Un modelo compartimental de orden fraccional fue utilizado recientemente para describir datos reales de la primera ola de la pandemia de COVID-19 en Portugal [Chaos Solitons Fractals 144 (2021), Art. 110652]. Aquí, modificamos ese modelo para corregir las dimensiones temporales y lo utilizamos para investigar la tercera ola de COVID-19 que ocurrió en Portugal desde diciembre de 2020 hasta febrero de 2021, y que ha superado a todas las olas anteriores, tanto en número como en consecuencias. Se formula y resuelve un nuevo problema de control óptimo fraccional, con la vacunación y medidas preventivas como controles. Se realiza un análisis de costo-efectividad y se discuten los resultados obtenidos.