O problema identificado e ao qual o projeto PlantVAL pretende dar resposta é a criação de soluções tecnológicas para a valorização sustentável dos resíduos de espécies exóticas de plantas invasoras (Invasive Alien Plant Species–IAPS, conforme o Regulamento Europeu 1143/2014). A presença dessas plantas invasoras em Portugal é crítica e compromete largamente a sustentabilidade dos setores agroflorestais. A sua proliferação natural é expectável e tende a ser mais acentuada, em consequência das alterações climáticas e da sua alta capacidade de adaptação. Estima-se que cerca de um quinto da biodiversidade do nosso planeta está atualmente em risco, devido ao crescente aumento destas plantas. De facto, algumas IAPS podem coexistir com as espécies nativas de forma equilibrada, mas a sua grande maioria propaga-se descontroladamente, provocando efeitos nefastos, não só a nível da qualidade ambiental, mas também económico, social e ecológico. Atualmente, as estratégias de controlo de IAPS são ainda pouco eficazes e ausentes de uma estratégia com princípios de sustentabilidade e valorização. Em Portugal, o crescimento de IAPS de pequeno porte e pouco densas é feito através da aplicação de produtos fitofarmacêuticos. Plantas de mais alto porte ou com crescimento mais denso é sujeito ao corte e/ou recolha da planta, sendo estas sujeitas a queima ou deposição em aterro. Em termos económicos, estima-se o custo anual global no controlo de IAPS de cerca 1.5 triliões de dólares americanos.  O custo em Portugal do controlo e gestão de IAPS é desconhecido.

 

Os avanços científicos no estudo de IAPS têm permitido perceber a sua resiliência, destacando-se a proeminente capacidade para tolerar o stress induzido por poluentes, resistir ao ataque de herbívoros/agentes patogénicos e atividade alelopática. Estas propriedades, que conferem às IAPS maior adaptabilidade e capacidade para dominar sobre as espécies nativas, devem-se essencialmente à ocorrência e libertação de metabolitos secundários ativos (fitoquímicos). No entanto, apesar das IAPS produzirem uma diversidade de moléculas estruturalmente complexas, a sua exploração como uma fonte de novas moléculas bioativas para desenvolver produtos de valor acrescentado não tem sido considerada. Adicionalmente, as IAPS são uma fonte de material lenho-celulósico, altamente atrativo para a produção de energia. Portanto, este projeto irá explorar as oportunidades associadas ao potencial de circularidade da biomassa de IAPS existente no território nacional. As IAPS serão estudadas em termos de composição em metabolitos secundários ativos, de importância para o desenvolvimento de novos produtos de valor acrescentado, tais como: novos produtos terapêuticos, cosméticos, fito hormonas e novos alimentos funcionais. A despolimerização enzimática da biomassa residual, após extração das moléculas bioativas, permitirá obter um produto final com potencial uso na alimentação animal, como fertilizante orgânico ou para produção de energia. Em termos de produção de energia, a natureza do resíduo permitirá a sua digestão anaeróbia, permitindo a obtenção de biogás. Após compostagem, o resíduo final poderá ser aplicado na fertilização ou correção de solos agrícolas. Desta forma, o projeto PlantVAL, composto por um consórcio multidisciplinar e complementar, dotará o setor agroflorestal português de uma estratégia circular, sustentável e economicamente atrativa para a gestão das IAPS.

 

 

O PlantVAL (ID 364) apresenta-se como uma abordagem inovadora ao problema das IAPS, permitindo a circularidade no controlo destas plantas e a criação de valor, dotando os setores agroflorestais nacionais de novas abordagens para a gestão sustentável desses resíduos e circularidade da atividade. A proliferação da IAPS é uma realidade para a qual a União Europeia está ciente, tal como enunciado na iniciativa “European Alien Species Information Network” (EASIN) e no Regulamento (EU) 1143/2014 que lista as IAPS mais preocupantes em território europeu. Na base de dados da EU (EASIN) estão enumeradas cerca de 395 IAPS em toda a Europa, algumas das quais são críticas em Portugal.

Neste contexto, há um vasto património de IAPS pouco explorado e sem prospeção fitoquímica nem valorização biotecnológica. Não obstante, as atuais medidas de controlo de IAPS são altamente insustentáveis do ponto de vista ambiental – queimar e/ou colocar em aterros são as estratégias típicas – desvalorizando uma fonte de compostos fitoquímicos com elevado potencial bioativo.

Os impactos esperados do projeto são os seguintes:

- Inovar na gestão de resíduos de IAPS, contribuindo para a diminuição do impacto ambiental das práticas atuais e a criação de uma cadeia de valor para esse resíduo;

- Desenvolver novas estratégias científico-tecnológicas para a obtenção de moléculas, extraídas das IAPS, para potenciar a bioeconomia nacional na criação de produtos de valor acrescentado, produtos para aplicação na agricultura e energia;

- Fomentar o crescimento económico dos setores agroflorestais de forma sustentável e a criação de empregos nos meios rurais.

 

Os potenciais beneficiários dos resultados deste projeto são as PMEs das NUT alvo que operam nos setores agroflorestais e valorização de resíduos agroflorestais.

 

As atividades do projeto PLANVAL são as seguintes:

Atividade 1 – Identificação das IAPS e análise do seu impacto nos setores agroflorestais

1.1   – Identificação das espécies críticas no ecossistema nacional

1.2   – Análise das abordagens de gestão e do seu impacto

 

Atividade 2 – Extração e caracterização do perfil químico, metabolómico, bioativo e energético de produtos fitoquímicos de IAPS

2.1 – Desenvolvimento de técnicas de extração com solventes considerados “verdes”, particularmente solventes eutéticos profundos, para obtenção de frações bioativas de compostos fitoquímicos

2.2 – Caraterização do perfil fitoquímico das IAPS selecionadas

2.3 – Avaliação da bioatividade dos compostos e extratos

2.4 – Extração de ingredientes (celulose, hemicelulose, pigmentos e compostos bioativos)

2.5 – Avaliação do potencial lenho-celulósico das IAPS selecionadas para produção de bioetanol e biogás

 

Atividade 3 – Valorização dos resíduos de extração e material lenho celulósico

3.1 –Processamento mecânico e enzimático de resíduos de extração e material lenho celulósico

3.2 – Digestão anaeróbia do material após processamento

3.3 – Compostagem do material após processamento

3.4 - Produção de bioetanol através da fermentação dos resíduos de extração

 

Atividade 4 – Desenvolvimento de novos bioprodutos

4.1 – Desenvolvimento de novos fertilizantes líquidos

4.2 – Desenvolvimento de novos produtos fitofarmacêuticos

 

Atividade 5 – Comunicação e disseminação

5.1 – Desenvolvimento de estratégias de comunicação para a valorização do conhecimento

A conceção e realização do projeto PlantVAL envolve 6 entidades, o Instituto Politécnico da Guarda (IPG), a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), o Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária (INIAV), o Centro de Competências das Plantas Aromáticas e Medicinais (CCPAM) - representado no consórcio pela Associação para o Desenvolvimento do Concelho de Moura, a Associação Florestal de Portugal (FORESTIS), Federação Nacional das Associações de Proprietários Florestais (FNAPF) e a empresa Nutrofertil - Nutrição e Fertilizantes, Lda (Nutrofertil). As 7 organizações do consórcio desenvolvem atividades de investigação, consultadoria e apoio técnico na área de valorização de recursos naturais. Acresce ainda que esta parceria está assente na colaboração anterior consolidada em diferentes projetos de investigação e inovação na área, e considerando a gestão e implementação do projeto (IPG) com o contributo de cada parceiro numa base de colaboração efetiva e produtiva.

A intervenção da parceria no desenvolvimento das atividades está distribuída de acordo com as suas competências e experiência de atuação, ainda que todos possam ter intervenção positiva no desenvolvimento das diferentes ações.

A atividade 1, que é transversal a todas as linhas de ação, será liderada pela FORESTIS em colaboração com a IPG, FEUP, CCPAM, INIAV e FNAPF. A participação de instituições de diferentes pontos geográficos no país, permitirá uma análise e recolha de IAPS adequada às regiões de incidência do projeto, incidindo sobre IAPS problemáticas no terreno sem contribuir para a sua disseminação, assim as 4 instituições participarão em ambas as ações desta atividade (1.1 e 1.2).

A atividade 2 terá como responsável o IPG, valendo-se da experiência e recursos da equipa na avaliação do potencial fitoquímico de diversos recursos naturais. A ação 2.1 será da responsabilidade da FEUP, contando com a colaboração do IPG. A ação 2.2 e 2.3 será da responsabilidade do IPG, tendo a colaboração ativa das equipas da FEUP, Nutrofertil e do CCPAM. O INIAV será responsável pela ação 2.4, tendo também a colaboração dos parceiros mais diretamente relacionados com as atividades de extração (FEUP e IPG). A FEUP liderará a ação 2.5, com a colaboração da Nutrofertil e Forestis.

A atividade 3 será coordenada pela FEUP pela experiência que possui na área da Bioengenharia, mais concretamente na valorização de resíduos com recursos a agentes biológicos (compostagem e digestão anaeróbia), tendo a colaboração do IPG, do INIAV e do CCPAM, que assegurarão os de ensaios de campo.

A atividade 4 será liderada pela Nutrofertil, atendendo ao seu conhecimento e experiência no desenvolvimento de fertilizantes orgânicos líquidos. Assim, a ação 4.1 será liderada pela Nutrofertil, com a colaboração do IPG e FEUP. A ação 4.2 será liderada pela FEUP, com colaboração do IPG, CCPAM e INIAV.

A atividade 5 será liderada pela CCPAM, que se focará no desenvolvimento de estratégias de comunicação para a valorização do conhecimento, trabalhando em colaboração com todas as instituições parceiras bem como todos os potenciais stakeholders das regiões de interesse.