Breve Introdução

O desenvolvimento tecnológico tem permitido, como em nenhuma outra fase da história humana, o conhecimento cada vez mais detalhado de ambientes extremos como o fundo dos oceanos ou as profundezas do sistema solar.  Por outro lado, as alterações climáticas, que são particularmente sentidas nas Regiões Polares, têm provocado efeitos nefastos como a diminuição da área do gelo marinho ou a degradação do solo permanentemente gelado (permafrost). Estes dois últimos aspetos têm conduzido a profundas alterações socio-económicas, particularmente no Ártico com a abertura de novos canais de navegação ou a novos desafios para a engenharia civil resultantes do colapso de infraestruturas. 

As Regiões Polares, os Oceanos e o Espaço estão na agenda internacional como novas plataformas para o desenvolvimento científico e tecnológico, a exploração de bio- e geo- recursos e, em última análise, poderão potenciar novos aglomerados de desenvolvimento económico e social.

A estratégia de criação deste Minor enquadra-se nos novos desafios que são colocados à comunidade científica e académica no sentido de formar profissionais em todas as áreas das ciências e engenharias relativas à observação, monitorização, recolha e desenvolvimento de plataformas tecnológicas de exploração de ambientes extremos desde o fundo dos oceanos ao sistema solar.

Parcerias e Colaborações:

Reviews

O minor em Ambientes Extremos é extremamente interessante e acessível a alunos das mais diversas áreas. As aulas são variadas com diferentes palestras, tanto nacionais como internacionais, e também algumas visitas de estudo. Os temas abordados são amplos, abrangendo desde ambientes do nosso planeta (desertos, pólos, oceanos) até mundos distantes do nosso sistema solar, sendo o conhecimento obtido em todas as aulas valioso e não assoberbante quando se trata de avaliação.

Rodrigo Dias, Mestrado em Biotecnologia (MBiotec)

Os conhecimentos adquiridos nas três unidades curriculares que constituem este Minor, permitiram que tivesse um olhar diferente sobre o Planeta e o Espaço que habitamos, principalmente na maneira em como estes podem ser estudados. As aulas teóricas aliadas com as saídas de campo tornaram esta experiência muito enriquecedora. 

Francisco Oliveira, Mestrado em Engenharia Naval e Oceânica (MENO)

Com este Minor, pude aprofundar os meus conhecimentos sobre os diversos ambientes extremos, tal como os métodos corretos para uma campanha de amostragem nesses mesmos ambientes. Os professores estavam dedicados a proporcionar aulas interessantes, palestras com especialistas e até visitas de trabalho.

Madalena Carvalho, Mestrado em Engenharia do Ambiente (MEAmb)

É um Minor extremamente acessível, que nos dá uma visão vasta de diversos ambientes extremos na Terra e de como chegar até eles, tanto remotamente como fisicamente, indo até às diferentes técnicas de amostragem para cada um.

Catarina Louro, Mestrado em Engenharia Química (MEQ)

Este Minor juntou palestras de investigadores nacionais e internacionais com trabalho de campo. Foi diferente de qualquer outra experiência que tive no meu percurso académico, na melhor forma possível.

Francisco Calapez, Mestrado em Ciências e Engenharia Moleculares (MMSE)

Sendo uma área pela qual sempre tive um grande fascínio, ingressei o Minor de Ambientes Extremos, no qual conseguimos aprender sobre uma grande variedade de temas como desertos, permafrost, sistema solar, sinais de vida noutros planetas, entre outros. Não só adquirimos conhecimento teórico, como também aprendemos a utilizar as ferramentas necessárias para a correspondente análise e amostragem sem ficarmos carregados no que toca à avaliação.

Manuel Soares, Mestrado em Engenharia Biológica (MEBiol)

É um Minor que no dá a oportunidade de conhecer e aprender a utilizar técnicas adaptadas aos ambientes especiais e únicos dentro e fora do nosso planeta.

João Coelho, Mestrado em Engenharia Química (MEQ) 

As aulas foram interessantes e tivemos imensas visitas de estudo para visualizar o que aprendemos em aula. O Minor tem uma abordagem muito prática e incentiva muito o espirito crítico a respeito do que se aprendeu, tornado a experiência de aprendizagem em algo leve, útil e recompensador.

Miguel Albino, Mestrado em Engenharia Geológica e Minas (MEGE)

Informação Adicional:

Folheto do Minor

Coordenação:

Prof. João Canário Department of Chemical Engineering: joao.canario@tecnico.ulisboa.pt
Prof. Zita Martins Department of Chemical Engineering: zita.martins@tecnico.ulisboa.pt

Objectivos

Este  Minor centra-se em três grandes áreas relacionadas com ambientes extremos: (1) Observação (2) Caracterização (3) Técnicas e Metodologias de Amostragem.

Desta forma, os objetivos gerais são:

1. Descrever as mais recentes técnicas de processamento, integração e análise de imagens digitais de deteção remota multi-escala e multi/hiper-espectrais de observação da Terra e dos corpos celestes do sistema solar de forma a permitir a caracterização e monitorização das suas superfícies.
2. Indicar os vários tipos de ambientes extremos existentes, quais os métodos de análise mais indicados para cada tipo, e quais as aplicações para cada um dos ambientes em estudo. 
3. Apresentar as mais recentes técnicas e metodologias de amostragem, nomeadamente as suportadas em veículos autónomos equipados com sensores e atuadores apropriados, discutindo vantagens e desvantagens, e associando desta forma a técnica mais adequada ao ambiente em estudo. 

Destinatários

O Minor tem aplicação direta a todos os curso do Técnico. 

Poderá servir para complemento curricular importante para Engenharia do Ambiente, Engenharia Geológica e de Minas, Engenharia Química, Química, Engenharia Biológica, Engenharia Aeroespacial, Engenharia Eletrotécnica e de Computadores, Engenharia Naval e Oceânica e Engenharia Mecânica. 

Não existem requisitos especiais para a frequência deste Minor. É, no entanto, recomendada uma formação base de química, física, matemática e biologia. Os candidatos serão selecionados de acordo com as avaliações finais em disciplinas equivalentes às acima mencionadas.

Número de vagas anuais: 30

Saídas Profissionais

O Minor em Ambientes Extremos constitui uma oferta pioneira e extremamente inovadora a nível nacional e internacional. No contexto proposto, os temas abordados são só parcialmente lecionados num número reduzido de universidades americanas com reputação internacional, de que são exemplos singulares a Penn State University e a Universidade da Califórnia em San Diego. 

Por outro lado, e baseado no crescente consumo de minerais nos países desenvolvidos e em desenvolvimento, muitos cientistas sugerem que as reservas de minerais no nosso planeta são limitadas e que se podem esgotar nas próximas décadas, sendo por isso necessário recorrer a outras fontes. Empresas privadas como a Deep Space Industries (adquirida recentemente pela Bradford Space) ou a Planetary Resources têm como objetivo expandir a base de recursos naturais da Terra, desenvolvendo e implantando tecnologias para extração de minerais de asteroides, sendo as duas principais empresas mundiais do sector. Embora o objetivo a longo prazo da Planetary Resources seja a extração em asteroides, o primeiro passo será uma pesquisa para localizar os melhores alvos de asteroides próximos à Terra, usando satélites na órbita da Terra criados especificamente para o uso. 

A temática dos ambientes extremos, em particular dos Oceanos e Espaço tem igualmente interesse num contexto nacional para empresas como a Spin Works, e num contexto internacional, por exemplo no Programa MIT-Portugal que se foca na promoção de pesquisas entre o MIT e as universidades, institutos de pesquisa, laboratórios, e empresas Portuguesas, sendo uma das áreas de investigação “dos Oceanos ao Espaço” (https://www.mitportugal.org/research/research-areas/earth-systems-oceans-to-near-space). 

Regime de Funcionamento

Este Minor compreende três unidades curriculares de 6 ECTS cada:

(i) Deteção Remota - DR - (Ano 1/1º Período)

(ii) Ambientes Extremos na Terra e no Espaço - AETE - (Ano 1/4º Período)

(iii) Técnicas e Metodologias de Amostragem em Ambiente Extremos - TMAAE - (Ano 2/2º Período)

 

As três UC decorrerão ao longo de três Períodos, sendo que os dois primeiros serão dedicados à observação e amostragem em ambientes extremos, e o final à caracterização e potencialidades dos referidos ambientes. De um modo geral, em cada uma das UC propõe-se:

A UC de Deteção Remota (6 ECTS). Compreende 3h semanais de aulas teóricas e 1.5h semanal de aulas práticas em LTI. Esta UC fornece uma base teórica alargada, desde as mais elementares técnicas até aos mais avançados e recentes métodos de processamento de dados de Deteção Remota. A UC pretende que os alunos fiquem com as capacidades necessárias para conceber estratégias e implementar soluções adequadas para resolver problemas aplicados através dos dados de deteção remota. Organiza-se em torno dos seguintes tópicos: 1) Descrição das missões de Observação da Terra e do Espaço, e características das várias plataformas e sensores; 2) Técnicas de pré-processamento, filtragem, segmentação e classificação; 3) Métodos de integração de dados multi-plataforma da mesma região geográfica captados por sensores com diferentes características (óticos, radar, laser, geofísica, térmicos) em plataformas espaciais (satélites) e aerotransportadas (aviões e drones); 4) Avaliação multitemporal para deteção quantitativa de mudanças; 5) Estabelecimento de correlações entre análogos terrestres e planetários baseada em características quantitativas extraídas de imagens.

A UC de Ambientes Extremos na Terra e no Espaço (6 ECTs). Compreenderá 4h de aulas teóricas (2h+2h) semanais, e 3h de teórico-prática, onde se irão resolver vários problemas e exercícios práticos. Nesta UC irão discutir-se os requisitos básicos para a habitabilidade (água líquida; elementos químicos essenciais à vida e metais de transição; fontes de energia). Vida em ambientes extremos (definição de extremófilos; fontes hidrotérmicas, gelo da Antártica, desertos quentes; pH alto/baixo, salinidade, falta de luz; importância para missões espaciais). Caracterização das regiões polares em termos geológicos, glaciológicos, biológicos e climáticos. Principais diferenças entre o Ártico e a Antártida. Efeitos das alterações climáticas nas Regiões Polares e as suas consequências nas baixas latitudes. As Regiões Polares como reservas de recursos biológicos e geológicos: vantagens e constrangimentos na sua exploração. Os oceanos. Processos químicos, físicos, biológicos e geológicos nos oceanos. Características dos mares profundos nomeadamente no que se refere aos recursos biológicos e geológicos. Os desertos como ambiente extremo. Sistemas vulcânicos. Missões espaciais para ambientes extremos no sistema solar (localizações; assinaturas de vida). Caracterização de planetas e luas do sistema solar. Ambientes extremos e deteção de vida no sistema solar (processos biológicos ou geológicos que libertam metano em Marte; missões espaciais passadas/presentes/futuras de deteção de vida; definição). 

A UC de Técnicas e Metodologias de Amostragem (6 ECTS). Compreenderá 3h de aulas teóricas semanais, 1.0h práticas e de 3h de laboratório/campo. Os alunos serão divididos em grupos e agrupados em turnos de forma a que as aulas práticas tenham a duração de 3h e, cada turno aula de 2 em 2 semanas. Nestas aulas práticas será potenciado o trabalho de campo e experimental prevalecendo-se o contacto com técnicas e metodologias de amostragem em ambiente marinho, polar, vulcânico, desértico e espacial. Os conteúdos UC serão divididos em cinco blocos: Oceano, Desertos, Vulcões, Regiões Polares e Espaço. Nos cinco blocos, serão expostos e discutidos diferentes técnicas e metodologias de amostragem nos diferentes ambientes, incluindo as suportadas por veículos autónomos tais como drones, rovers e sondas espaciais. Esta UC tem uma componente de campo.

Coordenadores

A informação contida nesta página é da responsabilidade da equipa de coordenação do curso.