Água Subterrânea

O CICLO HIDROLÓGICO

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Devido às diferentes e particulares condições climáticas, em nosso planeta a água pode ser encontrada, em seus vários estados: sólido, líquido e gasoso.

Chamamos de ciclo hidrológico, ou ciclo da água, à constante mudança de estado da água na natureza. O grande motor deste ciclo é o calor irradiado pelo sol.

A permanente mudança de estado físico da água, isto é, o ciclo hidrológico, é a base da existência da erosão da superfície terrestre. Não fossem as forças tectônicas, que agem no sentido de criar montanhas, hoje a Terra seria um planeta uniformemente recoberto por uma camada de 3km de água salgada.

Em seu incessante movimento na atmosfera e nas camadas mais superficiais da crosta, a água pode percorrer desde o mais simples até o mais complexo dos caminhos.

Quando uma chuva cai, uma parte da água se infiltra através dos espaços que encontra no solo e nas rochas. Pela ação da força da gravidade esta água vai se infiltrando até não encontrar mais espaços, começando então a se movimentar horizontalmente em direção às áreas de baixa pressão.

A única força que se opõe a este movimento é a força de adesão das moléculas d’água às superfícies dos grãos ou das rochas por onde penetra.

A água da chuva que não se infiltra, escorre sobre a superfície em direção às áreas mais baixas, indo alimentar diretamente os riachos, rios, mares, oceanos e lagos.

Em regiões suficientemente frias, como nas grandes altitudes e baixas latitudes (calotas polares), esta água pode se acumular na forma de gelo, onde poderá ficar imobilizada por milhões de anos.

O caminho subterrâneo das águas é o mais lento de todos. A água de uma chuva que não se infiltrou levará poucos dias para percorrer muitos e muitos quilômetros. Já a água subterrânea poderá levar dias para percorrer poucos metros. Havendo oportunidade esta água poderá voltar à superfície, através das fontes, indo se somar às águas superficiais, ou então, voltar a se infiltrar novamente.    

A vegetação tem um papel importante neste ciclo, pois uma parte da água que cai é absorvida pelas raízes e acaba voltando à atmosfera pela transpiração ou pela simples e direta evaporação (evapotranspiração).

Distribuição da água na Terra

Observa-se no quadro acima que, de toda a água existente no planeta Terra, somente 2,7% é água doce. Pode-se também verificar que de toda a água doce disponível para uso da humanidade, cerca de 98% está na forma de água subterrânea.

Da água que se precipita sobre as áreas continentais, calcula-se que a maior parte (60 a 70% ) se infiltra. Vê-se, portanto, que a parcela que escoa diretamente para os riachos e rios é pequena (30 a 40%). É esta água que se infiltra, que mantém os rios fluindo o ano todo, mesmo quando fica muito tempo sem chover. Quando diminui a infiltração, necessariamente  aumenta o escoamento superficial das águas das chuvas.

A infiltração é importante, portanto, para regularizar a vazão dos rios, distribuindo-a ao longo de todo o ano, evitando, assim, os fluxos repentinos, que provocam inundações.

Não adianta culpar a natureza. Esta relação, entre a quantidade de água que se precipita na forma de chuva, a quantidade que se infiltra, a que tem escoamento superficial imediato, e a que volta para a atmosfera, na forma de vapor, constitui uma verdade da qual não podemos escapar. As cidades são aglomerados, onde grande parte do solo é impermeabilizado, e a conseqüência lógica disto é o aumento de água que escoa, provocando inundações das áreas baixas. Se estiverem corretas as previsões de que está havendo um aquecimento global,  e de que este levará ao aumento das chuvas, é de se esperar um agravamento do problema de inundações nos países tropicais.

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OCORRÊNCIA DE ÁGUA SUBTERRÂNEA

A água da chuva pode ter vários destinos após atingir a superfície da Terra. Inicialmente uma parte se infiltra. Quando o solo atinge seu ponto de saturação, ficando encharcado, a água passa a escorrer sobre a superfície em direção aos vales. Dependendo da temperatura ambiente, uma parte da chuva volta à atmosfera na forma de vapor. Em países frios, ou em grandes altitudes, a água se acumula na superfície na forma de neve ou gelo, ali podendo ficar por muito tempo.A parcela da água que se infiltra vai dar origem à água subterrânea.

A taxa de infiltração de água no solo depende de muitos fatores:

1 - Sua porosidade

A presença de argila no solo diminui sua porosidade, não permitindo uma grande infiltração.

2 - Cobertura vegetal

Um solo coberto por vegetação é mais permeável do que um solo desmatado.

3 - Inclinação do terreno

Em declividades acentuadas a água corre mais rápidamente, diminuindo o tempo de infiltração.

4 - Tipo de chuva

Chuvas intensas saturam rapidamente o solo, ao passo que chuvas finas e demoradas têm mais tempo para se infiltrarem.

O CAMINHO SUBTERRÂNEO DA ÁGUA

A água que se infiltra está submetida a duas forças fundamentais: a gravidade e a força de adesão de suas moléculas às superfícies das partículas do solo (força de capilaridade). Pequenas quantidades de água no solo tendem a se distribuir uniformemente pela superfície das partículas. A força de adesão é mais forte do que a força da gravidade que age sobre esta água. Como conseqüência ela ficará retida, quase imóvel, não atingindo zonas mais profundas. Chuvas finas e passageiras fornecem somente água suficiente para repor esta umidade do solo. Para que haja infiltração até a zona saturada é necessário primeiro satisfazer esta necessidade da força capilar.

A figura abaixo mostra as formas em que a água pode estar no solo

Zonas de ocorrência da água no solo de um aquífero freático
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Zonas de ocorrência da água no solo de um aquífero freático

Zona de aeração: é a parte do solo que está parcialmente preenchida por água. Nesta zona a água ocorre na forma de películas aderidas aos grãos do solo. Solos muito finos tendem a ter mais umidade do que os mais grosseiros, pois há mais superfícies de grãos onde a água pode ficar retida por adesão.

Na zona de aeração podemos distinguir três regiões:

Zona de umidade do solo: é a parte mais superficial, onde a perda de água de adesão para a atmosfera é intensa. Em alguns casos é muito grande a quantidade de sais que se precipitam na superfície do solo após a evaporação desta água, dando origem a solos salinizados ou a crostas ferruginosas (lateríticas).

Franja de capilaridade: é a região mais próxima ao nível d’água do lençol freático, onde a umidade é maior devido à presença da zona saturada logo abaixo.

Zona intermediária: região compreendida entre as duas anteriores e com umidade menor do que na franja capilar e maior do que na zona superficial do solo.

Como já foi dito, a capilaridade é maior em terrenos cuja granulometria é muito fina.

Em áreas onde o nível freático está próximo da superfície, a zona intermediária pode não existir, pois a franja capilar atinge a superfície do solo. São brejos e alagadiços, onde há uma intensa evaporação da água subterrânea.

Zona de Saturação: é a região abaixo do lençol freático (nível freático) onde os poros ou fraturas da rocha estão totalmente preenchidos por água. Observe-se que em um poço escavado num aquífero deste tipo a água o estará preenchendo até o nível freático.

Em aquíferos freáticos o nível da água varia segundo a quantidade de chuva. Em épocas com mais chuva o nível freático sobe e em épocas em que chove pouco o nível freático desce. Um poço perfurado no verão poderá ficar seco caso sua penetração na zona saturada for menor do que esta variação do nível d’água.