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GESTÃO SUSTENTÁVEL DE RESÍDUOS, O CONTRIBUTO DA ECOLOGIA
INDUSTRIAL
GESTÃO SUSTENTÁVEL DE RESÍDUOS, O CONTRIBUTO DA ECOLOGIA
INDUSTRIAL
Paulo Manuel Cadete Ferrão
II JORNADAS DO CURSO DE ENGENHARIA DO AMBIENTE E BIOLÓGICA
2 de Março de 2012
• Desenvolvimento que garanta a satisfação das necessidades do presente sem comprometer a capacidade de as futuras gerações satisfazerem as suas próprias.
Desenvolvimento sustentável,Brundtland*
* “Our common future”, Brundtland Report, 1987
Modelo Convencional da Economia
Famílias
Empresas
Mercado
Serviços
Fluxos
financeiros
Consumo
Economia “real”: Um sistema aberto
Extracção
Resíduos
ConsumoProduçãoProcessamento
Reciclagem
Transformação
AMBIENTEImpactes ambientais Externalidades
Desenvolvimento Sustentável ?
Impacte Ambiental = Impacte Ambiental = (População)*(PIB/Capita)*(Impacte ambiental/PIB)(População)*(PIB/Capita)*(Impacte ambiental/PIB)
Aumento da Aumento da Eco-eficiênciaEco-eficiência
Papel da Papel da EngenhariaEngenharia
“A questão ambiental”
Haverá um problema mundial?
Pegada Ecológica
Ferramenta de avaliação que quantifica a área de ecosistemas produtivos, terrestres ou marinhos, necessária para suportar o consumo de recursos e os requisitos de assimilação de alguns poluentes associados a uma população.
Conceito de “carrying capacity”: população máxima que uma determinada zona pode suportar indefinidamente.
Metodologia de cálculo
• Os métodos de cálculo consideram diferentes tipos de utilização da Terra, como sejam:– Solo arável e pastagens
– Mar
– Floresta
– Minerais
– Espaço adaptado (infraestruturas)
– Energia: absorção de CO2
Solo arável e pastagens
• O solo arável corresponde ao solo mais produtivo, a qual pode gerar quantidades significativas de biomassa. Segundo a FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) existem na Terra, menos de 0.25 hectares per capita de solo arável.
• As pastagens correspondem a zonas não tão produtivas como as de solo arável e que são utilizadas para alimentar gado. Actualmente, estima-se a sua disponibilidade em 0.6 hectares per capita. O seu potencial para produzir biomassa é muito inferior ao do solo arável e, adicionalmente, a sua conversão em carne contribui para reduzir a energia bioquimica disponível de um factor de 10.
Espaços adaptados e Mar
• Os Espaços adaptados pelo homem, estendem-se hoje a valores que representam aproximadamente 0.03 hectares per capita.
• O Mar cobre mais de 6 hectares per capita. No entanto, estima-se que cerca de 95% da “produção ecológica” do mar ocorra em apenas 0.5 hectares per capita, os quais se usam para representar a capacidade produtiva do mar. Medir a produtividade ecológica do mar em termos de área (e não de volume), faz algum sentido, porque os factores mais relevantes para a sua produtividade estão associados à absorção de enrgia solar e a trocas gasosas com a atmosfera.
Floresta
• A Floresta é essencialmente utilizada para a produção de madeira. No entanto, serve muitos outros propósitos, como sejam a prevenção da erosão dos solos, a consolidação dos ciclos hidrológicos e a protecção da biodiversidade. Com esta definição, a floresta não é um candidato a sumidouro de CO2.
• Actualmente, devem estar disponíveis cerca de 0.6 hectares de floresta per capita
Energia
• A utilização de Energia obtida com base em combustíveis fósseis requer a sua absorção em biomassa, nomeadamente em novas florestas.
• No entanto, este conceito é frágil, pois há que prever a conservação da biomassa de forma a que esta não venha a ser transformada em CO2.
Pegada Ecológica: Quantificação
• Área de ecossistemas produtivos disponíveis na Terra:–Solo arável: 0,25 hectares/capita–Espaços adaptados: 0,03 hectares/capita–Pastagens: 0,60 hectares/capita–Mar: 0,50 hectares/capita–Floresta: 0,60 hectares/capita
TOTAL: 2 hectares/capita
No entanto, para além do Homem, cerca de 30 milhões de espécies devem ocupar algum desse espaço. Considerando, de acordo com a World Commission on Environment and Development, que pelo menos 12% da capacidade ecológica lhes deve ser atribuida para preservação da biodiversidade: TOTAL disponível para o Homem: 1,7 hectares/capita
Temos um problema...
http://www.panda.org/news_facts/publications/general/livingplanet/index.cfm
Cálculos personalizados
Pegada Ecológica - Exemplos
http://www.ecouncil.ac.cr/rio/focus/report/english/footprint/ranking.htm
Population FootprintAvailable capacity
Ecological deficit (if negative) Total fp Total av.cap
(in 1997) in [ha/cap] in [ha/cap] in [ha/cap] [km2] [km2]
Argentina 35,405,000 3.9 4.6 0.7 1,380,795 1,628,630
Australia 18,550,000 9 14 5 1,669,500 2,597,000
Austria 8,053,000 4.1 3.1 -1 330,173 249,643
Netherlands 15,697,000 5.3 1.7 -3.6 831,941 266,849
New Zealand 3,654,000 7.6 20.4 12.8 277,704 745,416
Nigeria 118,369,000 1.5 0.6 -0.9 1,775,535 710,214
Norway 4,375,000 6.2 6.3 0.1 271,250 275,625
Pakistan 148,686,000 0.8 0.5 -0.3 1,189,488 743,430
Peru 24,691,000 1.6 7.7 6.1 395,056 1,901,207
Philippines 70,375,000 1.5 0.9 -0.6 1,055,625 633,375
Poland, Rep 38,521,000 4.1 2 -2.1 1,579,361 770,420
Portugal 9,814,000 3.8 2.9 -0.9 372,932 284,606
Russian Federation 146,381,000 6 3.7 -2.3 8,782,860 5,416,097
Singapore 2,899,000 7.2 0.1 -7.1 208,728 2,899
South Africa 43,325,000 3.2 1.3 -1.9 1,386,400 563,225
Spain 39,729,000 3.8 2.2 -1.6 1,509,702 874,038
Sweden 8,862,000 5.9 7 1.1 522,858 620,340
Switzerland 7,332,000 5 1.8 -3.2 366,600 131,976
Thailand 60,046,000 2.8 1.2 -1.6 1,681,288 720,552
Turkey 64,293,000 2.1 1.3 -0.8 1,350,153 835,809
United Kingdom 58,587,000 5.2 1.7 -3.5 3,046,524 995,979
United States 268,189,000 10.3 6.7 -3.6 27,623,467 17,968,663
Venezuela 22,777,000 3.8 2.7 -1.1 865,526 614,979
WORLD 5,892,480,000 2.8 2.1 -0.7
Limitações do conceito
• A selecção de produtos considerados na métrica não é exaustiva e, em questões ambientais, quantidade não é perigosidade.– A pegada ecológica não inclui todos os impactes
ambientais, apenas considera o consumo de recursos e a regeneração de alguns poluentes pela biosfera.
• O conceito deixa de fora questões sociais e económicas.
Da contabilização à motivação
• A área biologicamente produtiva disponível por pessoa é inferior a 2 hectares.
• A pegada Ecológica média excede já significativamente (>30%) a área disponível.
• Estamos perante um “deficit de sustentabilidade”: O capital natural, de cuja sobrevivência dependemos, está a diminuir.
Mudança de Paradigma e Práticas Correntes
MétricaÉ importante
Ferramentas
Nova Visão
Novos Conceitos
Novas condutas
Novos objectivos
Decisão
Medição
Práticas
Objectivos
Redução do nível de ansiedade
Estágio de Mudança de Paradigma
Estágio de Práticas Correntes
ConsciênciaFrustração ?Ansiedade ?
MetáforasSão importantes
Extensão da responsabilidade Extensão da responsabilidade do produtordo produtor
Eco-eficiênciaEco-DesignConceito de Ciclo de Vida
ACV
Orientada para o Orientada para o produtoproduto
Business-as-usualBusiness-as-usual
Cumprimento da legislaçãoPrevenção da poluição
EIA, Auditorias energéticas
Orientada para o Orientada para o processoprocesso
Evolução das estratégias ambientaisEvolução das estratégias ambientais
A Ecologia Industrial no contexto da evolução das estratégias ambientais
RSU
Outros
EEE
Espaç
o do c
iclo d
e vida
do pr
oduto
Ambiente
Automóvel
Fabrico de componentes
Fabrico de componentes
Montagem do
veículo
Montagem do
veículo
UsoUso
Recursos Resíduos (VFV)
Ciclos de vida do produto
Outros
RSU
EEE
AutomóvelFabrico dos
componentesFabrico dos
componentesMontagem dos componentes
Montagem dos componentes
UsoUso
Incineração
Aterro
Recursos
Reciclagem
Espaço do ambiente
Tecn
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Frag
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Espaç
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e vida
do pr
oduto
Ecologia IndustrialEcologia Industrial
Sustentabilidade globalEcossistemas industriais fechadosPromoção de trocas de resíduos
Visão sistémicaVisão sistémica
+, MFA,...
A Ecologia Industrial no contexto da evolução das estratégias ambientais
Extensão da responsabilidade Extensão da responsabilidade do produtordo produtor
Eco-eficiênciaEco-DesignConceito de Ciclo de Vida
ACV
Orientada para o Orientada para o produtoproduto
Business-as-usualBusiness-as-usual
Cumprimento da legislaçãoPrevenção da poluição
EIA, Auditorias energéticas
Orientada para o Orientada para o processoprocesso
Evolução das estratégias ambientaisEvolução das estratégias ambientais
Ecologia Industrial: Principais conceitos
• A capacidade Natural para o fecho de ciclos deve ser replicada nos sistemas industriais.
– Fechar os ciclos dos materiais
– Promover a utilização da energia em cascata
– Aproximar os sistemas do “equilibrio termodinâmico”
• Equílibrar o desenvolvimento Humano com Equílibrar o desenvolvimento Humano com NaturezaNatureza.– Balizar o crescimento (com respeito pela capacidade
natural de regeneração)
Economias Industrial e Natural
Economia Industrial Economia Natural
Impulsionada por questões financeiras
Produção centralizada, em larga escala
Monoculturas
Sistema linear, baseado no mercado de matérias primas
Ênfase na produção
Resíduos sem valorização (lixo):deficiência na utilização de recursos
Impulsionada pela energia solar
Produção descentralizada, com dispersão de riscos
Diversidade
Sistema circular, capacidade de renovar
Ênfase na reprodução
Reciclagem de resíduos
Ecossistema Industrial
Um ecosistema industrial é constituido por uma rede de empresas e outras organizações estabelecidas numa determinada região, as quais decidiram interagir trocando sub-produtos de uma forma que promova um ou mais dos seguintes benefícios relativamente operações não interactuantes:
• Redução no total de consumo de materiais
• Redução das emissões poluentes e da produção de resíduos
• Aumento da eficiência energética
• Maior valor acrescentado
Prof. John Ehrenfeld, MIT
Análise do metabolismo da economia
• O método da análise do fluxo de materiais
• Interacções entre o desenvolvimento económico e o consumo de materiais
• Análise dinâmica do consumo de materiais na economia Portuguesa
• O metabolismo da economia Portuguesa, análise do “balanço de massa” no ano 2000
• O método da análise do fluxo de materiais
• Interacções entre o desenvolvimento económico e o consumo de materiais
• Análise dinâmica do consumo de materiais na economia Portuguesa
• O metabolismo da economia Portuguesa, análise do “balanço de massa” no ano 2000
Ambiente Interno
O método da análise do fluxo de materiais
Sistema Económico Exportações
OutputDoméstico,(DPO) Impactes no
ambiente doméstico
Ar Água
Ar Água
TMRTMR
Fluxos externos não considerados
Fluxos domésticos não considerados
Fluxos domésticos não considerados
Importações
DMIDMIExtracção doméstica
StocksStocks
Portugal no contexto Europeu
Adaptado de Bringezu and Schütz, 2000, Total Material Requirement of the European Union, European Environment Agency, Technical report No 55.
(1988-1997)
Estamos em transição!
De que tipo?
É inevitável ?
Evolução do DMI Português
• Fonte
“Revolução, evolução não chega”, ...talvez!
Canas, A., Ferrão, P., Conceição, P. (2001) “Material inputs of the Portuguese economy: the DMI approach”. 1st International Society or Industrial Ecology Conference-– The science and Culture of Industrial Ecology, Leiden, The Netherlands, November, 12th- 14th, 2001.
Composição do DMI
Adaptado de Ângela Canas(2002) “Análise da Intensidade de Utilização de Materiais na Economia”, Dissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão de Tecnologia
• O principal contributo para a evolução do consumo de materiais domésticos não renováveis provém da categoria de pedra, argila e areia.
• O principal contributo para a evolução das importações provém da categoria de combustíveis
Análise do metabolismo da Economia Portuguesa
Portugal
90,0
100,0
110,0
120,0130,0
140,0
150,0
160,0
170,0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Ano
(199
0=10
0)
DPO para o ar (CO2)
Total DMI
GDP (US$, 1990)
Tempo de metabolização
Uma nova curva de Kuznets ?
itititit yydmi 2210
Canas, A., Ferrão, P. and Conceição, P. (2003) “A new environmental kuznets curve? Relationship between direct material input and income per capita: evidence from industrialized countries”. Ecological Economics. Volume 46, Issue 2, September 2003 , Pages 217-229.
Consumo energético vs. PIB(1991-2000)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000
PIB per capita (Euro/capita)
Co
nsu
mo
en
erg
étic
o p
er c
apit
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go
e/ca
pit
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Pt
GrEsp It
RU
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Sue
Hol
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DinUE15Fr Alem
Irl
Lux
Evolução da capitação de RSU vs. PIB na UE, 1995-2000
Evolução da capitação de RSU face ao PIB na UE (excepto Luxemburgo) (1995*-2000*)
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000 22.000 24.000 26.000 28.000 30.000
PIB per capita em Euros (com base em PPC)
Cap
itaçã
o de
RS
U (k
g/ha
b.an
o)
Grécia**
Portugal
Espanha
Reino Unido*
Irlanda
Itália
EU-15
Dinamarca
Suécia***
Áustria*Finlândia***
Belgica
FrançaAlemanha
Holanda
Ferrão, P., Ribeiro, P. E Costa, I. (2003). Os RSU em Portugal: Evolução num contexto Europeu. Golden Book dos Resíduos Sólidos - Ambiente Qualidade
Metabolismo da economia Portuguesa, no ano 2000
S. Niza and P. Ferrão (2004) “ Metabolism of a transitional economy: The Portuguese case study”. Paper submitted for publication in the journal: Resources, Conservation and Recycling.
DPO da economia Portuguesa, no ano 2000
S. Niza and P. Ferrão (2004) “ Metabolism of a transitional economy: The Portuguese case study”. Paper submitted for publication in the journal: Resources, Conservation and Recycling.
40
23
1
6
2
8
Resíduos de biomassa Emissões
Cinzas Resíduos de construção e demolição
RSU sem biomassa Outros resíduos Industriais
Valores em Mt
Objectivos estratégicos estabelecidos para a fase de uso:
2008/2009 – metas de 140 g/km/veículo novo para as emissões de CO2 (Recomendações da Commissão envolvendo as associações de contrutores europeus - ACEA, japoneses - JAMA e coreanos - KAMA)
Extensão da responsabilidade do produtor: o automóvel
Políticas ambientais baseadas no conceito de ciclo de vida do produto
Directiva Europeia sobre VFV.
As exigências a partir do ano de 2015 constituem critérios para a homologação de automóveis a partir do ano de 2005.
Valorização Energética < 5 %
Valorização > 85 %
Eliminação < 15 %
2006Reutilizaçãoe Reciclagem > 80 %
2015
> 95 %
< 5 %
< 10 %
> 85 %
Valorização de VFV
Mov02118.mpg
Mov02120.mpg
Interacções com a Economia: Soc. Gest. de prod. fim de vida: Valorpneu, ...
VALORPNEU: PU entregues sem encargos
Acesso a recauchutadores e carcaceiros
Utilizador Distribuidor Ponto de recolha ValorizadorTriagem
PUNR
Reciclador Instituto dos
PU PU PUR CAGEP
PUNR
Valoriz.
Energético
PUNR PUNR
(fragmentado)Outros fins
Aterro
P REC.
PUNR
RecauchutadorCarcaceiro
PU = Pneu usado P REC = Pneu recauchutado
PUR = Pneu usado recuperável VFV = Veículo em Fim de Vida
PUNR = Pneu usado não recuperado
Fluxo de pneus fora da área de intervenção da Valorpneu, lda
Fluxo monetário fora da área de intervenção da Valorpneu, Lda
Fluxo de pneus na área de intervenção da Valorpneu, Lda
Fluxo monetário na área de intervenção da Valorpneu, Lda
Fluxo monetário a cargo do produtor
Contratos Área de intervenção da Valorpneu, Lda
Fluxo de informação Licenciamento / controle / assessoria
PRODUTOR
VALORPNEU, LDA
Resíduos
VFV
Triagem
PUNR
(Fragmentador)Transformador
Ecovalor
Pesquisa & Desenvolvimento
Comunicação
Simbioses Industriais e Eco Parques
Simbioses Industriais e Eco Parques
Dra. Inês Costa
Prof. Paulo Ferrão
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Empresas
• DFE
• Prevenção poluição
• Eco eficiência
• Green accounting
Entre Empresas
• Simbioses Industriais
• Avaliação de ciclo de vida
• Iniciativas sectoriais
Regional/Global
• Fecho de ciclos
• MFA
• Desmaterialização e descarbonização
Evolução cultural, ética e religiosa
Evolução institucional
OPERACIONALIZAÇÃO
Simbioses Industriais
CONCEITO
Objectivo: assegurar a eficiência dos recursos materiais e económicos, através da promoção de sinergias entre fluxos de materiais ou energéticos em indústrias de diferentes sectores
Os efluentes produtivos, de baixo valor, de uma empresa podem ser redireccionados e utilizados como matérias primas de outras entidades regionais e locais, a preços competitivos.
Redução de custos
Redução de impactos
Fortalecimento das economias locais
Vantagens competitivas sustentáveis
Simbioses Industriais
CONCEITO
Recursos
Produtos
Sub produtos
Resíduos/Emissões
Materiais
Energia
Água
Gestão de resíduos
Simbioses Industriais
IDENTIFICAÇÃO
Recursos
Produtos
Sub produtos
Resíduos/Emissões
Materiais
Energia
Água
Simbioses Industriais
IMPLEMENTAÇÃO
Recursos
Produtos
Sub produtos
Resíduos/Emissões
Materiais
Energia
Água
Ultrapassar barreiras/desafios
Simbioses Industriais
TRANSPOR BARREIRAS
Complexidade
Processual
Disponibilização de
Informação
Custos Económic
osPrograma de Simbiose
Industrial
Espaço/canal de comunicação entre empresas, dispondo de:
• materiais disponibilizados;
• agentes envolvidos na transacção;
• características de resíduos e processos;
• informação técnica;
• apoio técnico
• Lei mais avançada;
• Viabilização de um regime de comércio dos resíduos destinados a valorização;
• Maior leque de destinos finais possíveis;
• Atribuição de valor acrescentado aos resíduos;
• Optimização da cadeia de valor na valorização de resíduos;
• Menores custos na valorização de resíduos.
Simbioses Industriais
IMPLEMENTAÇÃO
Recursos
Produtos
Sub produtos
Resíduos/Emissões
Recursos
Recursos alternativos
Produtos Inovadores
Tecnologias inovadoras
Simbioses Industriais
PROCESSO DE CRIAÇÃO
ProgramaSimbiose Industrial
Produtor
Receptor
a) Identidade;
b) Identificação do tipo, quantidade e
localização do efluente;
c) Processo produtivo em que o efluente de produção vai ser utilizado, prazo de utilização;
d) Declaração certificativa de que o efluente
é apto de ser utilizado, como matéria-prima no processo produtivo declarado.
Entidade oficial /INR
AutorizaçãoTransacção
Comunicação da contratualização da
transacção
Notifica
Valida
Simbioses Industriais
TIPOLOGIA DE SIMBIOSES
Eco Parques Industriais
Ocorre numa área definida onde um
conjunto de empresas estão
localizadas, podendo partilhar
matérias-primas, energia e serviços
como transporte, marketing e
licenciamento, envolvendo também a
interactividade com a comunidade
envolvente
Empresas organizadas “virtualmente”
numa região relativamente vasta
Compreende a comunidade de uma vasta
região económica, na qual o potencial de
identificação de parcerias é elevado
simplesmente devido ao grande número de
empresas existentes. Normalmente estão
associados a mecanismos tipo “bolsa de
resíduos”, embora o nome seja limitativo
quanto ao tipo de recursos que poderiam
constituir o intercâmbio entre empresas,
devendo incluir recursos materiais,
energéticos e mesmo serviços.
Dinamizam mecanismos de melhoria de eficiência na utilização de recursos,
integrando tecnologias centradas nas trocas de recursos e infraestrutura ,
destacando-se de uma abordagem preventiva
Eco Parques Industriais
CONSTRANGIMENTOS
Parque Industrial Eco parque industrial
• As comunidades envolventes não podem bloquear a instalação de potenciais negócios, apenas com base na falha de ajuste entre as necessidades de materiais de input e de output das empresas;
• As pequenas e médias empresas (PME), apesar de procurarem uma optimização dos recursos e eficiência de custos, podem não possuir a capacidade financeira para investir em tecnologias que permitam ligar-se aos seus vizinhos;
Eco Parques Industriais
VANTAGENS
• Trocas de subprodutos
• Emparelhamento com vendedores regionais
• Compras colectivas
• Distribuição de energia onsite
• Cogeração de energia e calor
• Estratégias de energias renováveis
• Reutilização de água, pré-tratamento
• Gestão local inovadora
• Armazenamento e transportes partilhados
• Partilha de informação
• Umbrella permitting
• Facilidade de intercambio de trabalhadores
Eco Parques Industriais
IMPLEMENTAÇÃO
1 – Definição prévia de :
* partes interessadas do projecto/empresas interessadas
* papel das entidades envolvidas
* mecanismo de gestão do projecto
* mecanismo de financiamento do projecto
2 – Análise de condicionantes sociais, económicas e físicas à implementação de um eco parque industrial, e mecanismos que permitam agir sobre essas condicionantes.
3 - Análise dos potenciais benefícios, de ordem social, económica e ambiental para a região, resultantes da implementação de um EPI
4 - Concepção e desenvolvimento de Políticas de estabelecimento do Eco-Parque, incluindo condicionantes, especificações e incentivos para a localização
Eco Parques Industriais
IMPLEMENTAÇÃO
5 – Identificação e análise das tecnologias necessárias para a aplicação do conceito de simbiose industrial: recuperação/valorização/reciclagem
6 – Concepção e desenvolvimento de acções de sensibilização e informação paralelas, privilegiando as relações públicas com profissionais, centros de informação ou exposição e à população local, dirigidas aos vários grupos de interesse e à escala nacional e regional
7 – Criação de uma comissão de acompanhamento do projecto, constituída por peritos internacionais nas áreas científica e empresarial e da administração autárquica e central.
8 - Concepção e desenvolvimento de uma plataforma web (portal de Internet) dedicada ao acompanhamento da evolução do Eco Parque
9 - Desenvolvimento de programa de monitorização e acompanhamento
O MUNICÍPIO
O Eco Parque da Chamusca
11 492 habitantes ~ 4500 familias (censos 2001) / 12 922 habitantes (censos 1991)
Variação do número de habitantes com + 65 anos: +16.2% relativamente a ‘91
Escolaridade predominante: 1º ciclo ensino básico
746 km2, divididos em sete freguesias
Terreno para instalação de PME’s. Fábrica de
aproveitamento de soros de leite, sucatas, plásticos, etc. Já
loteado
CIRVERAterro RIB, RSU, estação triagem
Resitejo
Central de valorização de resíduos orgânicos