O projeto SIGNAL visa contribuir para o domínio prioritário da transição ecológica, em conformidade com o Pacto Ecológico Europeu. Para esse efeito, serão desenvolvidas soluções inovadoras e económicas para diagnosticar e monitorizar a poluição química. Os ecossistemas aquáticos em todo o mundo estão sob enorme pressão devido à poluição química e a vários fatores de stresse antropogénicos, o que causa perdas ao nível da qualidade da água, da biodiversidade, da integridade ecológica e dos benefícios que estes ecossistemas proporcionam. As principais fontes de contaminantes, incluindo alguns potencialmente perigosos tais como as substâncias emergentes, têm origem na remoção incompleta destes nas estações de tratamento de águas residuais (ETARs). Os efluentes libertados das ETARs dificultam a reutilização da água no âmbito da economia circular, bem como a conservação e restauração dos ecossistemas, contudo, a eficácia toxicológica das ETAR é raramente avaliada. Apesar do enquadramento legislativo europeu (Diretiva-Quadro da Água, Diretiva-Quadro da Estratégia Marinha e Lei da Restauração da Natureza), a maioria dos sistemas aquáticos não é alvo de monitorização regular que permita detetar e gerir a sua qualidade ecológica. Da mesma forma, as ações de restauração dos ecossistemas são raramente avaliadas em termos de integridade ecológica ou do sucesso esperado na recuperação. Isto deve-se ao facto de os métodos biológicos recomendados para o diagnóstico e monitorização serem dispendiosos, complexos e demorados, e muitas vezes não serem suficientemente sensíveis para detetar efeitos prejudiciais em baixas concentrações e estabelecer ações de proteção oportunas. É o caso dos ensaios padrão de ecotoxicidade aquática baseados em parâmetros apicais (e.g. mortalidade, reprodução), que envolvem a recolha de dados de vários compartimentos ambientais, análises químicas complexas, avaliação taxonómica e funcional e sequenciação molecular. Tal não é viável para fornecer, de forma rotineira, indicações de alerta precoce adequadas para priorizar avaliações e identificar áreas de intervenção urgente, sendo necessário desenvolver métodos de efeitos biológicos sensíveis, práticos e acessíveis, capazes de detetar os efeitos integrados de misturas complexas num contexto de múltiplos fatores de stress e de alterações climáticas que influenciam fatores abióticos fundamentais para a fisiologia animal, e.g. níveis de CO₂, oxigénio, temperatura, nitrato e fosfato. Nessas misturas, os contaminantes podem interagir nos organismos, causando efeitos sinérgicos ou antagónicos que não são detetados nas avaliações individuais. A nossa visão é que a espectroscopia Raman vibracional (RS) possa ser aplicada para avaliar esses efeitos e diagnosticar a qualidade da água e a saúde dos ecossistemas. Esta técnica permite a aquisição de grandes quantidades de dados em pouco tempo e a um baixo custo analítico, produzindo avaliações qualitativas e quantitativas da composição química e da estrutura molecular das amostras, ou seja, impressões digitais moleculares para análise quimiométrica. Inicialmente utilizada nas ciências dos materiais, tem vindo a ser aplicada à caracterização de amostras biológicas e à investigação de processos de saúde e doenças. A nossa equipa fez a primeira aplicação desta tecnologia ao diagnóstico da qualidade ecológica (prova de conceito com diatomáceas). O objetivo do projeto SIGNAL é desenvolver métodos de monitorização com base nesta aplicação. Esta ideia foi desenvolvida até ao nível de maturidade tecnológica 3 (TRL3) em projetos anteriores da equipa. O projeto SIGNAL continuará a desenvolver a sua aplicação no diagnóstico rotineiro da qualidade da água, utilizando espécies-alvo (e.g. embriões de peixe-zebra, caracóis e diatomáceas) e monitorização específica do local. Os dados RS serão obtidos através de desenhos experimentais em laboratório e em cenários de exposição reais, de modo a aumentar o seu desenvolvimento até ao nível TRL4 ou TRL5. Os beneficiários finais serão as partes interessadas nos setores ambiental e hídrico, na indústria, nas agências (estatais) e o público em geral. O produto final pode ser facilmente incorporado em laboratórios analíticos convencionais a um baixo custo. O objetivo é desenvolver um método inovador de vigilância sustentada da poluição, conforme consagrado em políticas internacionais. Neste sentido, três dos dez Desafios da Década do Oceano (ODC) estão relacionados com a poluição, ligando os ODS 6 e 14 da ONU. Estes incluem o mapeamento de contaminantes, de modo a compreender múltiplos fatores de stress e a desenvolver soluções para monitorizar, proteger e restaurar ecossistemas e biodiversidade em condições de alteração climática. Estes objetivos refletem-se também no ENEI e no ER nacionais e no S3 Norte 2027.
