Água Subterrânea

Água Subterrânea – O que é

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

A água encontra-se abaixo de quase todas as partes da superfície da Terra – montanhas, planícies e desertos – mas a água subterrânea nem sempre é fácil de encontrar e, uma vez encontrada, pode não ser facilmente acessível.

As águas subterrâneas podem estar próximas à superfície, como em um pântano, ou podem ocorrer muitas centenas de metros abaixo da superfície, como em algumas áreas secas do oeste do país.

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.

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.

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.

Água Subterrânea – Água doce

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.

COMO OCORRE A ÁGUA SUBTERRÂNEA

Água Subterrânea

A água subterrânea não está em lagos subterrâneos, nem é a água que flui em rios subterrâneos. É simplesmente água que preenche os poros ou rachaduras nas rochas subterrâneas.

Quando a chuva cai ou a neve derrete na superfície do solo, parte da água pode escorrer para áreas mais baixas ou lagos e riachos. O que resta pode ser absorvido pelo solo, infiltrar-se em camadas mais profundas de solo e rocha, ou evaporar na atmosfera.

Abaixo do solo superficial – a rica camada superior do solo em que as plantas têm a maior parte de suas raízes – há uma área chamada zona insaturada. Em épocas de chuva adequada, os pequenos espaços entre rochas e grãos de solo na zona não saturada contêm pelo menos um pouco de água, enquanto os espaços maiores contêm principalmente ar. Após uma grande chuva, no entanto, todos os espaços abertos podem se encher temporariamente de água. Durante uma seca, a área pode ficar drenada e quase completamente seca, embora uma certa quantidade de água seja retida no solo e nas rochas por atração molecular.

Deitada abaixo da zona insaturada é a zona saturada. O lençol freático é o nível em que a zona insaturada e a zona saturada se encontram. A água drena através da zona insaturada para a zona saturada.

A zona saturada está cheia de água – todos os espaços entre o solo e as rochas, e dentro das próprias rochas, contêm água. A água de córregos, lagos, pântanos e outros corpos d’água podem penetrar na zona saturada.

Os córregos são comumente uma fonte significativa de recarga para as águas subterrâneas a jusante das frentes de montanha e encostas íngremes em áreas áridas e semiáridas, e em áreas subjacentes a calcário e outras rochas porosas.

O lençol freático não é fixo, mas pode subir ou descer, dependendo da disponibilidade hídrica. Em áreas onde o clima é bastante consistente, o nível do lençol freático pode variar pouco; em áreas sujeitas a inundações e secas extremas, pode aumentar e diminuir substancialmente.

Fluxo de águas subterrâneas

A água está sempre em movimento. A água subterrânea geralmente se move das áreas de recarga, onde a água entra no solo, para as áreas de descarga, onde sai do solo em um pântano, rio, lago ou oceano.

A transpiração das plantas cujas raízes se estendem até um ponto próximo ao lençol freático é outra forma de descarga.

O caminho do movimento das águas subterrâneas pode ser curto e simples ou incrivelmente complexo, dependendo da geologia da área por onde a água passa.

A complexidade do caminho também determina o tempo que uma molécula de água permanece no solo entre os pontos de recarga e descarga.

As velocidades do fluxo das águas subterrâneas geralmente são baixas e são ordens de magnitude menores do que as velocidades do fluxo do córrego.

O movimento das águas subterrâneas normalmente ocorre como infiltração lenta através dos espaços entre partículas de material não consolidado ou através de redes de fraturas e aberturas em rochas consolidadas.

Uma velocidade de um pé por dia ou mais é uma alta taxa de movimento nas águas subterrâneas. As velocidades das águas subterrâneas podem ser tão baixas quanto um pé por década ou um pé por século.

Por outro lado, os fluxos de corrente são geralmente medidos em pés por segundo. Uma velocidade de um pé por segundo é cerca de dezesseis milhas por dia.

As baixas velocidades do fluxo das águas subterrâneas podem ter implicações importantes, principalmente em relação ao movimento de contaminantes.

A idade da água (tempo desde a recarga) varia em diferentes partes dos sistemas de fluxo de águas subterrâneas.

A água subterrânea fica cada vez mais velha ao longo de um caminho de fluxo específico de uma área de recarga para uma área de descarga. Em sistemas de fluxo raso em escala local, a idade das águas subterrâneas nas áreas de descarga pode variar de menos de um dia a algumas centenas de anos. Em sistemas de fluxo regionais profundos com longos caminhos de fluxo, a idade das águas subterrâneas pode atingir milhares ou dezenas de milhares de anos.

Aquífero – O que é

Um aquífero é uma zona saturada que contém água suficiente para produzir quantidades significativas de água quando um poço é cavado.

A zona é na verdade um caminho de material poroso ou permeável através do qual quantidades substanciais de água fluem com relativa facilidade. A palavra aqüífero vem do latim aqua (água) e ferre (carregar ou carregar). Um aquífero pode ser uma camada de cascalho ou areia, uma camada de arenito ou calcário cavernoso, uma zona de escombros entre fluxos de lava ou até mesmo um grande corpo de rocha maciça, como granito fraturado. Um aquífero pode estar acima, abaixo ou entre leitos confinantes que são camadas de material duro e não poroso (por exemplo, argila ou granito sólido).

Existem dois tipos de aquíferos: não confinados e confinados (artesianos). Em um aquífero não confinado ou de lençol freático, a precipitação é filtrada da superfície da terra até atingir uma camada impermeável de rocha ou argila. A água então se acumula e forma uma zona de saturação.

Como a água de escoamento pode facilmente se infiltrar no lençol freático, um aquífero não confinado é suscetível à contaminação.

Em um aquífero confinado, os leitos confinantes agem mais ou menos como limites subterrâneos, desencorajando a entrada ou saída da água do aquífero, de modo que a água é forçada a continuar seu movimento lento até o ponto de descarga. A água da precipitação entra no aquífero através de uma área de recarga, onde o solo deixa a água percolar até o nível do aquífero. A capacidade de recarga de um aquífero depende de vários fatores, como a facilidade com que a água é capaz de descer pelas formações geológicas (permeabilidade) e o tamanho dos espaços entre as partículas rochosas (porosidade). A Figura 4.3 ilustra a recarga natural e artificial do aquífero.

Normalmente, a permeabilidade e a porosidade das rochas diminuem à medida que sua profundidade abaixo da superfície aumenta.

A quantidade de água que pode ser removida de um aquífero depende do tipo de rocha. Um granito denso, por exemplo, quase não fornecerá água a um poço, mesmo que a água esteja próxima à superfície.

Um arenito poroso, no entanto, milhares de pés abaixo da superfície pode produzir centenas de galões de água por minuto.

Rochas porosas que são capazes de fornecer água doce foram encontradas em profundidades de mais de seis mil pés abaixo da superfície. Água salina (salgada) foi descoberta em aquíferos que ficam a mais de trinta mil pés de profundidade.

Os aquíferos variam de alguns metros de espessura a dezenas ou centenas de metros de espessura. Eles podem estar localizados logo abaixo da superfície da Terra ou milhares de metros abaixo dela.

Um aquífero pode cobrir alguns hectares de terra ou muitos milhares de quilômetros quadrados. Além disso, qualquer aquífero pode fazer parte de um grande sistema de aquíferos que se alimentam uns dos outros.

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 6.500 km2, 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 ilhões 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?.

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

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/www.agua.bio.br/www.suderhsa.pr.gov.br/www.sabesp.com.br/www.igm.ineti.pt