3.O Período de Geologia – FINOMHidrologia – Água Subterrânea

Aquíferos

Prof. Márcio Santos

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Aquífero

• Aquífero é uma formação geológica que armazena e permite a circulação subterrânea da água, de onde é possível extrair a mesma, durante um determinado período de tempo, de forma economicamente viável e sem impactos ambientais negativos.

• Para um poço municipal típico, isso pode significar • Para um poço municipal típico, isso pode significar vazões de 1000 a 4000 m3/dia.

• Uma quantidade suficiente de água para um poço residencial pode ser menor do que 20 m3/dia.

• Numa área de deserto, uma estrutura geológica que forneça 0,5 m3/dia pode ser considerada como aqüífero, produzindo quantidades suficientes de água.

Aquitardes

• Enquanto os aqüíferos fornecem quantidades significativas de água, aquitardes são formações de baixa permeabilidade, que armazenam água, mas não podem suprir poços de bombeamento.

• Eles podem, contudo, transmitir água suficiente através de enormes áreas, tornando-se importantes em estudos regionais de suprimento de água.

• As camadas de argila e de folhelho que separam muitos • As camadas de argila e de folhelho que separam muitos aqüíferos confinados são bons exemplos de aquitardes, transmitindo água através de drenagem vertical.

• Eles são tipicamente menos permeáveis em mais de uma a duas ordens de grandeza do que o material geológico do aqüífero que eles confinam ou semiconfinam. Em estudos de aqüíferos, aquitardes são também conhecidos como camadas confinantes drenantes.

Classificação dos Aquíferos• Os aqüíferos são classificados como confinados ou não

confinados, dependendo da presença ou ausência de um lençol freático.

• Um lençol freático, ou superfície freática, é a superfície superior da zona de saturação que está em contato direto com a pressão do ar atmosférico, através dos direto com a pressão do ar atmosférico, através dos espaços vazios no material geológico acima. Ao longo dessa superfície, a pressão é considerada como sendo a atmosférica.

• A profundidade até ao lençol freático pode ser de menos de 10 metros em regiões úmidas a até mais de 100 metros em climas secos.

Aquíferos confinado e não confinado

• O aqüífero A, na figura anterior, é do tipo não confinado, também denominado freático ou livre. Observe como a superfície freática está sob pressão atmosférica, o fluxo é horizontal e o nível da água no poço localizado na posição 7 é virtualmente o mesmo que o nível da água fora do poço.

• Podemos, então, dizer que, sob condições de fluxo horizontal, os níveis de água em poços penetrando um horizontal, os níveis de água em poços penetrando um aqüífero livre representam a posição da superfície do lençol freático em redor desse poço.

• O termo ‘não confinado’ significa que a superfície freática não está confinada ou impedida de movimentar-se para cima e para baixo, através de materiais menos permeáveis, tais como camadas de argila.

• Aquíferos não confinados são usualmente os primeiros materiais saturados encontrados em um programa de perfuração. Se esta água tem extensão horizontal limitada, trata-se de um tipo especial de aqüífero não confinado, conhecido como aqüífero suspenso (localizações 3 e 4 na figura anterior).

• Os aqüíferos suspensos podem ser fontes adequadas para poços residenciais individuais, mas são inadequados como fontes para poços municipais bombeando por longos fontes para poços municipais bombeando por longos períodos.

• No campo, deve-se ter muito cuidado para não tomar-se erroneamente esta água não confinada como sendo o aqüífero freático principal.

• Zonas saturadas encontradas a muitos metros acima da profundidade esperada geralmente pertencem a aqüíferos suspensos.

• Aquíferos confinados são formações geológicas permeáveis, que são contornadas abaixo e acima por materiais relativamente impermeáveis, e que estão sob pressões maiores do que a pressão atmosférica. Estes estratos de baixa permeabilidade separam os materiais que formam o aqüífero de permeabilidade mais alta do contato direto com a pressão atmosférica e impedem o movimento ascendentes e descendente da água.

• O aqüífero B, na figura anterior, ilustra um aqüífero • O aqüífero B, na figura anterior, ilustra um aqüífero confinado. A área de afloramento do aqüífero na localização 1 é a principal área de recarga. Entretanto, aqüíferos que afloram em áreas topograficamente altas não são muito comuns. A maioria dos aqüíferos confinados recebe recarga através de drenagem vertical de formações geológicas sobrepostas.

• Os aqüíferos artesianos são aqueles em que a elevação da superfície piezométrica está sobre a superfície do terreno.

Aquífero confinado e não confinado

Poços

• Não artesianos

– São os poços denominados comuns ou de "fundo de quintal". A cavidade perfurada vai até o nível freático; portanto, dependendo da sua freático; portanto, dependendo da sua profundidade e do regime de chuvas, tem água permanente ou sem periodicidade.

• Artesianos:

• Neste caso, a água penetra no aqüífero confinado em profundidades crescentes, onde sofre a pressão hidrostática crescente da coluna de água entre a zona de recarga e um ponto em profundidade.

• Quando um poço perfura esse aqüífero, a água sobe, pressionada pela pressão hidrostática, jorrando naturalmente.

• Condições: • Condições:

– a) sequência de estratos inclinados, onde pelo menos um estrato permeável encontre-se entre estratos impermeáveis e

– b) situação geométrica em que o estrato permeável intercepte a superfície, permitindo a recarga de água nesta camada.

• O poço, ao perfurar o aqüífero, permite a ascenção da água pelo princípio dos vasos comunicantes.

Poço artesiano

Classificação do aqüífero segundo a geologia do material saturado

• Porosos: onde a água circula através de poros. As formações geológicas são areias limpas, areias consolidadas por um cimento também chamadas arenitos, conglomerados, etc; chamadas arenitos, conglomerados, etc;

• Fraturados e/ou fissurados: onde a água circula através de fraturas ou pequenas fissuras, formadas por movimentos tectônicos. As formações são granitos, gabros, filões de quartzo, etc;

Neste tipo de aqüífero a perfuração deve ocorrer justamente na fissura/fenda, para que o poço tenha água.

• Cársticos: tipo peculiar de aqüífero fraturado, onde as fraturas, devido à dissolução do carbonato pela água, podem atingir aberturas muito grandes, criando, neste caso, verdadeiros rios subterrâneos. É comum em regiões com grutas calcárias, ocorrendo em várias partes do Brasil.

Impactos sobre os aquíferos

• Extração descontrolada dos aqüíferos

• Contaminação

– Fossas, lagoas de rejeito (oxidação e efluentes), lixões e aterros (urbanos e industriais), lixões e aterros (urbanos e industriais), vazamentos de tanques/ tubos, derramamento acidental, agroquímicos.

• Superexplotação ou superexploração de aqüíferos: é a extração de água subterrânea que ultrapassa os limites de produção das reservas reguladoras ou ativas reguladoras ou ativas do aqüífero.

• A superexplotação de um aquífero pode provocar, inclusive, a subsidência da área em que ocorre a explotação.

Aquitardes, fluxos baixos e poluição

• No passado, camadas confinantes de argila (ou aquitardes) eram consideradas formações impermeáveis, capazes de fornecerem somente taxas de fluxo muito baixas (em m3/dia).

• Do ponto de vista do suprimento de água, estas baixas taxas de fluxo são desprezíveis em áreas pequenas e curtos períodos de tempo. curtos períodos de tempo.

• Contudo, do ponto de vista da poluição da água subterrânea, mesmo fluxos extremamente pequenos de compostos químicos tóxicos, da ordem de partes por bilhão, podem causar conseqüências desastrosas à saúde.

• Condutividade hidráulica (K): facilidade com que a água flui através de um aquífero ou de uma camada confinante.

Aquicludes

• Hidrogeólogos usavam este termo anos atrás, para caracterizar materiais que transmitem fluxos extremamente baixos de água.

• Como todos os materiais transmitem água em um grau ou outro (em alguns casos pode ser somente de alguns metros em mil anos), os materiais impermeáveis, estritamente falando, não existem. estritamente falando, não existem.

• Nos problemas de contenção de plumas de contaminação, as paredes de argila são consideradas por muitas pessoas como barreiras impermeáveis contra a passagem da poluição. Esse é um mito perigoso, já que a mais compactada parede de argila ainda apresenta vazamento.

• Areias e cascalhos apresentam altos valores de K (p.e., 10-2 a 10 cm/s), enquanto que folhelhos e argilas possuem valores relativamente baixos (p.e., 10-10 a 10-7 cm/s).

• A condutividade hidráulica, no caso das argilas, pode ser severamente alterada para valores muito mais elevados, nos casos de contaminação envolvendo solventes puros passando através dessas camadas de argila. argila.

• Alguns solventes interagem com a estrutura porosa das camadas de argila, transformando-as de barreiras ‘impermeáveis’ para transmissoras substanciais de água.

• Isso mostra que conceitos tradicionais desenvolvidos para o fluxo de água em aquíferos podem não ser válidos em casos de contaminação envolvendo o transporte de contaminantes em aquíferos.

Contaminação de aquíferos

Funções da Água

• Biológica – água para as necessidades básicashumanas e animais – função essencial a princípio

não negociável.

• Ecossistema – Meio Ambiente para seres aquáticos – função essencial

• Técnica – Usos onde a água desempenha papel • Técnica – Usos onde a água desempenha papel de matéria prima nas indústrias ou nas residências não básicas – decorrente de práticas

econômicas – flexível e possível de negociação

• Simbólico – usos associados a valores sociais e culturais

Sustentabilidade

• Processo de se obter de modo contínuo condições de vida iguais ou superiores para um grupo de pessoas e seus sucessores em um dado ecossistema.ecossistema.

• Condição: não prejudicar gerações futuras.

• A sustentabilidade está diretamente associada aos processos que podem se manter e melhorar ao longo do tempo. A insustentabilidadecomanda processos que se esgotam.

Conflitos pelo uso da água

• A cada ano constata-se o aumento dos conflitos em torno dos grandes empreendimentos econômicos, como o de setores como exploração mineral, geração de energia e agronegócio.

• O agravamento da seca no NE aumentou os conflitos na disputa por água no Brasil, que quase dobraram entre 2011 e 2012.

• A Comissão Pastoral da Terra contabilizou 115 conflitos em • A Comissão Pastoral da Terra contabilizou 115 conflitos em 2012, em 19 Estados e atingindo 184 mil pessoas. Dentre eles está o caso da construção da hidrelétrica de Belo Monte, no Pará, onde as intervenções no rio Xingu têm provocado protestos de pescadores, ribeirinhos e índios.

• Conflitos pelo uso da água em Paracatu tendem a se agravar, principalmente aquele que envolve a mineração de ouro e a população da cidade.

Referências• CLEARY, Robert W. Águas subterrâneas. Obtido em:

http://clean.com.br/cleary.pdf• PEREIRA, Suely Y. Água subterrânea e

desenvolvimento. Obtido em: http://www.cfh.ufsc.br/~laam/palestra/02.pdf

• RIBEIRO, Luis. Águas subterrâneas. Cap. XI. Obtido em: http://ecossistemas.org/ficheiros/livro/Capitulo_11.pdhttp://ecossistemas.org/ficheiros/livro/Capitulo_11.pdf

• TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M. C. M. de; FAIRCHILD, T. R.; TAIOLI, F. (Orgs.) Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 568 p

• RESENDE, Marcelo Gonçalves. Hidrogeologia. Infiltração.