Aqüífero livre ou freático
É aquele constituído por uma formação geológica permeável e superficial, totalmente aflorante em toda a sua extensão, e limitado na base por uma camada impermeável. A superfície superior da zona saturada está em equilíbrio com a pressão atmosférica, com a qual se comunica livremente. Os aqüíferos livres têm a chamada recarga direta. Em aqüíferos livres o nível da água varia segundo a quantidade de chuva. São os aqüíferos mais comuns e mais explorados pela população. São também os que apresentam maiores problemas de contaminação.
Aqüífero confinado ou artesiano
É aquele constituído por uma formação geológica permeável, confinada entre duas camadas impermeáveis ou semipermeáveis. A pressão da água no topo da zona saturada é maior do que a pressão atmosférica naquele ponto, o que faz com que a água ascenda no poço para além da zona aqüífera. O seu reabastecimento ou recarga, através das chuvas, dá-se preferencialmente nos locais onde a formação aflora à superfície. Neles, o nível da água encontra-se sob pressão, podendo causar artesianismo nos poços que captam suas águas. Os aqüíferos confinados têm a chamada recarga indireta e quase sempre estão em locais onde ocorrem rochas sedimentares profundas (bacias sedimentares).
O aqüífero semi-confinado que é aquele que se encontra limitado na base, no topo, ou em ambos, por camadas cuja permeabilidade é menor do que a do aqüífero em si. O fluxo preferencial da água se dá ao longo da camada aqüífera. Secundariamente, esse fluxo se dá através das camadas semi-confinantes, à medida que haja uma diferença de pressão hidrostática entre a camada aqüífera e as camadas subjacentes ou sobrejacentes. Em certas circunstâncias, um aqüífero livre poderá ser abastecido por água oriunda de camadas semiconfinadas subjacentes, ou vice-versa. Zonas de fraturas ou falhas geológicas poderão, também, constituir-se em pontos de fuga ou recarga da água da camada confinada.
Em uma perfuração de um aqüífero confinado, a água subirá acima do teto do aqüífero, devido à pressão exercida pelo peso das camadas confinantes sobrejacentes. A altura a que a água sobe chama-se nível potenciométrico e o furo é artesiano. Numa perfuração de um aqüífero livre, o nível da água não varia porque corresponde ao nível da água no aqüífero, isto é, a água está à mesma pressão que a pressão atmosférica. O nível da água é designado então de nível freático.
REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO NÍVEL DE PRESSÃO
NOS AQÜÍFEROS
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Um aqüífero apresenta uma reserva permanente de água e uma reserva ativa ou reguladora que são continuamente abastecidas através da infiltração da chuva e de outras fontes subterrâneas. As reservas reguladoras ou ativas correspondem ao escoamento de base dos rios.
A área por onde ocorre o abastecimento do aqüífero é chamada zona de recarga, que pode ser direta ou indireta. O escoamento de parte da água do aqüífero ocorre na zona de descarga (ANA, 2001).
Zona de recarga direta
É aquela onde as águas da chuva se infiltram diretamente no aqüífero, através de suas áreas de afloramento e fissuras de rochas sobrejacentes. Sendo assim, a recarga sempre é direta nos aqüíferos livres, ocorrendo em toda a superfície acima do lençol freático. Nos aqüíferos confinados, o reabastecimento ocorre preferencialmente nos locais onde a formação portadora de água aflora à superfície.
Zona de recarga indireta
São aquelas onde o reabastecimento do aqüífero se dá a partir da drenagem (filtração vertical) superficial das águas e do fluxo subterrâneo indireto, ao longo do pacote confinante sobrejacente, nas áreas onde a carga potenciométrica favorece os fluxos descendentes.
Zona de descarga
É aquela por onde as águas emergem do sistema, alimentando rios e jorrando com pressão por poços artesianos.
As maiores taxas de recarga ocorrem nas regiões planas, bem arborizadas, e nos aqüíferos livres. Nas regiões de relevo acidentado, sem cobertura vegetal, sujeitas a práticas de uso e ocupação que favorecem as enxurradas, a recarga ocorre mais lentamente e de maneira limitada (REBOUÇAS et al., 2002).
Sob condições naturais, apenas uma parcela dessas reservas reguladoras é passível de exploração, constituindo o potencial ou reserva explotáveL Em geral, esta parcela é calculada entre 25% e 50% das reservas reguladoras (REBOUÇAS, 1992 citado em ANA, 2001). Esse volume de explotação pode aumentar em função das condições de ocorrência e recarga, bem como dos meios técnicos e financeiros disponíveis, considerando que a soma das extrações com as descargas naturais do aqüífero para rios e oceano, não pode ser superior à recarga natural do aqüífero.
Além de suprir água suficiente para manter os cursos de águas superficiais estáveis (função de produção), os aqüíferos também ajudam a evitar seu transbordamento, absorvendo o excesso da água da chuva intensa (função de regularização). Na Ásia tropical, onde a estação quente pode durar até 9 meses e onde as chuvas de monção podem ser bastante intensas, esse duplo serviço hidrológico é crucial (SAMPAT,2001).
Segundo o mesmo autor, os aqüíferos também proporcionam uma forma de armazenar água doce sem muita perda pela evaporação - outro serviço particularmente valioso em regiões quentes, propensas à seca, onde essas perdas podem ser extremamente altas. Na África, por exemplo, em média, um terço da água extraída de reservatórios todo ano perde-se pela evaporação. Os pântanos, habitats importantes para as aves, peixes e outras formas de vida silvestre, nutrem-se, normalmente, de água subterrânea, onde o lençol freático aflora à superfície em ritmo constante. Onde há muita exaustão de água subterrânea, o resultado é, freqüentemente, leitos secos de rios e pântanos ressecados.
Portanto, os aqüíferos podem cumprir as seguintes funções (REBOUÇAS et al., 2002):
Função de produção
Corresponde à sua função mais tradicional de produção de água para o consumo humano, industrial ou irrigação.
Função de estocagem e regularização
Utilização do aqüífero para estocar excedentes de água que ocorrem durante as enchentes dos rios, correspondentes à capacidade máxima das estações de tratamento durante os períodos de demanda baixa, ou referentes ao reuso de efluentes domésticos e/ ou industriais.
Função de filtro
Corresponde à utilização da capacidade filtrante e de depuração bio-geoquímica do maciço natural permeável. Para isso, são implantados poços a distâncias adequadas de rios perenes, lagoas, lagos ou reservatórios, para extrair água naturalmente clarificada e purificada, reduzindo substancialmente os custos dos processos convencionais de tratamento.
Função ambiental
A hidrogeologia evoluiu de enfoque naturalista tradicional (década de 40) para hidráulico quantitativo até a década de 60. A partir daí, desenvolveu-se a hidroquímica, em razão da utilização intensa de insumos químicos nas áreas urbanas, indústrias e nas atividades agrícolas. Na década de 80 surgiu a necessidade de uma abordagem multidisciplinar integrada da geohidrologia ambiental.
Função transporte
O aqüífero é utilizado como um sistema de transporte de água entre zonas de recarga artificial ou natural e áreas de extração excessiva.
Função estratégica
Aágua contida em um aqüífero foi acumulada durante muitos anos ou até séculos e é uma reserva estratégica para épocas de pouca ou nenhuma chuva. O gerenciamento integrado das águas superficiais e subterrâneas de áreas metropolitanas, inclusive mediante práticas de recarga artificial com excedentes da capacidade das estações de tratamento, os quais ocorrem durante os períodos de menor consumo, com infiltração de águas pluviais e esgotos tratados, originam grandes volumes hídricos. Esses poderão ser bombeados para atender o consumo essencial nos picos sazonais de demanda, nos períodos de escassez relativa e em situações de emergência resultantes de acidentes naturais, como avalanches, enchentes e outros tipos de acidentes que reduzem a capacidade do sistema básico de água da metrópole em questão.
Função energética
Utilização de água subterrânea aqueci da pelo gradiente geotermal como fonte de energia elétrica ou termal.
Função mantenedora
Mantém o fluxo de base dos rios (WREGE,1997).
A combinação das estruturas geológicas com fatores geomorfológicos e climáticos do Brasil resultou na configuração de 10 províncias hidrogeológicas (mapa 2.1), que são regiões com sistemas aqüíferos com condições semelhantes de armazenamento, circulação e qualidade de água (MMA, 2003). Essas províncias podem estar divididas em subprovíncias.
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REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DAS PROVÍNCIAS HIDROGEOLÓGICAS
DO BRASIL
Sendo assim, as águas subterrâneas no Brasil ocupam diferentes tipos de reservatórios, desde as zonas fraturadas do embasamento cristalino (escudo) até os depósitos sedimentares cenozóicos (bacias sedimentares), reunindo-se em três sistemas aqüíferos: porosos, fissurados e cársticos de acordo com a tabela 2.1 (LEAL, 1999). Os escudos são formados por rochas magmáticas e metamórficas e correspondem aos primeiros núcleos de rochas emersas que afloraram desde o início da formação da crosta terrestre. As bacias sedimentares são depressões preenchidas, ao longo do tempo, por detritos ou sedimentos provenientes de áreas próximas ou distantes que normalmente estão dispostas de forma horizontal (COELHO, 1996).
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REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DAS PROVÍNCIAS HIDROGEOLÓGICAS
DO BRASIL
Os sistemas aqüíferos brasileiros (mapa 2.2) armazenam os importantes excedentes hídricos, que alimentam uma das mais extensas redes de rios perenes do mundo, com exceção dos rios temporários, que nascem nos domínios das rochas do embasamento geológico subaflorante do semi-árido da região Nordeste (REBOUÇAS et al., 2002), e desempenham, ainda, importante papel socioeconômico, devido à sua potencialidade hídrica (MMA,2003).
Sistemas porosos: formados por rochas sedimentares que ocupam 42% (3,6 milhões de km²) da área total do país e compreendem cinco províncias hidrogeológicas (bacias sedimentares): Amazonas, Paraná, Parnaíba-Maranhão, Centro-Oeste e Costeira. A estruturação geológica, com alternância de camadas permeáveis e impermeáveis, assegura lhes condição de artesianismo. As Bacias do Paraná, Amazonas, Parnaíba e a Subprovíncia Potiguar-Recife destacam-se pela extensão e potencialidade (ABAS, 2003).
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REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DOS PRINCIPAIS AQÜÍFEROS
BRASILEIROS
As Províncias Amazonas e Parnaíba posicionam-se como a segunda e terceira do Brasil, respectivamente, em volume de água armazenado. A pouca evaporação da Província Amazonas, motivada pela elevada umidade do ar e a cobertura florestal, contribui também para uma maior absorção das águas superficiais pelas suas rochas.
A Província Centro-Oeste compreende as Subprovíncias Ilha do Bananal, Alto Xingu, Chapada dos Parecis e Alto Paraguai, localizadas na região Centro-Oeste do país, cujos principais aqüíferos são o Aquidauana, Parecis e Botucatu.
A Província Costeira abrange praticamente toda zona costeira do Brasil, excetuandose as porções dos Estados do Paraná, São Paulo, sul do Rio de Janeiro, norte do Pará, Ilha de Marajó e sudeste do Amapá. Essa província apresenta-se bastante diversifica da, por abranger várias bacias sedimentares costeiras, de diferentes constituições e idades geológicas. As suas subprovíncias são: Alagoas/Sergipe; Amapá; Barreirinhas; Ceará/Piauí; Pernambuco; Potiguar; Recôncavo; Rio de Janeiro e Rio Grande do Sul. Os aqüíferos mais importantes são os arenitos cretáceos e terciários nas Bacias Potiguar, Alagoas e Sergipe. Os sistemas aqüíferos Dunas e Barreiras são utilizados para abastecimento humano nos Estados do Ceará, Piauí e Rio Grande do Norte. O Aqüífero Açu é intensamente explotado para atender ao abastecimento público, industrial e em projetos de irrigação (fruticultura), na região de Mossoró (RN). O Aqüífero Beberibe é explotado na Região Metropolitana do Recife, por meio de 2.000 poços que atendem condomínios residenciais, hospitais e escolas.
