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Água Subterrânea

Aquífero significa reserva de água subterrânea. É formado quando a água da chuva se infiltra no solo e percola nos espaços entre as rochas, escorrendo muito devagar em direção ao fundo da Terra. A medida que vai penetrando no solo a água vai sendo filtrada, perde turbidez, cor e fica cada vez mais limpa; pode levar décadas para caminhar algumas centenas de metros; ao encontrar rochas impermeáveis compactas a água forma o lençol freático.

Os primeiros vestígios da utilização das águas subterrâneas são de 12.000 anos antes de Cristo. Acredita-se que os chineses foram os primeiros a dominar a técnica de perfurar poços, e na Bíblia existem relatos de escavações para obtenção de água potável.

Desde os primórdios da história das civilizações as águas subterrâneas são utilizadas pelo homem, através de poços rasos escavados. Foi atribuído aos chineses o início da atividade de perfuração. Em 5.000 antes de Cristo, eles já perfuravam poços com centenas de metros de profundidade.

O termo "poço artesiano" data do século XII, ano de 1.126, quando foi perfurado na cidade de Artois, França, o primeiro poço desse tipo. Quando a própria pressão natural da água é capaz de levá-la até a superfície, temos um poço artesiano. Quando a água não jorra, sendo necessário a instalação de aparelhos para a captação da mesma, tem-se um poço semi-artesiano. Os poços artesiano e semi-artesiano são tubulares e profundos.

Existe também o poço caipira, que obtém água dos lençóis freáticos - rios subterrâneos originados em profundidades pequenas. Devido ao fato de serem rasos, os poços caipiras estão mais sujeitos a contaminações por água de chuva e até mesmo por infiltrações de esgoto.

Nos últimos 25 anos foram perfurados por volta de 12 milhões de poços no mundo. No Brasil, observou-se nas últimas décadas um aumento da utilização da água subterrânea para o abastecimento público. Convém destacar que grande parte das cidades brasileiras com população inferior a 5.000 habitantes, com exceção do semi-árido nordestino e das regiões formadas por rochas cristalinas, têm capacidade de ser atendidas pelas reservas subterrâneas.

Tanto em nível mundial como nacional, o aumento crescente da utilização das reservas hídricas subterrâneas se deve ao fato que, geralmente, elas apresentam excelente qualidade e um custo menor, afinal dispensam obras caras de captação, adução e tratamento.

97% da água doce disponível do planeta é subterrânea

As águas subterrâneas correspondem a 97% de toda a água doce encontrada no planeta (excetuando-se as geleiras e calotas polares). As reservas subterrâneas geralmente são formadas e realimentadas pelas águas de chuvas, neblinas, neves e geadas, que fluem lentamente pelos poros das rochas. Normalmente esses reservatórios possuem água de boa qualidade para o uso humano (água potável), devido ao processo de filtragem pelas rochas e por reações biológicas e químicas naturais.

Por não ficarem na superfície, ficam mais protegidas de diversos agentes poluentes do que as águas de rios e lagos.

A formação desses aquíferos subterrâneos pode ocorrer de formas variadas: com centenas de metros de espessura, quilômetros de extensão, poucos ou centenas de metros de profundidade e até mesmo entre camadas de rochas pouco permeáveis - os aquíferos confinados.

A utilização das águas subterrâneas para abastecimento público é muito mais prática, rápida e barata que o uso de águas superficiais. Modernas tecnologias e equipamentos ajudam os técnicos a encontrar os reservatórios naturais com mais facilidade, e os poços podem retirar água de qualquer profundidade.

Um quinto de toda água doce existente no planeta Terra encontra-se no Brasil. O Brasil possui uma reserva subterrânea com mais de 111 trilhões de metros cúbicos de água. Apenas um dos reservatórios subterrâneos encontrados na região Nordeste do país possui um volume de 18 trilhões de metros cúbicos de água para o abastecimento humano. Isso é suficiente para abastecer a população brasileira atual por, no mínimo, 60 anos.

A cidade de Ribeirão Preto, localizada no interior do Estado de São Paulo, é totalmente abastecida por reservas subterrâneas. Considerando apenas a região metropolitana de São Paulo, por volta de 3 milhões de habitantes recebem água proveniente de poços profundos.

De acordo com dados da Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária), sob oito estados brasileiros e três países vizinhos - Uruguai, Paraguai e Argentina - encontra-se a maior reserva de água pura do planeta. Atualmente denominado "Guarani", este aquífero encontra-se a uma distância de até 200 metros da superfície, na região de Araraquara e Ribeirão Preto, localizada no interior do Estado de São Paulo.

O Estado de São Paulo é atualmente o maior usuário das reservas subterrâneas do país. Cerca de 65% da zona urbana e aproximadamente 90% das suas indústrias são abastecidas, de forma parcial ou total, pelos poços.

Em São Paulo a licença para perfuração e utilização de poço é concedida pelo Departamento de Águas e Energia Elétrica - DAEE, que estabelece as normas que regem o projeto de construção de poços tubulares profundos e controlam sua utilização.

A Sabesp é responsável pelo tratamento da água de poços principalmente no Interior do Estado de São Paulo. A água é tratada e controlada rigorosamente para atender as condições de potabilidade exigidas pela Organização Mundial da Saúde. A Empresa não recomenda a utilização de fontes alternativas pelos riscos que o produto pode implicar à saúde caso não exista tratamento e controle adequados.

Aquífero Guarani

O Aquífero Guarani é a principal reserva subterrânea de água doce da América do Sul e um dos maiores sistemas aquïferos do mundo, ocupando uma área total de 1,2 milhões de km² na Bacia do Paraná e parte da Bacia do Chaco-Paraná. Estende-se pelo Brasil (840.000 Km²), Paraguai (58.500 Km²), Uruguai (58.500 Km²) e Argentina, (255.000 Km²), área equivalente aos territórios de Inglaterra, França e Espanha juntas.Sua maior ocorrência se dá em território brasileiro (2/3 da área total) abrangendo os Estados de Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul.

O Aquífero Guarani, denominação do geólogo uruguaio Danilo Anton em memória do povo indígena da região, tem uma área de recarga de 150.000 Km² e é constituído pelos sedimentos arenosos da Formação Pirambóia na Base (Formação Buena Vista na Argentina e Uruguai) e arenitos Botucatu no topo (Missiones no Paraguai,Tacuarembó no Uruguai e na Argentina).

O Aquífero Guarani constitui-se em uma importante reserva estratégica para o abastecimento da população, para o desenvolvimento das atividades econômicas e do lazer. Sua recarga natural anual (principalmente pelas chuvas) é de 160 Km³/ano, sendo que desta, 40 Km³/ano constitui o potencial explotável sem riscos para o sistema aquífero. As águas em geral são de boa qualidade para o abastecimento público e outros usos, sendo que em sua porção confinada, os poços tem cerca de 1.500 m de profundidade e podem produzir vazões superiores a 700 m³/h.

No Estado de São Paulo, o Guarani é explorado por mais de 1000 poços e ocorre numa faixa no sentido sudoeste-nordeste. Sua área de recarga ocupa cerca de 17.000 Km² onde se encontram a maior parte dos poços. Esta área é a mais vulnerável e deve ser objeto de programas de planejamento e gestão ambiental permanentes para se evitar a contaminação da água subterrânea e sobrexplotação do aquífero com o consequente rebaixamento do lençol freático e o impacto nos corpos d'água superficiais.

* As definições de aquífero, bem como águas subterrâneas, aquífero confinado, lençol freático, poço jorrante, estão apresentados no ítem Legislação (Decreto 32.955 de 07/02/91)

Degradação dos aquíferos

Situação é mais grave nos Estados Unidos, México, Índia, China e Paquistão

A par da preocupação com a contaminação e desperdício das águas superficiais, os líderes técnicos e governamentais, reunidos em Kyoto, no 3º Fórum Mundial da Água, lançaram um alerta sobre a grave situação dos aquíferos. Embora cerca de 1,5 bilhão de pessoas dependam, hoje, das águas subterrâneas para abastecimento, ainda faltam políticas de conservação dos aquíferos, capazes de garantir a necessária recarga e controle da contaminação. Os casos mais graves são dos aquíferos dos Estados Unidos, México, Índia, China e Paquistão, mas também há crise em algumas partes da Europa, África e Oriente Médio.

“O problema não é amplamente reconhecido porque acontece debaixo da terra, onde ninguém pode ver”, afirmou, em nota à imprensa, Ismail Serageldin, chefe da Comissão Mundial de Água para o Século 21 e vice presidente de programas especiais do Banco Mundial. "No entanto, em muitos locais, a situação já chegou a limites críticos e pode ser economicamente irreversível”.

De acordo com os números apresentados pelo Conselho Mundial da Água, atualmente existem cerca de 800 mil reservatórios e represas, grandes e pequenos, em todo o mundo, para armazenar água de abastecimento. Através deles, porém, controla-se apenas um quinto do escorrimento superficial da água de chuva do planeta. O resto vai parar no mar, sobretudo no caso de bacias hidrográficas extremamente impermeabilizadas, ao longo das quais as cidades, estradas e mesmo determinadas práticas agrícolas inviabilizam a penetração de parte das chuvas no solo, ou a chamada recarga dos aquíferos.

Para reverter os problemas decorrentes desta falta de reposição natural – aliada à superexploração ou contaminação de aquíferos – alguns países estão reabilitando velhas práticas ou adotando novas leis e medidas de emergência. Um dos exemplos de sucesso, citados durante o fórum, é o da Índia, que reformou 300 mil poços para possibilitar a infiltração da água de chuva através deles, a par da retirada para abastecimento de vilarejos. Além disso, foram construídas diversas estruturas de pequeno e médio porte para captar água de chuva e fazê-la infiltrar no solo. No sul do país, pelo menos 200 mil tanques de irrigação, a maioria deles com mais de 100 anos, foram transformados para passar a receber água tanto quanto tirar. Como resultado, numa área de 6.500km2, pequenas minas e nascentes secas voltaram a verter água. Também estão sendo reabilitadas as velhas cisternas para captação doméstica de água de chuva, que haviam sido substituídas nos tempos modernos por água encanada.

No México, a superexploração do aquífero Hermosillo obrigou à edição de uma lei especial, em 1992, segundo a qual cada habitante tem uma cota de água, que pode ser negociada. Muitos fazendeiros, apesar de ter reduzido o uso de água subterrânea para irrigação, foram inicialmente obrigados a comprar cotas extras.

Diante dos custos proibitivos, gradativamente acabaram com as culturas irrigadas de alto consumo de água como milho e feijão e passaram a produzir uvas ou abóboras, de maior valor agregado por litro de água consumida. Em dez anos, a lei conseguiu reduzir o consumo das águas do Hermosillo em 50%.

Na África do Sul, a disseminação de uma erva daninha exótica foi identificada como a causa do aumento de consumo de água, detectado em uma área de 10 milhões de hectares. Muito agressiva, a erva exótica tomou o lugar de algumas plantas nativas, consumindo 7% a mais de água dos solos. Uma força tarefa de 42 mil homens foi mobilizada para combater a erva invasora, num programa chamado “Working for Waters” (Trabalhando pela Água). Estima-se que eles tenham pelo menos 20 anos de trabalho pela frente até erradicar a erva.

Nos Estados Unidos, alguns subsídios agrícolas ainda favorecem a irrigação, conduzindo ao desperdício de água. Para proteger os aquíferos norte americanos, tais subsídios terão de ser revistos e a população deverá pagar mais por frutas e vegetais domésticos ou algodão, arroz e cana-de-açúcar, que lá são culturas dependentes de irrigação.

“A reforma mais importante nas políticas de recursos hídricos, por nós recomendada, é um ajuste de preços que torne o custo de recuperação sustentável”, continua Seralgedin. “Fazendeiros, indústrias e consumidores se acostumaram à água gratuita ou subsidiada, tanto nas nações ricas como nas pobres, o que deturpou o uso da água e levou à superexploração e ao desperdício dos aquíferos”.

Sal e poluentes

Outro problema sério é a contaminação dos aquíferos. Não só por poluentes, mas também pela água do mar. Quando os aquíferos são litorâneos, o excesso de uso e consequente rebaixamento do nível das águas subterrâneas pode levar à salinização por contaminação da água do mar. É o que vem acontecendo na Tailândia e em diversas ilhas da Indonésia. A contaminação por água salgada é praticamente irreversível e, em alguns casos, atinge todo o aquífero, afetando igualmente as cidades e consumidores localizados no interior, muito longe do mar.

A contaminação por poluentes também é grave e bem mais difícil de reverter do que a poluição de águas superficiais. “Aquíferos são gigantescas esponjas subterrâneas, dentro das quais a água se move muito lentamente, alguns poucos centímetros por dia”, explica William Cosgrove, diretor de uma espécie de pré-secretariado da Comissão Mundial da Água. “Uma vez que a poluição penetra ali, leva muito mais tempo para ser eliminada do que em lagos ou rios. E alguns poluentes ficam presos ao solo, persistindo por muito tempo. Limpar isso é extremamente caro e difícil”.

Fonte: www.agua.bio.br

Água Subterrânea

Reservatórios de Água Subterrâneos

Um reservatório de água subterrânea, também designado por aquífero, pode ser definido como toda a formação geológica com capacidade de armazenar e transmitir a água e cuja exploração seja economicamente rentável.

Existem essencialmente 2 tipos de aquíferos:

1.Aquífero livre

Formação geológica permeável e parcialmente saturada de água. É limitado na base por uma camada impermeável. O nível da água no aquífero está à pressão atmosférica.

2.Aquífero Confinado

Formação geológica permeável e completamente saturada de água. É limitado no topo e na base por camadas impermeáveis. A pressão da água no aquífero é superior à pressão atmosférica.

Se as formações geológicas não são aquíferas então podem ser definidas como:

Aquitardo: Formação geológica que pode armazenar água mas que a transmite lentamente não sendo rentável o seu aproveitamento a partir de poços.
Aquicludo:
Formação geológica que pode armazenar água mas não a transmite (a água não circula).
Aquífugo:
Formação geológica impermeável que não armazena nem transmite água.

Água Subterranea
Tipos de aquíferos

Na figura acima estão representados um aquífero confinado e um livre. Repara que o aquífero confinado, camada B, é limitado no topo e na base por camadas impermeáveis C e A, respectivamente. O aquífero livre é formado pela camada D e limitado na base pela camada impermeável C.

Na natureza as camadas impermeáveis nem sempre se apresentam como as observas na acima. Elas podem ser descontínuas e irregulares (figura abaixo) e do mesmo modo confinarem os aquíferos.

Água Subterranea
Níveis argilosos descontinuos mas confinantes

Se efetuarmos furos nestes dois tipos de aquíferos verificamos que:

No furo do aquífero confinado a água subirá acima do teto do aquífero devido à pressão exercida pelo peso das camadas confinantes sobrejacentes.A altura a que a água sobe chama-se nível piezométrico e o furo é artesiano. Se a água atingir a superfície do terreno sob a forma de repuxo então o furo artesiano é repuxante.

No furo do aquífero livre o nível da água não sobe e corresponde ao nível da água no aquífero pois a água está à mesma pressão que a pressão atmosférica. O nível da água designa-se por nível freático.

Água Subterranea
Comportamento dos furos realizados nos aquíferos livres e confinados

O nível da água nos aquíferos não é estático e varia com:

A precipitação ocorrida
A extração de água subterrânea
Os efeitos de maré nos aquíferos costeiros
A variação súbita da pressão atmosférica, principalmente no Inverno
As alterações do regime de escoamento de rios influentes (que recarregam os aquíferos)
A evapotranspiração, etc.

Porosidade e Permeabilidade

Propriedades Associadas ao Tipo de Aquíferos

Para existir água subterrânea ela terá de conseguir atravessar e circular através das formações geológicas que têm de ser porosas e permeáveis.

Diz-se que uma formação é porosa quando é formada por um agregado de grãos entre os quais existem espaços vazios que podem ser ocupados pela água. Aos espaços vazios chamamos poros. Existem outras formações formadas por material rochoso onde os espaços vazios correspondem a diaclases e fraturas e não propriamente a poros.

A porosidade das formações será então a razão entre o volume de vazios e o volume da formação.

Os espaços vazios podem estar conectados ou podem estar semi-fechados condicionando a passagem de água através da formação, esta característica designa-se por permeabilidade.

Água Subterranea
Porosidade e permeabilidade.

Um terreno muito poroso pode ser muito permeável se os seus poros são grandes e bem interconectados, tal como sucede nas areias limpas, ou pode ser quase impermeável se apesar de ter muitos poros, eles forem pequenos e se encontrarem semi-fechados, como sucede nas argilas ou em certos materiais vulcânicos.

Em geral os terrenos de baixa porosidade tendem a ser pouco permeáveis uma vez que as conexões entre os poros são difíceis de estabelecer, como sucede nas rochas metamórficas e nas ígneas.

Se por um lado o armazenamento e circulação de água subterrânea dependem da porosidade e da permeabilidade das formações, por outro esta ao circular vai interferir nestas propriedades porque ao longo do seu percurso vai interagindo com as rochas que atravessa, dissolvendo determinadas substâncias e precipitando outras. Por exemplo as grutas são antigas condutas onde a água ao circular foi dissolvendo minerais como a calcite e a dolomite, alargando cada vez mais a conduta. A canalização das habitações muitas vezes está entupida porque a água foi, ao longo do tempo, precipitando calcite nos canos.

Na tabela seguinte encontras os valores de porosidade e permeabilidade de algumas rochas.

Valores de porosidade e permeabilidade de algumas rochas

Tipo de rocha Porosidade (%) Permeabilidade (m/dia)
Cascalheira 30 > 1000
Areia 35 10 a 5
Argila 45 < 0.001

Aquíferos em diferentes formações

Podemos dizer que existem essencialmente três tipos de aquíferos (figura abaixo):

Porosos, onde a água circula através de poros. As formações geológicas são areias limpas, areias consolidadas por um cimento também chamadas arenitos, conglomerados, etc;
Fraturados e/ou fissurados, onde a água circula através de fraturas ou pequenas fissuras. As formações são granitos, gabros, filões de quartzo, etc;
Cársicos, onde a água circula em condutas que resultaram do alargamento de diaclases por dissolução. As formações são os calcários e dolomitos.

Muitas vezes os aquíferos são simultaneamente de mais de um tipo. Por exemplo um granito pode ter uma zona superior muito alterada onde a circulação é feita através dos poros e uma zona inferior de rocha sã onde a circulação é feita por fraturas.

Os calcários e dolomitos podem ser cársicos e fissurados circulando a água através de fissuras da própria rocha e de condutas cársicas.

Fonte: www.igm.ineti.pt

Água Subterrânea

Reservas subterrâneas são alimentadas pela chuvas, neblinas, neves e geadas

De acordo com a ciência, há mais de 14 mil anos que o ser humano vem se utilizando das águas subterrâneas para sobreviver. No início tudo era muito improvisado e a sorte contava bastante para o encontro dos mananciais escondidos debaixo de toneladas de rochas. Ao longo dos milênios, o acaso deixou de ser um aliado e o homem precisou buscar soluções para encontrar os leitos subterrâneos por conta própria. Daí começaram a surgir as técnicas de perfurações de poços. Acredita-se que foram os chineses os pioneiros neste tipo de trabalho.

Nos primeiros anos da era Cristã, a utilização de poços já era muito comum em praticamente todas as comunidades existentes no globo terrestre, seja na Ásia, na África, na Europa ou mesmo na América dos Maias e Incas. Inclusive a própria Bíblia registra em suas páginas alguns relatos de escavações para obtenção de água potável.

As águas subterrâneas correspondem hoje a 97% de toda a água doce encontrada no planeta, isso se tirarmos dessa conta a água em estado sólido que formam as geleiras e calotas polares. As reservas subterrâneas geralmente são formadas e realimentadas pelas águas de chuvas, neblinas, neves e geadas, que fluem lentamente pelos poros do solo rochoso. Normalmente esses reservatórios possuem água de boa qualidade para o uso humano (água potável), devido ao processo de filtragem, com sua passagem pelas rochas, e por reações biológicas e químicas naturais. Por não ficarem na superfície, estão mais protegidas de diversos agentes poluentes do que as águas de rios e lagos.

Os aquíferos subterrâneos, ao longo dos séculos, assumiram as mais variadas formas. Há reservatórios com centenas de metros de espessura, outros com quilômetros de extensão, os que possuem pouca ou centenas de metros de profundidade e até mesmo alguns que ficam entre camadas de rochas pouco permeáveis, conhecidos como aquíferos confinados.

A utilização das águas subterrâneas para abastecimento público é muito mais prática, rápida e barata do que o uso de águas superficiais. Modernas tecnologias e equipamentos ajudam os técnicos a encontrar os reservatórios naturais com mais facilidade. Nos dias de hoje, os novos poços conseguem retirar água de qualquer profundidade.

Planeta água: Disponibilidade hídrica

Você sabia que...

97% da água doce disponível no planeta é subterrânea?

O Aquífero Guarani (também conhecido como Botucatu), o maior do mundo, possui água suficiente para abastecer a população mundial por mais de 300 anos.

O Brasil possui uma reserva subterrânea com mais de 111.000 km³ de água.

O litro de água retirada de um poço custa 15 vezes menos do que o litro de água retirada de fontes superficiais, como os rios, por exemplo.

O abastecimento em alguns países, como Arábia Saudita, Malta e Dinamarca, é totalmente feito com águas subterrâneas.

No Estado de São Paulo, cerca de 65% das cidades são abastecidas com águas subterrâneas.

Fonte: www.sabesp.com.br

Água Subterrânea

Origem e Ocorrência da Água Subterrânea

A água é encontrada em todos os corpos do sistema solar nas formas de vapor ou gelo. A Terra porem, é o único que possui água no estado líquido e em abundância. Ela representa um recurso natural de valor econômico, estratégico e social, além de ser um dos elementos fundamentais para existência e bem estar do homem e componente importantíssimo na manutenção dos ecossistemas do planeta.

Apesar de aparentemente a Terra dispor de uma enorme quantidade de água, quase 97% estão represadas nos mares e oceanos e cerca de 2% congeladas nas regiões polares. Apenas 1% da água doce está efetivamente disponível para o consumo humano, uso agrícola e industrial. Ela se encontra em córregos, rios e lagos constituindo os recursos hídricos superficiais, assim como nos interstícios do solo e subsolo, formando os recursos hídricos subterrâneos. Estes últimos representam cerca de 97% do total de água doce existente no planeta Terra.

Ciclo da Água

A movimentação constante da água na Terra passando pelos estados líquido, sólido e gasoso, dos oceanos para a atmosfera, desta para a terra, sobre a superfície terrestre ou no subsolo, e o retorno para os oceanos, recebe a denominação de Ciclo Hidrológico.

O ciclo se inicia quando o sol aquece e evapora a água dos oceanos, rios, lagos e solos. O vapor d’água sobe e junta-se formando as nuvens. Estas, por determinadas condições atmosféricas, condensam-se e precipitam-se em forma de chuva, granizo ou neve. Quando chove sobre os continentes, parte da água é retida pela vegetação e acaba evaporando novamente para a atmosfera. Outra parte escoa diretamente para os rios e lagos, retornando assim aos oceanos ou infiltra-se no solo.

A parte da água infiltrada é retida pelas raízes das plantas e acaba evaporando através da capilaridade do solo ou através da transpiração desses vegetais; outra parte da água move-se para as camadas mais profundas, por efeito da gravidade, até chegar a chamada zona de saturação. Nessa região do sub-solo todos os poros da formação sedimentar, as fissuras das rochas, enfim os espaços vazios são preenchidos com água, constituindo aquilo que se denomina de Água Subterrânea.

O ciclo hidrológico acaba fechando-se porque a água subterrânea obedecendo a morfologia do terreno, percola muito vagarosamente em direção aos rios, lagos e oceanos.

Conservação da Água Subterrânea

A quantidade de água subterrânea que pode ser bombeada com segurança ano após ano, depende da capacidade do reservatório natural e das condições climáticas e geológicas que possibilitem a recuperação do aquífero. A água existente num reservatório natural foi acumulada por anos, ou mesmo séculos. Se a quantidade de água retirada através do poço for menor que a quantidade recuperada através da infiltração, o bombeamento pode continuar indefinidamente, sem causar qualquer efeito desastroso. Porém se o bombeamento for maior que a recarga, poderá haver em longo prazo o esgotamento do aquífero.

Como todos os demais recursos, a água subterrânea deve ser conservada e utilizada adequadamente, para assegurar uma disponibilidade no futuro. Por Isso o planejamento, feito por técnicos especializados é sempre imprescindível.

Fonte: www.suderhsa.pr.gov.br

Água Subterrânea

As Águas Subterrâneas ou as Águas que Brotam das Pedras

A demanda de água doce para os mais diversos usos cresce continuamente no planeta. Como o volume de água é quase constante desde a formação do planeta1, a disponibilidade de água doce é cada vez menor. Além de um grande volume de água ser desperdiçado pelo uso inadequado, acrescenta-se a essa redução a perda de qualidade das águas dos rios, lagos e reservatórios construídos pelo homem, devido aos impactos ambientais. Nesse contexto crescem em importância as águas subterrâneas, pois, por fluírem no subsolo, são bem mais protegidas.

Mas, que águas são essas?

As águas subterrâneas representam a fração do Ciclo Hidrológico que “(...) ocorre naturalmente ou artificialmente no subsolo2". O volume total dessas águas, que podem ser doces, salobras ou salgadas, é de cerca de 23,4 milhões de km3. Desse volume se destaca uma parcela de 12,8 milhões de km³ de água doce, o que corresponde a 96% do volume de água doce economicamente disponível no planeta (SHIKLOMANOV, 1998)³ . Em alguns sistemas, esse recurso hídrico não é renovável nas condições climáticas atuais, pois foram formados há mais de 10.000 anos (água fóssil). Atualmente, algumas reservas hídricas podem ser exauridas em um tempo geológico curto, mas, a médio e longo prazos, são renováveis, pois circula para realimentação um volume de 43.000 km³.

Mitos e verdades

Por ocorrerem em profundidade e não serem tão visíveis como as águas de superfície, as águas subterrâneas são menos “fotogênicas” e sempre foram tidas como misteriosas. Por esses motivos, muitas foram as hipóteses sobre a sua origem4. Alguns filósofos gregos acreditavam que a sua formação devia-se à infiltração de ar nas cavernas, sob as montanhas. Outros defendiam a hipótese de infiltração de água do mar em cavernas e uma posterior purificação para a retirada de sal. Já o astrônomo alemão Johann Kepler, no século XVI, assemelhava a Terra a um monstro enorme que retirava água dos oceanos e a digeria, descarregando o resto como água subterrânea. Porém, Vitrúvio, um arquiteto romano, no século I a. C., já sugeria a possibilidade de as águas subterrâneas estarem diretamente relacionadas à infiltração de água superficial.

Atualmente, está comprovado que essas águas se originam e são continuamente realimentadas pela infiltração no solo de água superficial proveniente de precipitações e/ou de reservatórios superficiais, tais como rios, lagos, lagoas, pântanos e açudes.

Um pouco de história

As águas do subsolo estão sendo utilizadas pelo homem desde os primórdios das civilizações, muito embora haja evidências apenas em torno de 12.000 anos a.C. O Velho Testamento é rico em passagens interessantes, como a de Moisés, que batendo com seu cajado na pedra, fez jorrar água, referindo-se a uma fonte.

Cita também o poço de José, no Cairo, com 90 metros de profundidade. Há cerca de 5.000 anos a.C os chineses já perfuravam poços com mais de 100 metros de profundidade, utilizando-se de equipamentos confeccionados com bambu (TODD, op.cit.).

Os primeiros poços e cacimbas foram escavados em território nacional em 1531, na Capitania de São Vicente, com o objetivo de suprir vilas e fortificações. Mas o primeiro programa nacional de abastecimento público com água subterrâneas só ocorreu em 1870, quando foi contratada a Ceará Water Supply, filial de uma empresa sediada no Texas (EUA), para perfurar poços no Estado do Ceará. Os resultados não foram muito animadores (REBOUÇAS, 1997)5.

No mundo, um grande impulso no aproveitamento das águas profundas de subsolo correu com o advento da perfuratriz a vapor, utilizada inicialmente para a explotação de sal e de petróleo e, posteriormente, para a perfuração de poços d'água.

Foram também marcos determinantes na evolução do setor:

i) a expansão do conhecimento geológico e

ii) a evolução das técnicas de locação de poços, inclusive com a discutível participação dos “farejadores de água” ou radiestesistas, além da disponibilização de técnicas avançadas de perfuração de poços tubulares.

Os pioneiros e a nova geração de hidrogeólogos

No Brasil, o marco na formação de pessoal especializado em água subterrânea ocorreu na década de 60, com o início da formação acadêmica de geólogos e de hidrogeólogos. Mas, o grande laboratório prático foi a Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE). Atualmente, destacam-se no setor alguns órgãos e entidades governamentais, tais como a CPRM-Serviço Geológico do Brasil e a Agência Nacional de Águas (ANA), assim como algumas empresas privadas com capacidade técnica certificada pela Associação Brasileira de Águas Subterrâneas (ABAS).

O caminho das águas subterrâneas

As características geotécnicas das rochas e dos sedimentos inconsolidados determinam a quantidade, a qualidade e o fluxo das águas subterrâneas. A água infiltrada se desloca no subsolo, geralmente com velocidade muito baixa, da ordem de centímetros ou metros por ano6, percolando estruturas geológicas denominadas de aquíferos ou rochas-reservatórios, as quais contém espaços vazios que permitem, além da circulação, o seu armazenamento. Esses aquíferos, dependendo da tipologia dessas descontinuidades, são porosos, quando formam-se entre os grãos da rocha, sendo esses que têm maior capacidade de armazenar água, como o do Sistema Aquífero Guarani. Serão fissurais ou fendilhados, quando se formam em rochas duras e muito antigas, como no Nordeste do Brasil. Já os cársticos se originam da dissolução de rochas carbonáticas, como na Bacia Potiguar, no Rio Grande do Norte, ou em Irecê, na Bahia. Quanto à sucessão dos horizontes em subsolo e à pressão em que está submetida a superfície da água, essas rochas-reservatórios podem ser denominadas de livres, confinadas ou artesianas. Quando se perfura um poço em um horizonte confinado, devido à pressão, a água pode jorrar na superfície e então esse poço é classificado de artesiano, referência a um poço de características similares perfurado na cidade de Artois, França, em 1126.

Os aquíferos desenvolvem várias funções, tais como armazenamento; regularização de fluxo hídrico; filtragem; transporte, conduzindo água de uma área de recarga (infiltração) para outra de extração; produção energética (água quente); estratégica e ambiental.

Em 30% da área continental do planeta, excluindo a Antártica, ocorrem aquíferos de significativa possança.

Entre os sistemas aquíferos mais importantes do planeta em termos de ocorrência e reservatório são exemplos: o Núbio, que atravessa o Egito, a Líbia, o Chade e o Sudão, com 2 milhões de km²; o Guarani, que se desenvolve pela Argentina, Brasil, Uruguai e Paraguai, com 1,2 milhão de km²; o Ogallala, nos Estados Unidos, com 230 mil km², o KalaharijKarro, que se estende pela Namíbia, Botswana e África do Sul, com extensão de 135 mil km² (SHIKLOMANOV, op. Cit.).

As águas armazenadas nessas rochas-reservatório são captadas seja por surgências naturais (fontes), seja por poços, os quais podem ser verticais, inclinados ou horizontais, dependendo das condições hidrogeológicas. No mundo, estima-se em 300 milhões o número de poços perfurados e no Brasil essa cifra atinge a 400.000 unidades (ZOBY & MATOS, 2002)7, além de mais de 2 milhões de poços escavados. Em todo território nacional, segundo o Fundação IBGE (2003), são perfurados anualmente 10.000 novos poços, localizados principalmente nos Estados de São Paulo, Bahia, Rio Grande do Sul, Ceará e Piauí.

Quem usa as águas subterrâneas ?

Praticamente todos os países do mundo fazem uso da água subterrânea, que abastece cerca de 1,5 bilhão de pessoas8. Destacam-se entre os países que mais utilizam esse recurso hídrico a Alemanha, França, Rússia, Dinamarca, Arábia Saudita, Líbia e Austrália (LEAL, 1999)9. Cerca de 57% das áreas irrigadas em 17 países, totalizando 150 milhões de hectares, utilizam água subterrânea. Entre eles destacam-se a Índia (50%), USA (43%) e China (27%). Na América Latina, o número de pessoas abastecidas ultrapassa 150 milhões de habitantes.

No Brasil as reservas de água subterrânea são estimadas em 112.000 km³ , até uma profundidade de 1.000m (REBOUÇAS, op.cit.) e estão distribuídas em 10 Províncias Hidrogeológicas10. Essas águas são aproveitadas por fontes ou por poços, que podem alcançar profundidades de mais de 1.500m. As vazões obtidas variam de quase zero até cerca de 1.000m³/hora. A explotação da água subterrânea requer uma autorização emitida por um órgão oficial estadual credenciado, denominada de outorga, além da Licença Ambiental.

Cerca de 61% da população brasileira é abastecida para fins domésticos por águas subterrâneas, sendo 6% por poços rasos, 12% por fontes e 43% por poços profundos. Em torno de 15,6% dos domicílios utilizam exclusivamente água subterrânea (ANA, 2005)11. Em vários Estados, muitas cidades são abastecidas total ou parcialmente por água do subsolo como ocorre em 80% das cidades do Piauí, 70% no Maranhão (ANA, op.cit), Rio Grande do Norte, com destaque para Natal e Mossoró; Pernambuco (Recife), Amazonas (Manaus), Pará (Belém), Ceará (Fortaleza). Em São Paulo, cerca de 71,6% dos municípios são total ou parcialmente abastecidos por água subterrânea, onde se destacam Ribeirão Preto, Pradópolis e São José do Rio Preto. Nos Estados do Paraná e Rio Grande do Sul, essa cifra ultrapassa 70%. Outros exemplos também ocorrem em Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Santa Catarina, Espírito Santo e Distrito Federal12. Para o abastecimento de comunidades de pequeno porte ou de áreas situadas no Polígono das Secas, as águas subterrâneas, mesmo algumas vezes salobras, são parte importante da solução.

Na indústria nacional é forte o incremento do uso da água de subsolo. A indústria de bebidas, com destaque para a de água mineral e de cerveja, é uma forte usuária desse bem natural. Por exemplo, 95% das indústrias em São Paulo são abastecidas por água de poço. Na agricultura, como em Mossoró (RN), Vale do Gurgéia (PI), Janaúba e Araguari (MG), há grandes projetos de irrigação com o emprego exclusivo de água subterrânea. Na pecuária é frequente a dessedentação de animais com água subterrânea. Merece destaque também a importância das águas termais no setor de turismo, como em Caldas Novas (GO), Caldas da Imperatriz (SC), Araxá e Poços de Caldas (MG).

Do ponto de vista ambiental, além da contribuição para manutenção do equilíbrio dos ecossistemas, é importante ser destacado que a contribuição das águas subterrâneas à descarga dos rios nacionais varia entre 25 a 30%, porém, com valores inferiores a 10% na região semi-árida13. Em muitos casos, como no Distrito Federal, essas águas asseguram a perenidade das drenagens superficiais.

É possível poluir as águas de subsolo?

No tocante à perda de qualidade das águas subterrâneas, há poucas informações disponíveis sobre as fontes pontuais e difusas de contaminação. Existe um mito arraigado na população de que toda e qualquer água que brote da terra, como fonte, é de boa qualidade, o que não é verdade. Os esgotos domésticos, a indústria, a agricultura, a mineração e a água do mar são fortes agentes de poluição. Há muitos aquíferos poluídos, mas poucos são estudados e avaliados. Essa poluição é mais conhecida nos Estados Unidos, na Índia, no México e na China (Kioto, 3º Fórum Mundial da Água).

Quem protege as águas subterrâneas?

O arcabouço jurídico referente às águas subterrâneas é bastante limitado - quase tímido - e defasado. E existe uma grande diferença no tratamento legal das águas superficiais e subterrâneas. Tratando-se da dominialidade, segundo a Constituição Federal, as águas de superfície podem ser federais ou estaduais (inciso III do artigo 20). Já as águas subterrâneas, pelo inciso I do artigo 26, são de domínio dos Estados, mesmo que os aquíferos transcendam os limites estaduais e até nacionais, tornando imprescindível a presença da União, como no caso do Sistema Aquífero Guarani. Porém, de forma controvertida, as águas minerais, que são águas subterrâneas utilizadas para engarrafamento, balneoterapia, hidroterapia e uso geotermal são de responsabilidade da União, sendo outorgadas pelo Departamento Nacional da Produção Mineral - DNPM. No que tange à Lei n.º 9433/1997, que trata da Política Nacional dos Recursos Hídricos, há poucas referências às águas subterrâneas e às bacias hidrogeológicas. No âmbito estadual, apenas alguns Estados têm uma legislação específica para as águas subterrâneas, destacando-se São Paulo, Pernambuco, Minas Gerais, Mato Grosso e Distrito Federal. Outros, como Piauí e Paraná, integraram essas águas à política estadual de meio ambiente. Um recente passo significativo na legislação foi o advento da Resolução Conama n.º 369/2008, que dispõe sobre a classificação e diretrizes ambientais para o enquadramento das águas subterrâneas.

Vantagens e desvantagens das águas subterrâneas

O aproveitamento das águas de subsolo apresentam muitas características positivas, mas também algumas negativas.

As grandes vantagens do uso das águas subterrâneas são:

Qualidade: A composição química dessas águas é o resultado da composição original da água que infiltra, com a evolução físico-química influenciada pelas rochas atravessadas e pelo tempo de permanência no aquífero. Por ocorrerem no subsolo, essas águas são naturalmente protegidas, mas não isentas, de poluição e de contaminação
Quantidade:
Os volumes disponíveis como reservas podem ser muito grandes
Usos:
Atendem a todos os padrões de usos para o abastecimento humano, serviços, indústria, agricultura e lazer
Custos:
Permitem a implantação de um sistema gradual ou em módulos de aproveitamento, não têm custo de armazenamento primário e, na maioria dos casos, tratamento assim como não há necessidade de desapropriação de grandes áreas como ocorre com um reservatório de superfície.
Vida útil:
Um poço, por ser uma obra de engenharia, se construído segundo as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), tem uma vida média de 20 anos
Meio ambiente:
Os impactos ambientais negativos gerados pelo seu aproveitamento são de baixa magnitude.

Porém, apresenta as seguintes desvantagens:

Avaliação e explotação: Por estarem no subsolo, são um recurso natural de difícil acesso e de avaliação complexa
Meio ambiente:
Embora estejam disponíveis técnicas eficientes de remediação quando ocorre perda de qualidade por poluição antrópica, esses processos são longos e onerosos
Eventos críticos:
Uma explotação inadequada envolvendo um grande volume de água bombeada pode causar acomodações, sismos ou até afundamentos do terreno
Limitações de uso:
A baixa velocidade de circulação em determinadas rochas formadas por minerais mais reativos pode elevar bastante o conteúdo salino dessas águas, o que traz limitações de uso e aumento de custo, em alguns casos
Recursos humanos:
Há falta de pessoal técnico especializado para atuação no setor.

Falta água ou falta gestão dos recursos hídricos?

A gestão integrada dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos ainda é parte significativa da solução para o atendimento da demanda nacional. No Brasil, a escassez hídrica ainda é um evento restrito a determinadas áreas, e a gestão sustentável das águas, uma utopia. Servem de exemplo as recentes cheias (abril de 2008) que ocorreram no semi-árido nordestino. Água não falta - o que falta é uma estrutura básica consistente em vez de soluções paliativas para remediar um evento crítico.

As águas subterrâneas, apesar de sua importância estratégica, ainda passam por problemas de superexplotação, poluição, carência de legislação adequada e desconhecimento. É necessária uma nova postura nacional com respeito aos recursos hídricos, pois não vai faltar água doce no Brasil, mas futuramente haverá um incremento da exclusão social no acesso à água potável.

Na história, Moisés bateu o cajado em uma pedra para fazer jorrar água. Nós devemos bater o martelo para ter uma legislação eficaz para os recursos hídricos subterrâneos.

Jorge Gomes do Cravo Barros

Bibliografia

1 - O aporte de água no Ciclo Hidrológico ou da Água pode ocorrer tendo por origem atividades vulcânicas terrestre e submarina, cósmica e também pelo processo de fotossíntese. Entende-se por água juvenil a água derivada do magma durante o processo de formação mineral e que nunca circulou no Ciclo da Água.
2 - Resolução do Conselho Nacional de Recursos Hídricos (CNRH) nº 15/2001 e Resolução CONAMA nº 369/2008. Pela definição clássica, hoje em desuso, eram classificadas como água subterrânea apenas as águas que ocorriam na zona de saturação, horizonte onde os espaços vazios estavam completamente preenchidos por água. A importância dessa evolução é que na zona subsaturada ocorre a maioria dos processos físico-químicos que alteram a qualidade das águas infiltradas.
3 - SHIKLOMANOV, I. A. World Water Resources - A New Appraisal and Assessment for the 21st Century. Paris: United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization - UNESCO, 1998.
4 - TODD, D.K. - Hidrologia de Águas Subterrâneas. Rio de Janeiro: USAID, 319 p.,1967
5 - REBOUÇAS, A.C. -Panorama da Água Doce no Brasil. São Paulo: Rio+5, p.5:25, 1997.
6 - Nas regiões cársticas (calcárias), onde ocorrem cavernas e túneis, a velocidade das águas subterrâneas pode ser muito alta.
7 ZOBY, J.L.G.& MATOS, B. -As águas subterrâneas no Brasil e sua inserção na Política Nacional de Recursos Hídricos. In: Cong. Bras. Água Subt., 12, Florianópolis, 2002. ABAS-CD ROOM.
8 FLORES, - A crescente escassez de água no mundo, Conjuntura Econômica, Fundação Getúlio Vargas, Rio de Janeiro, 2000.
9 LEAL, A.S.- As águas subterrâneas no Brasil: ocorrências, disponibilidades e uso. Brasília: ANEEL, 1999 - CD-ROM.
10 Essas Províncias estão cartografadas no Mapa Hidrogeológico do Brasil - DNPM,1977, escala de 1: 5.000.000 e no Mapa de Domínios/Subdomínios Hidrogeológicos- CPRM, 2007, em escala de 1: 2.500.000.
11 Agência Nacional de Águas (ANA) * Disponibilidades e demandas de recursos hídricos no Brasil. Brasília: CD-ROM.
12 SISTEMA NACIONAL DE INFORMAÇÕES SOBRE SANEAMENTO (SNIS). Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgotos. - 2003 Brasília: Ministério das Cidades. Disponível em <http://www.snis.gov.br/diag2003.htm>. Acesso em 28/03/2008.
13 BARROS, J.G. Gestão Integrada dos Recursos Hídricos - implementação do uso das águas subterrâneas.

Brasília: MMA/SRH/OEA, 2000, 171 p.

Fonte: revistadasaguas.pgr.mpf.gov.br

Água Subterrânea

ÁGUA SUBTERRÂNEA

Conceito

Água subterrânea é aquela proveniente do subsolo, que preenche os poros e fraturas das rochas.

Nos termos do art. 1º da Lei n.º 6.105/98 do estado do Pará, "são consideradas subterrâneas as águas que ocorram, natural ou artificialmente, no subsolo, de forma suscetível de extração e utilização pelo homem".

Legislação

Constituição Federal, art. 26, I, dispondo que são bens dos Estados, entre outros, as águas superficiais ou subterrâneas, fluentes, emergentes ou em depósito, exceto as decorrentes de obras da União.

Lei n.º 6.134, de 2.06.88, do Estado de São Paulo, dispondo sobre a preservação dos depósitos naturais de águas subterrâneas do Estado.

Decreto 32.955/91, do Estado de São Paulo, atribuindo à CETESB prevenir e controlar a poluição das águas subterrâneas.

Lei n.º 9.433, de 08.01.97, art. 49, dispondo que constitui infração iniciar a implantação ou implantar empreendimento relacionado com a derivação ou utilização de recursos hídricos, superficiais ou subterrâneos, que implique alteração no regime, quantidade ou qualidade dos mesmos, sem autorização dos órgãos ou entidades competentes e, perfurar poços para extração de água subterrânea ou operá-los sem a devida autorização.

Domínio das águas subterrâneas

Há muitas controvérsias no que concerne à competência para legislar sobre as águas subterrâneas e seus respectivos domínios.

Segundo consta em publicação do Ministério do Meio Ambiente dos Recursos Hídricos e da Amazônia Legal, para divulgação da Lei n.º 9.433/97, destacamos o seguinte: "No caso das águas subterrâneas, os aquíferos, entendidos como estruturas que retêm águas infiltradas, podem ter prolongamentos além das fronteiras estaduais, passando portanto a ser de domínio federal. Essas águas, assim podem ser federais ou estaduais, diferente do que se popularizou como titularidade dos Estados. A caracterização vai depender das direções dos fluxos subterrâneos e das águas de recarga (alimentação) e se as obras para sua captação foram contratadas pelo poder público federal (...)".

Vantagens

Podemos elencar muitas vantagens da utilização das águas subterrâneas, dentre as quais:

A captação apresenta baixos custos se comparados com os das águas superficiais por exigir menos construções
Maior facilidade de exploração, podendo ser ter sua prospecção mais popularizada
Menor impacto ambiental, desde que os poços sejam feitos com a devida outorga da autoridade administrativa, seguindo-se corretamente todos os trâmites técnicos exigidos
Apresentam bom nível de potabilidade, ou seja é de boa qualidade para o consumo humano
As águas subterrâneas por estarem em locais sem contato direto com as nossas atividades são mais protegidas dos agentes poluidores;

Informações

80% das cidades brasileiras poderiam ser abastecidas pelas águas provenientes de poços (subterrâneas), porém apenas 30% utilizam esse recurso (Brasil explora pouco a água do subsolo. Herton Escobar. Jornal Folha de São Paulo,13.11.00. A 14)

O Aquífero Guarani (nome dado pelo geógrafo uruguaio Danilo Anton) com uma área total de 1,2 milhão de km2, estimado em 45 bilhões de metros cúbicos, é o maior reservatório subterrâneo de água doce do mundo, e está localizado principalmente no Brasil (840.000 km2), alcançando também a Argentina (255.000 km2), Paraguai (58.500 km2) e Uruguai (58.000 km2). (A reserva do futuro. Hilton Libos. Jornal Gazeta Mercantil, 12.05.00)

No Estado de São Paulo 462 municípios dos municípios dependem total ou parcialmente dos estoques de água subterrânea para o abastecimento da população, o que representa 72% dos municípios paulistas (Mapeamento da Vulnerabilidade e Risco de Poluição das Águas Subterrâneas no Estado de São Paulo, Instituto Geológico, jornal o Estado de São Paulo 05.04.00, pgA22)

Nos últimos 30 anos foram perfurados em todo o mundo 300 milhões de poços e na Europa, 75% da população é abastecida por águas subterrâneas (Programa de águas subterrâneas aguarda verba. Luíza Pastor. Jornal O Estado de São Paulo. 20.08.00, B9).

As águas subterrâneas representam 97 % de toda a água doce existente no mundo e são de boa qualidade para o consumo.

Potencial econômico

Em vista da crescente escassez de água que vem atingindo grande parte da população mundial, os recursos hídricos subterrâneos têm se tornado a esperança de abastecimento, representando um potencial econômico imensurável.
Pelo fato do Brasil estar sobre o maior depósito aquífero do mundo (Guarany), é fácil concluir que temos uma das maiores riquezas da terra, que pode ser explorada trazendo divisas importantíssimas para o desenvolvimento e melhoria da qualidade de vida de nosso povo. Porém, a utilização desta riqueza deve ser feita com muita cautela e de forma sustentável, para que o “grande poço na seque”.

Referências Bibliográficas

FOSTER, S. & HIRATA, R. C. A. Determinação de riscos de contaminação das águas subterrâneas, São Paulo. Bol. Inst. Geológico, São Paulo, n. 10. 1993.
FOSTER, S. & HIRATA, R. C. A. Poluição das águas subterrâneas- um documento executivo da situação da América Latina e Caribe com relação ao abastecimento de água potável. Stephen Foster, Miguel Ventura, Ricardo Hirata. Manual. 1993.
HASSUDA, S. et. al. Influência dos vários tipos de disposição de vizinhança na qualidade da água subterrânea. In: Encontro Nacional de Estudos sobre o Meio Ambiente, 3, 1991, Londrina.
HASSUDA, S.; REBOUÇAS, A. C.; CUNHA, R. C. A. Aspectos qualitativos da infiltração da vizinhança de cano no aquífero Bauru, Revista do Instituto Geológico, São Paulo, v. 11, 1991.
HIRATA, R. C. A. Águas Subterrâneas: uma introdução à gestão de qualidade e quantidade. Apostila de curso. São Paulo: Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica. 1991. p. 58.
HIRATA, R. C. A. Os recursos hídricos subterrâneos e as novas exigências ambientais. Apostila de Curso pré-Congresso. In: Congresso Brasileiro de Geologia, 37, São Paulo: SBG. 1992. 33p.
HIRATA, R. et al. Mapeamento de vulnerabilidade e risco da Poluição das Águas Subterrâneas do Estado de São Paulo. In: Seminário Interno do Instituto Geológico, 1, 1994, São Paulo. Boletim de Resumos Expandidos..., São Paulo: IG, 1994. p. 17.
IG/CETESB/DAEE. "Mapa de Vulnerabilidade e Risco de Poluição das Águas Subterrâneas do Estado de São Paulo. Relatório Técnico. IG/CETESB/DAEE, São Paulo, 2 v. 1993.

Fonte: www.aultimaarcadenoe.com.br

Água Subterrânea

Água Continental Subterrânea

O ciclo da água na crosta terrestre possui um percurso bastante complexo, parcialmente dirigido pelo ciclo da atmosfera, importante veículo transportador da água, quer sob a forma de gotículas finamente dispersas, quer sob a forma gasosa. A energia necessária para este ciclo provém do calor solar, e assim , por um número infinitamente grande de vezes, uma molécula de água é evaporada do oceano e a ele retorna, precipitada pelas chuvas, podendo também cair no continente, infiltrando-se solo adentro, ser absorvida por uma planta qualquer que em pouco tempo devolverá a mesma molécula à atmosfera, podendo então, direta ou indiretamente, por meio dos regatos e rios retornar ao oceano.

Estes são ciclos mais frequentes, havendo, contudo, um número ilimitado de outros ciclos mais complexos e de importância geológica. Se considerarmos uma molécula de água saindo pela primeira vez à superfície terrestre, provinda das profundezas da crosta e trazida pelas atividades vulcânicas como água juvenil(que nem sempre é realmente juvenil, pois o magma pode ter assimilado sedimentos ricos em água, sendo esta novamente devolvida à superfície), poderá ela tomar diversos rumos. Condensando-se em chuva e caindo no oceano, poderá ser levada às grandes profundezas e novamente aprisionada junto aos sedimentos abissais por várias centenas de milênios, até ser novamente incorporada a um magma e novamente expulsa.

Ou, então, terá de esperar a época em que esses sedimentos marinhos profundos sejam erguidos e após dezenas de milhões de anos transformados em montanhas, que lentamente serão erodidas, até libertar a molécula de água.

Poderá também, graças à evaporação, ser levada à superfície continental onde poderá incorporar-se a um feldspato em vias de caulinização e ir fazer parte de uma argila após o devido transporte de deposição. Esta molécula retornará ao meio exterior somente depois de a argila ser soterrada a vários quilômetros de profundidade e transformada em rocha metamórfica.

Aí, a molécula de água é expulsa graças às condições de alta pressão e temperatura, podendo ser incorporada a correntes profundas, e, por forças hidrostáticas, ser novamente conduzida à luz do sol. Se os ventos forem favoráveis, será conduzida às partes gélidas das montanhas, incorporando-se ao edifício cristalino de um cristal de gelo. Precipitada por longo período de tempo junto às neves eternas, delas poderá ser libertada pela sua transformação em água pelo degelo, se conseguir ser incorporada a alguma corrente líquido antes de novo congelamento.

Se se precipitasse sobre uma região de clima temperado, poderia infiltrar-se terra adentro, onde haveria vários caminhos a tomar: surgir nalguma fonte, após um recurso subterrâneo ou ser incorporada numa substância mineral, vegetal, etc., ou infiltrar-se em níveis mais profundos, permanecendo por longo tempo na chamada zona de saturação. Essa água não permanece estacionada. Movimenta-se lenta e continuamente, pressionada pela água que se infiltra e pela gravidade, que faz com que o movimento seja contínuo.

Esta molécula poderá retornar à superfície em tempo mais curto se for absorvida por alguma raiz que penetrasse nessa zona, que a expulsaria pela transpiração ou pela decomposição após a morte do tecido que a contivesse. Pela capilaridade, a água pode voltar à superfície, fenômeno verificado nas regiões áridas. A água acumulada nas profundezas, abaixo da zona de circulação livre, não está definitivamente estacionada, pois, graças à pressão hidrostática, ela circula lentamente, podendo ascender à superfície, incorporar-se ao fluxo dos rios e ser novamente evaporada. Caso contrário, voltará a circular quando a crosta for soerguida por processos tectônicos e gasta pela erosão. Há casos em que a água encontra condições propícias à penetração por mais de 8 km, através de fendas intercomunicáveis. Ao subir, pela pressão hidrostática, aquece-se, formando as fontes termais, como as de Caldas Novas, GO, e muitas outras. Estas fendas profundas, por onde penetra a água, formam-se em regiões afetadas por grandes arqueamentos tectônicos, que determinam forças de tração.

O ar aquecido, em sua ascensão, leva consigo vapor de água, que se via acumulando até atingir o limite de saturação. Com isso, condensa-se e precipita-se sobre a terra em forma de chuva, orvalho ou neve.

A quantidade de precipitação anual varia muito de região para região. Assim é que, no Brasil, as maiores precipitações anuais são de 4 a 5 metros no alto da serra do Mar, Estado de São Paulo, nas proximidades de Cubatão. Valores mínimos com cerca de 0,5 m são constatados no polígono da seca do Nordeste. A evaporação é mais intensiva sobre os mares do que sobre os continentes, enquanto que as precipitações são mais ou menos equivalentes, nas proporções aproximadas de suas respectivas áreas. Assim, temos um excesso anual de precipitação sobre a evaporação nos continentes de cerca de 37.000 km3 de água.

Este excesso de água é drenado continuamente para o mar, realizando no seu percurso um trabalho intensivo de erosão, transporte e deposição. Temos assim o circuito anual da água no globo terrestre. A tabela 1 nos mostra as quantidades absolutas de água nos diferentes ambientes da Terra.

Desde os tempos antigos o homem já fazia uso da água subterrânea, nas regiões menos chuvosas, e também procurou explicar a sua origem, cometendo vários erros, muitos dos quais perduram até os dias de hoje. Entre os leigos impera a crença de que a água subterrânea circula como rios, chamados quase sempre de "veias de água". É comum ouvir-se dizer que um poço é seco porque "não deu na veia". É frequentemente procurada pelo método da rabdomancia(do grego rhabdos, varinha), método que acreditado pela grande maioria dos não-versados nas ciências geológicas.

Parte da água da precipitação atmosférica infiltra-se no solo, onde podemos distinguir duas zonas: a saturada e a zona de aeração, ou subsaturada.

Acham-se separadas pela chamada superfície piezométrica, designada também por lençol freático ou por nível hidrostático(expressões atualmente em desuso), cuja profundidade varia com as mudanças climáticas, com a topografia da região e com a permeabilidade das rochas.

A zona inferior é denominada zona de saturação porque todos os poros e interstícios da rocha se acham saturados de água. Reserva-se a expressão água subterrânea à água situada abaixo da superfície piezométrica. Aquela contida na zona de aeração dá se a designação de água edáfica(do grego edafos, solo).

A água edáfica pode apresentar-se sob três maneiras diferentes: água gravitativa é a que se escoa terra adentro, logo após a precipitação ou fusão das neves. À água aderida às partículas do solo por forças de adsorção, pode-se dar o nome de água pelicular, e a retida em interstícios microscópicos, presa por forças capitalares, é chamada de água capilar.

O excesso de água da zona saturada, proveniente das precipitações atmosféricas, migrará em direção dos vales indo alimentar as correntes de água. Graças à lentidão deste movimento pelo atrito às partículas rochosas aproximadamente a topografia, . Sendo alta a permeabilidade do terreno, a tendência é dela tornar-se mais plana, dado o mais rápido escoamento.

A velocidade com que a água subterrânea migra varia de alguns centímetros a 6 metros por dia. Excepcionalmente pode alcançar 120 metros por dia. O plano horizontal que tangência as partes mais baixas (não cobertas pelas águas, como são os leitos dos rios), que drenam uma determinada região, denomina-se nível de drenagem. Em regiões calcárias, graças à formação de cavernas subterrâneas, que são escoadouros naturais das águas de infiltração, o nível de drenagem é inferior ao nível dos rios, que muitas vezes desaparecem solo adentro nos chamados sumidouros, podendo nascer como fonte ressurgente longe do lugar da infiltração.

Nas regiões de Apiaí e Iporanga(Estado de São Paulo), conhecidas pelas belíssimas cavernas calcárias, são frequentes tais sumidouros. Quanto à superfície piezométrica na região da cidade de São Paulo, observam-se profundidades que variam de poucos metros até mais de 30m abaixo da superfície.

Em regiões mais secas ou muito permeáveis, desce até 100 metros, podendo haver variações da profundidade conforme a estação do ano, pois sabemos que, na época de estiagem, a grande evaporação e a ausência de chuvas determinam o abaixamento da superfície piezométrica. A profundidade máxima atingida pela água subterrânea é muito variável e depende essencialmente da rocha que a contém.

Em rochas cristalinas a capacidade de armazenar água diminui rapidamente em relação à profundidade enquanto que em rochas sedimentares, principalmente nas de origem clástica, se encontra uma certa porosidade mesmo em grandes profundidades (alguns milhares de metros), o que permite ainda o armazenamento de água subterrânea em tal região.

Nos extensos baixios, a água subterrânea não se movimenta; mas, onde houver elevações, o peso da água das áreas mais elevadas faz com que se verifique a movimentação lenta da água em profundidade, calcada pela pressão hidrostática. Esse movimento pode ser da ordem de grandeza de alguns milímetros por ano. A água não se infiltra indefinidamente terra adentro, porque, nas regiões mais profundas, tanto os poros como os capilares se vão tornando cada vez menores, fechando-se graças à compressão causada pelo peso das rochas superiores. No planalto da cidade de São Paulo, cujo embasamento é constituído de rochas cristalinas, o limite inferior da água subterrânea aproveitável varia entre 100 e 250 metros em relação à superfície.

Armazenadores de Água Subterrânea

Todas as rochas apresentam uma capacidade variável de armazenamento de água, que é determinada pela presença de numerosos poros (rochas sedimentares clásticas ou basaltos vesiculares), ou por serem atravessadas por inúmeras fendas e capilares (rochas compactas, geralmente cristalinas). Dá-se o nome de porosidade de uma rocha à relação existente entre o volume dos poros e o volume total, relação esta expressa em percentagem. Quanto a quantidade é tal, que permita a sua extração econômica dá-se o nome de aquífero.

Se os poros forem de dimensões que permitam o escoamento da água e intercomunicáveis, a rocha terá uma grande capacidade tanto para armazenar como para fornecer água. É o caso geral das rochas sedimentares grosseiras de origem clástica, nas quais a água circula facilmente entre os grãos. Mas, se os poros não se comunicarem, a água ficará neles retida e a rocha terá capacidade somente para armazenar mas não para fornecer. Como exemplo podemos citar as lavas ricas em vesículas isoladas que, apesar de apresentarem porosidade alta, não são boas fornecedoras. O mesmo acontece quando os poros ou os capilares são extremamente finos, como no caso das argilas, os quais podem receber água mas não permitem a sua circulação depois de saturados.

Em uma rocha sedimentar clástica, a porosidade vai depender maior ou menor uniformidade do tamanho das partículas, ou seja, do grau de seleção. É evidente que quanto maior for a seleção, isto é, maior uniformidade dos tamanhos, maior será a porosidade, pois num sedimento mal selecionado as partículas menores ocuparão os espaços existentes entre as maiores, ocasionando uma diminuição na porosidade. Também a disposição de esferas iguais, tocando-se sempre, pode o volume dos poros variar de 25,95% a 47,64%,

Este valor máximo verifica-se quando as esferas se situam a 90o. na sua disposição espacial. No caso das argilas, onde o tamanho das partículas é de dimensões coloidais, sendo tais partículas por sua vez porosas e resultantes da agregação de micelas, a porosidade torna-se bastante aumentada, podendo atingir o valor de 50%. De um modo geral a porosidade nos sedimentos clásticos arenosos varia de 12 a 35%, pois o grau de cimentação e a sua compactação também fazem variar bastante o volume dos poros. A tabela 1 mostra-nos alguns exemplos de porosidade em função da rocha.

A propriedade de permitir a circulação da água designa-se permeabilidade. Esta é tanto mais elevada quanto maiores forem os poros ou fendas comunicáveis entre si, como encontramos no cascalho, sendo praticamente nula em rochas de poros finos. É o caso das argilas, que possuem geralmente uma porosidade elevada, isto é, podem absorver muita água, mas um permeabilidade muito pequena, que não permite a sua circulação pelo fato de ficar retida nos interstícios microscópicos por forças capilares e por forças de adsorção.

Hoje em dia fala-se em coeficiente de armazenamento, que representa o valor total médio das porosidades das rochas que compõem o aquífero, devendo ser lembrado que grande parte da água fica retida nos interstícios, aderida pela capilaridade e adsorção. À capacidade de vazão, que se relaciona à permeabilidade média das diferentes rochas de um aquífero, dá-se o nome de coeficiente de transmissividade.

Há regiões onde as rochas armazenadoras de água são distribuídas de maneira homogênea, como nas áreas cobertas pelos arenitos da Formação Bauru(Cretáceo Superior) ou os da Formação Botucatu(Cretáceo Inferior) do Estado de São Paulo. Nestas áreas a água subterrânea distribui-se uniformemente.

Os lugares mais adequados para a procura de água são os mais baixos da simples razão de estarem mais próximos do lençol aquífero, o que permite uma perfuração mais rasa e portanto menos dispendiosa, e também pela razão de haver maior pressão hidrostática, graças à maior coluna de água existente. Já em outras áreas, como a cidade de São Paulo, as rochas são heterogêneas.

Alternam-se irregularmente arenitos finos ou grosseiros, conglomerados e argilas, em camadas irregulares geralmente de forma lenticular, variando a espessura de decímetros a vários metros. Assim, é possível que em uma perfuração a água verta nos primeiros 20 metros (se predominarem arenitos ou cascalhos nesta região), a seguir poderá cessar a emanação por muitas dezenas de metros, graças à diminuição da permeabilidade da rocha. Mesmo que esteja saturada de água, esta permanecerá retida por forças capilares. Mas abaixo ainda, se a sorte favorecer o encontro de alguma lente de arenito grosseiro, bem permeável (que, quanto mais expeço mais rico será em água), haverá nova exsudação. Frequentemente esta sucessão se repete por várias vezes

Movimento da Água Subterrânea

A água subterrânea escoa-se lentamente no subsolo, dos lugares mais altos para os mais baixos, desde que não encontre uma barreira impermeável

A velocidade é relativamente pequena devido ao atrito nas paredes dos capilares e dos poros. Numa areia a água movimenta-se com a velocidade de cerca de 1m por dia; no Arenito Botucatu, em volta de 10cm por dia e nas argilas o movimento é praticamente nulo. Nas rochas muito diaclasadas a velocidade pode ser muito rápida. É preciso notar que estes dados são referentes a rochas submetidas às condições normais de pressão na superfície da terra, cujo valor aproximado é de uma atmosfera.

Podemos medir a permeabilidade de uma rocha em laboratório com aparelhos denominados permeâmetros. Nestes, utilizam-se amostras de seção e comprimento determinados, que são atravessadas por um fluído líquido ou gasoso, sob pressões conhecidas. O grau de permeabilidade é medido em função da pressão atmosférica que atua sobre o fluído percolante (ou seja, a diferença da pressão aplicada para a entrada do fluído e da obtida na saída do mesmo) e, ainda, em função do comprimento da amostra, da sua área em contato com o fluído e da viscosidade deste.

A unidade de tal medição denomina-se darcy. Assim, uma rocha possui a permeabilidade de um darcy se permitir a passagem, sob pressão diferencial de uma atmosfera, de 1cm3 por segundo de fluído com viscosidade igual a um centipoise (água a 20o.C) por uma seção de 1cm2 e de 1 cm de comprimento. A fim de serem evitados os números fracionários, usa-se a unidade milidarcy. Uma rocha com 400 milidarcys pode ser considerada de permeabilidade favorável para a produção abundante de água subterrânea. As rochas que possuem estratificação apresentam valores diferentes de permeabilidade, quando medidos na direção paralela ou perpendicular à estratificação.

Assim, para o Arenito Botucatu foram determinados valores de 731 milidarcys, quando medida a permeabilidade na direção perpendicular à estratificação e de 1.173 milidarcys quando na direção paralela

Aproveitamento da Água Subterrânea

O abastecimento de água potável e industrial no Brasil realiza-se mais comumente com o aproveitamento das águas superficiais (rios, lagos, etc.), ao contrário de outras regiões, onde a fonte principal de abastecimento é a água subterrânea, cujo uso elimina as inconveniências de um tratamento caro e permite um abastecimento local fácil.

Nas regiões de pluviosidade intensa encontra-se normalmente água subterrânea em quantidade variável, conforme as condições geológicas. As rochas sedimentares de caráter arenoso ou conglomerático são em geral boas como reservatório, sendo também altamente permeáveis, ao contrário dos sedimentos argilosos. As rochas cristalinas, tanto magmáticas como metamórficas, contêm água nas fendas finas e capilares, dando vazões geralmente menores do que os sedimentos arenosos. Uma exceção a esta regra constituem as lavas basálticas, que apresentam zonas vesiculares. Estas, quando atravessadas por diáclases ou fendas, ou quando alteradas, são ótimas provedoras de água.

Pelos dados dessa tabela chega-se às seguintes conclusões:

1) As rochas cristalinas (que ocupam a parte oriental do Estado de São Paulo) são fornecedoras de água em quantidade média. A percentagem de poços secos diminuirá se a localização do poço for adequada, mas estes devem atingir uma profundidade relativamente grande, de cerca de 150m. Em certos casos (são relativamente raros) tem-se produzido água à profundidade de até 200m, fato verificado nas proximidades da Via Anchieta.

2) A distribuição de água subterrânea nas rochas sedimentares da bacia de São Paulo é bastante irregular. Ocorrem camadas lenticulares de areia e cascalho, ótimos provedores de água. Por outro lado, em certas regiões predomimam sedimentos argilosos, impermeáveis, com pouca ou nenhuma capacidade para o fornecimento de água.

3) Os arenitos mesozóicos são quase infalíveis para a obtenção de água, explicando-se esta constância pela sua homogeneidade granulométrica tanto em extensão como em profundidade. Acentuamos que a parte ocidental do interior do Estado de São Paulo, apesar de gozar dessas condições, tem sido, contudo, pouco aproveitada. As vazões médias desses arenitos são as mais elevadas de todo o Estado.

4) As lavas basálticas são boas provedoras de água em profundidade relativamente pequena. A vazão tem-se demonstrado boa, sendo pequeno o número de pocos secos. Na região semi-árida no Nordeste brasileiro vem se executando um programa de perfurações para água subterrânea, tanto nas áreas cobertas por sedimentos, como nas áreas cristalinas, onde predomimam gnaisses. Nestas últimas perfuraram-se 4000 poços, cuja profundidade média é de 60 metros. A média das vazões é ao redor de 300 litros por hora. Nas áreas sedimentares, por sua vez, foram perfurados 12000 poços, mais comumente em arenitos e calcários. A profundidade média é de 150 metros e a média das vazões é de 20000 litros por hora, o que vem demonstrar a importância humana da pesquisa geológica para a água subterrânea.

De alta importância para o homem do litoral é o comportamento da água subterrânea doce na região praiana. De um modo geral, a água doce subterrânea avança até a beira-mar. Este lençol de água doce flutua sobre a água salgada mais pesada, que por sua vez, pode penetrar debaixo da água doce, rumo ao continente.

Assim é possível a obtenção de água doce por meio de poços relativamente rasos, mesmos na praias. Deve-se, contudo, evitar que a água salgada subjacente seja atingida, ocasionando a contaminação da água doce.

Fonte: www.geocities.com

Água Subterrânea

Reservatórios de Água Subterrânea

Um reservatório de água subterrânea, também designado por aquífero, pode ser definido como toda a formação geológica com capacidade de armazenar e transmitir a água e cuja exploração seja economicamente rentável.

Existem essencialmente 2 tipos de aquíferos:

Aquífero livre – Formação geológica permeável e parcialmente saturada de água. É limitado na base por uma camada impermeável. O nível da água no aquífero está à pressão atmosférica.

Aquífero Confinado - Formação geológica permeável e completamente saturada de água. É limitado no topo e na base por camadas impermeáveis. A pressão da água no aquífero é superior à pressão atmosférica.

Se as formações geológicas não são aquíferas então podem ser definidas como:

Aquitardo – Formação geológica que pode armazenar água mas que a transmite lentamente não sendo rentável o seu aproveitamento a partir de poços.

Aquicludo - Formação geológica que pode armazenar água mas não a transmite (a água não circula).

Aquífugo - Formação geológica impermeável que não armazena nem transmite água.

Fonte: www.cienciaviva.pt

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