a control, using expanded clay on the floating platform. Plants will be selected for humans and animals. Biomass production per m², foliar analysis and chlorophyll will be measured. Finally, LCA will be carried out from “cradle to grave”, considering the limits and scope of the system in three types of scenarios. Expected results: The feasibility of hydroponic crop production in FWI is expected, analyzing yield per square meter, associated to the plants health and establishment. The LCA will allow us to assess the environmental impact and identify opportunities to optimize the sustainability and efficiency of the system according to the planned approach. system according to the intended approach.
- Life cycle assessment of floating wetland islands for crop productionPublication . Carrillo, Valentina; Pereira, Sofia; Afonso, Carlos A.; Calheiros, Cristina S. C.Background: Floating wetland islands (FWI) are innovative, nature-based solutions (NbS) for water management and ecological restoration, rooted in circular economy and sustainable development. Briefly, they consist of aquatic plants, a floating platform and an anchoring system. Plant shoots grow above the water surface, while their roots extend directly into the water column. Figure 1 shows the growth of a FWI system from its installation, stabilization and development, highlighting its functioning as a biofilter capable of absorbing nutrients such as nitrogen and phosphorus. Previous studies have shown the potential of using non-traditional plants as hydroponic crops for human consumption, taking advantage of the nutrients present in the water and optimizing the use of space (see Table 1). Commonly, fast-growing wetland emergent plants are used in FWI systems, although they are not marketable. Aim: This study aims to evaluate the feasibility of crop production in FWI using a hydroponic system, estimating the potential yield per square meter. Additionally, a life cycle assessment (LCA) will be performed to quantify the environmental impact and ensure resource efficiency in this innovative agricultural approach. Life cycle assessment: LCA is applied to FWI to analyze their environmental impact from manufacture to disposal. This cradle-to-grave approach takes into account the limits and scope of the system. LCA quantifies the environmental benefits associated with water treatment and crop production. Figure 2 shows a LCA schematic, which identifies the key stages of a product's life cycle, from the extraction of raw materials to its final disposal. Expected results: The feasibility of hydroponic crop production in FWI is evaluated by analyzing yield per square meter, plant health and establishment, with the objective of optimizing the sustainability and efficiency of the system according to the proposed approach.
- Soluções baseadas na natureza para a resiliência do territórioPublication . Calheiros, Cristina S. C.; Ojediran, Adetunji; Mesquita, Ana; Costa, Isabella; Magalhães, João; Carrillo, Valentina; Antão-Geraldes, Ana M.; Arenas, Francisco; Rosa-Santos, Paulo; Pereira, Sofia I. A.Introdução: As Soluções Baseadas na Natureza (SbN) têm vindo a destacar-se como abordagens eficazes para responder aos desafios societais da atualidade, promovendo territórios mais sustentáveis, circulares e resilientes. Quando integradas em infraestruturas verdes, redes de áreas naturais e seminaturais, contribuem significativamente para a conservação da biodiversidade, o sequestro de carbono, a gestão sustentável da água e a melhoria da qualidade de vida. Entre os exemplos mais relevantes de SbN aplicadas a contextos urbanos e rurais encontram-se as coberturas verdes, os leitos de plantas ou FitoETARs e as ilhas flutuantes, que ilustram o potencial destas soluções para integrar funções ecológicas e produtivas num mesmo sistema. Objetivo: Desenvolver Soluções Baseadas na Natureza (SbN) para recuperar e gerir de forma sustentável ecossistemas naturais, semi-naturais ou degradados, promovendo a prestação de serviços ecossistémicos e benefícios ambientais, sociais e económicos. As Coberturas verdes são um exemplo de SbN, promovendo a resiliência urbana através de benefícios como a gestão da água, aumento da biodiversidade, eficiência energética, regulação térmica, redução do ruído e valorização estética dos espaços. Os Leitos de plantas são sistemas biológicos para tratamento de águas que mimetizam os processos biogeoquímicos que ocorrem nas zonas húmidas naturais. Podem ser aplicados a diferentes tipos de águas residuais, em diferentes climas, com potencial de reutização. As ilhas flutuantes são compostas por plantas aquáticas, uma plataforma flutuante e um sistema de ancoragem. Entre outros serviços promovem biodiversidade, criação de habitat, e melhoria da qualidade da água. Além dos benefícios mencionados, contribuem para reabilitação de ecossistemas, atividades de ecoturismo e valorização paisagística. Podem ser aplicadas em lagos, rios e marinas. Considerações finais: Os estudos em curso têm como objetivo desenvolver e aplicar SbN adaptadas a diferentes contextos urbanos e rurais. As SbN são ferramentas fundamentais para alcançar os ODS, uma vez que integram soluções ecológicas com impactos positivos em múltiplos domínios do desenvolvimento sustentável. Esta via representa uma chave estratégica para promover territórios mais circulares, resilientes adaptados aos efeitos das alterações climáticas.
- Soluções de base natural para recuperação de ecossistemas aquáticosPublication . Carrillo, Valentina; Pereira, Sofia; Afonso, Carlos A.; Calheiros, Cristina S. C.Enquadramento: As ilhas flutuantes são soluções baseadas na natureza que podem ser utilizadas para recuperar ecossistemas aquáticos degradados. São compostas por plantas aquáticas, uma plataforma flutuante e um sistema de ancoragem. Entre outros serviços promovem biodiversidade e melhoria da qualidade da água. Além dos benefícios ambientais, estas soluções oferecem vantagens socioeconómicas, como o reforço das atividades de ecoturismo e a valorização paisagística. O presente estudo foca-se na avaliação da biodiversidade associada às ilhas flutuantes bem como na análise do ciclo de vida desta tecnologia. Estudo da biodiversidade: A biodiversidade nas ilhas flutuantes pode ser promovida através da escolha de materiais adequados, especialmente das espécies vegetais, que são o componente mais visível na interface viva. Foram já identificadas várias espécies de macroinvertebrados, vertebrados e microrganismos. Tendo sido também associado a estas plataformas todo o ciclo de vida das libelinhas e libélulas, consideradas importantes bioindicadores. Análise de ciclo de vida: Está a ser aplicada às ilhas flutuantes a Análise do Ciclo de Vida (ACV) por forma a avaliar os seus impactos ambientais ao longo de todo o seu ciclo de vida. Isto inclui desde a extração de matérias-primas, produção, distribuição, utilização e, por fim, a eliminação ou reciclagem. Considerações finais: Ficou demonstrado que as ilhas flutuantes albergam uma vasta diversidade de géneros bacterianos e macroinvertebrados associados à plataforma e à rizosfera das macrófitas. Esta abordagem pretende apoiar futuras decisões sobre as condições de implementação e os componentes das ilhas flutuantes, com vista ao reforço da biodiversidade e recuperação de ecossistemas.
- Soluções de base natural para recuperação de ecossistemas aquáticosPublication . Carrillo, Valentina; Pereira, Sofia; Afonso, Carlos A.; Calheiros, CristinaAs soluções de base natural, como as ilhas flutuantes, têm-se revelado uma abordagem inovadora e sustentável para a recuperação de ecossistemas aquáticos degradados. Estas estruturas são compostas por uma plataforma flutuante que sustenta plantas aquáticas e um sistema de ancoragem. Dependendo do objetivo da sua implementação, diversos aspetos devem ser tidos em consideração, como a sua funcionalidade, durabilidade, sistema de ancoragem, peso, flutuabilidade, a profundidade do corpo de água, o nível de manutenção e a seleção adequada das espécies vegetais. Tem sido consistentemente considerada a sua utilização para o tratamento de águas residuais, remoção de nutrientes de águas eutrofizadas, tratamento de águas pluviais urbanas, nomeadamente provenientes de estradas e outras superfícies impermeabilizadas e aplicadas a ambiente marinhos como zonas portuárias e marinas. Verificam-se também aplicações para apoio a recuperação de margens de rios e lagos. As ilhas flutuantes são reconhecidas por promoverem biodiversidade, integração paisagística e melhoria da qualidade da água através de processos de fitorremediação, embora ainda seja necessária mais investigação para compreender melhor os processos subjacentes ao desempenho destes sistemas e avaliar a extensão da promoção da biodiversidade. Além dos benefícios ambientais, estas soluções oferecem vantagens socioeconómicas, como o reforço das atividades de ecoturismo e a valorização paisagística. Assim, as ilhas flutuantes demonstram ser uma estratégia promissora para a gestão sustentável da água e a conservação da biodiversidade. O presente estudo foca-se na avaliação da biodiversidade associada às ilhas flutuantes bem como na análise do ciclo de vida desta solução de base natural. A elevada abundância e diversidade das comunidades bacterianas e da macrofauna presentes nestes sistemas confirmam o seu papel como importantes locais de biodiversidade. Esta abordagem pretende apoiar futuras decisões sobre as condições de implementação e os componentes das ilhas flutuantes, com vista ao reforço da biodiversidade e recuperação de ecossistemas.