Aulas de águas subterrâneas, material baseado em vários autores.

1. Aula 2 – Águas Subterrâneas e o Ciclo Hidrológico

2. Ocorrência Das Águas Subterrâneas
A água subterrânea corresponde à parcela mais lenta
do ciclo hidrológico e constitui nossa principal
reserva de água, ocorrendo em volumes muito
superiores ao disponíveis na superfície;
• As águas subterrâneas ocorrem preenchendo
espaços formados entre os grânulos minerais e
nas fissuras das rochas, que se denominam
aqüíferos;
• As águas subterrâneas representam a parcela da chuva
que se infiltra no subsolo e migra continuamente em
direção às nascentes, leitos de rios, lagos e oceanos;

3. Ocorrência Das Águas Subterrâneas
• Os aqüíferos, ao reterem as águas das chuvas,
desempenham papel fundamental no controle das
cheias;
• Nos aqüíferos, as águas encontram proteção natural
contra agentes poluidores ou perdas por evaporação;
• A contaminação, quando ocorre, é muito mais lenta e
os custos para recuperação podem ser proibitivos.

4. Importância Das Águas Subterrâneas
• No Brasil, em geral, as águas subterrâneas abastecem rios e
lagos. Por isso, mesmo na época seca, a maioria dos nossos
rios é perene;
• Os aqüíferos têm importância estratégica e suas funções são
ainda pouco exploradas, tais como: produção,
armazenamento, transporte, regularização, filtragem e
auto-depuração, além da função energética, quando as
águas saem naturalmente quentes do subsolo;
• Os usos múltiplos das águas subterrâneas são crescentes:
abastecimento, irrigação, balneoterapia, engarrafamento
de águas minerais e potáveis de mesa e outros;

5. Importância Das Águas Subterrâneas
• De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e
Estatística - IBGE (1998) estima-se que 51% do
suprimento de água potável seja originado do recurso
hídrico subterrâneo;
• As águas subterrâneas têm grande alcance social pois os
poços, quando bem construídos e protegidos,
garantem a saúde da população.

6. Ciclo Hidrológico e as AS
Quando as águas meteóricas se precipitam da atmosfera
na superfície da terra, parte da água escorre
superficialmente até os rios, lagos e oceanos; parte
infiltra e outra parte retorna a atmosfera por
evapotranspiração que é a soma dos processos de
evaporação direta da água e da transpiração da
vegetação.
Assim, os rios representam o sistema de drenagem da
água doce para o mar, enquanto que os aqüíferos
representam os sistemas de armazenamento de
água doce no continente.

7. Ciclo Hidrológico e as AS
O movimento descendente da água que infiltra continua
devido à ação da gravidade, preenchendo os vazios do
subsolo (poros ou fraturas) e acumulando-se ao
encontrar barreiras menos permeáveis, o que se
denomina zona saturada.

8. Ciclo Hidrológico e as AS
A água subterrânea acumulada na zona saturada não fica
estagnada. O movimento pode continuar descendente
contribuindo para a recarga de aqüíferos subjacentes.
Nas áreas em que o aqüífero está confinado por outra
camada geológica, a recarga é dita indireta já que a
água deve vencer a barreira imposta pela camada
confinante até atingir o aqüífero.

9. Ciclo Hidrológico e as AS
Como na maioria das vezes o aqüífero confinado
encontra-se sob pressão, a água tem tendência de fluxo
ascendente dificultando mais ainda o movimento
descendente. Isso demonstra que as águas
armazenadas em aqüíferos confinados quando
utilizadas terão sua reposição lenta ou quase nula.

10. Representação do ciclo hidrológico
Fonte: Revista Águas e Energia Elétrica, ano 05 nº15 1989, DAEE

11. Características da AS
À medida que a água infiltra por entre as camadas de
rocha, ela arrasta elementos químicos e altera sua
composição. A principio a água subterrânea tende a
aumentar as concentrações de substâncias dissolvidas.
No entanto, muitos outros fatores interferem, tais
como, clima, composição da água de recarga, tempo de
contato água/meio físico, além da contaminação
causada pelo homem.

12. Características da AS
Dessa forma, cada aqüífero possui um conjunto de
propriedades físicas e químicas que lhe conferem
uma
característica
hidrogeoquímica.
Essa
característica pode variar regionalmente em um
mesmo aqüífero e também ao longo do tempo.

13. Um aqüífero é então um reservatório de água. Sua
qualidade dependerá da composição natural das
rochas e das atividades humanas desenvolvidas nas
áreas de ocorrência e sua disponibilidade hídrica
dependerá de sua capacidade de recarga e do volume
de água que se pretende extrair.

14. O Ciclo Hidrológico E A Disponibilidade
Do Recurso Hídrico Subterrâneo
As reservas de água dos aqüíferos podem ser definidas
sob quatro categorias:
Reserva Hidrogeológica Renovável ou Reguladora
Representa a quantidade de água livre armazenada
pelo aqüífero ao curso de uma importante recarga
natural. São assim, submetidas ao efeito sazonal ou
inter anual das precipitações.

15. O Ciclo Hidrológico E A Disponibilidade Do
Recurso Hídrico Subterrâneo
 Reserva Hidrogeológica Permanente. Também
chamadas de seculares ou profundas constituem as
águas acumuladas que não variam em função das
precipitações anuais .

16. O Ciclo Hidrológico E A Disponibilidade
Do Recurso Hídrico Subterrâneo
Reservas Hidrogeológicas Explotáveis. São os
volumes de água que podem ser economicamente
extraídos, sem provocar exaustão ou degradação do
aqüífero como meio de armazenamento natural ou
artificial de água. Estes recursos podem variar no
espaço e no tempo, em função das condições
hidrogeológicas, do efeito das explorações sobre o
regime de fluxo de água nos aqüíferos, da disposição e
concepção das obras de captação e da evolução dos
equipamentos de exploração.

17. O bombeamento além das capacidades naturais do
aqüífero pode favorecer a entrada de águas de
qualidade indesejável no poço, como por exemplo de
rios poluídos e plumas de contaminação de áreas
vizinhas.

18. Distribuição Da Água Em Subsuperfície
A água que existe abaixo da superfície do terreno circula
nos espaços vazios, denominados poros, existentes
entre os grãos que formam os solos e as rochas
sedimentares. Em alguns tipos de rocha, a água circula
através de fraturas, que são porções onde as rochas se
romperam devido à movimentação da crosta terrestre.

19. Ao se infiltrar no solo, a água da
chuva passa por uma porção do
terreno chamada de zona não
saturada (ZNS) ou zona de
aeração, onde os poros são
preenchidos parcialmente por
água e por ar. Parte da água
infiltrada no solo é absorvida
pelas raízes das plantas e por
outros seres vivos ou evapora e
volta para a atmosfera.
O restante da água, por ação da
gravidade,
continua
em
movimento descendente.

20. No seu percurso, o excedente
de água acumula-se em
zonas
mais
profundas,
preenchendo totalmente os
poros e formando a zona
saturada (ZS). Nas regiões
áridas e semi-áridas, os
processos de evaporação e
transpiração
prevalecem,
dificultando a infiltração da
água até a zona saturada.

21. Distribuição Da Água Em Subsuperfície
No topo da zona saturada existe uma faixa chamada de
franja capilar onde todos os poros estão preenchidos
por água, mas ela está presa aos grãos da rocha pelo
efeito da capilaridade.
O limite entre as zonas não saturada e saturada é
comumente chamado de lençol freático. Quando
perfuramos um poço raso, o nível da água observado
representa a profundidade do lençol freático naquele
ponto, o qual é chamado de nível freático, nível d’água.

22. Distribuição Da Água Em Subsuperfície
A profundidade do nível d’água pode variar ao longo do
ano, pois sofre ação da variação do clima. Assim, em
períodos chuvosos, há maior infiltração de água e o
nível do lençol freático se eleva. No período de
estiagem, com pouca infiltração e maior processo de
evapotranspiração, o nível da água pode ficar mais
profundo.

23. Distribuição Da Água Em Subsuperfície
A quantidade de água armazenada na rocha depende da
sua porosidade, e um dos parâmetros que influencia
o fluxo da água subterrânea é a permeabilidade.

24. Permeabilidade e Porosidade
Porosidade é a capacidade que o solo ou rocha tem de
armazenar água. É medida pelo percentual de volume
ocupado pelos vazios ou poros no volume do corpo
rochoso.
Permeabilidade é a capacidade que tem a rocha ou solo
para armazenar e transmitir a água. Ela depende do
tamanho dos poros e da intercomunicação entre eles.

25. Permeabilidade e Porosidade
As rochas sedimentares (rochas moles) têm alta
porosidade ao contrário das rochas cristalinas (rochas
duras), mas nem todas possuem alta permeabilidade.
As argilas têm poros tão pequenos que não deixam
passar água, sendo por isso consideradas praticamente
impermeáveis. Outras rochas sedimentares como os
arenitos e areias inconsolidadas possuem tanto
porosidade quanto permeabilidade elevadas. Já nas
rochas cristalinas, a permeabilidade será proporcional
ao número de fraturas e da interconexão entre elas.

26. Exemplos de permeabilidade das
rochas

27. Conceito de Aqüífero
Aqüíferos ou reservatórios
naturais de água subterrânea
são formações rochosas ou
camadas
geológicas
que
armazenam e transmitem
água
economicamente
passível de extração.

28. Tipos de Aqüíferos
Existem três tipos básicos de aqüíferos de acordo com a
formação rochosa na qual está contido:
• Aqüíferos granulares ou
porosos – aqueles em que a
água está armazenada e flui
nos espaços entre os grãos
em sedimentos e rochas
sedimentares de estrutura
granular. Exemplo: arenitos
e aluviões.

29. Tipos de Aqüíferos
• Aqüíferos fissurais
– aqueles nos quais a
água está presente
nas fraturas e fendas
das
rochas
cristalinas. Exemplo:
granitos, gnaisses e
diabásios

30. Tipos de Aqüíferos
 Aqüíferos cárstico ou
cavernoso – aqueles nos
quais a água se faz
presente em cavidades
produzidas
pela
dissolução causada pela
águas. Exemplo: calcários
e mármores.

31. Tipos de Aqüíferos
Quando a superfície que limita a zona saturada dos
aqüíferos coincide com o lençol freático eles são
chamados aqüíferos livres. Quando o aqüífero
encontra-se entre duas camadas impermeáveis, diz-se
que está confinado.

32. Reabastecimento do Aqüífero ou
Recarga
O reabastecimento de um aqüífero ocorre basicamente a
partir da infiltração de água das chuvas e, em menor
escala, de corpos d’água superficiais. O maior ou
menor grau de reabastecimento ou recarga depende de
fatores como clima, vegetação, relevo, drenagem e
geologia da região.

33. Reabastecimento do Aqüífero ou
Recarga
A existência de solos porosos e permeáveis favorece a
infiltração, mas essa condição pode ser ampliada se o
solo for coberto por vegetação e estiver em relevo
plano. Já em áreas de relevo íngreme e solos pouco
permeáveis, a maior parte da água precipitada
transforma-se em cursos superficiais, dificultando a
infiltração. Em regiões de clima úmido e solos
permeáveis, a recarga pode atingir até 25% da
precipitação pluviométrica anual.

34. Reabastecimento do Aqüífero ou
Recarga
Os aqüíferos podem ser reabastecidos localmente pela
infiltração da água das chuvas. É a chamada recarga
direta, característica dos aqüíferos livres. Já nos
aqüíferos confinados o mais comum é que aconteça a
recarga indireta onde o reabastecimento ocorre
somente nos locais onde a camada que contém o
aqüífero aflora. Esses locais são denominados zona de
recarga desses aqüíferos.

35. Atividade
Água subterrânea - reservatório para um planeta com sede?- Planeta Terra 2007 -2009
Recurso valioso
A água subterrânea é utilizada por cerca de dois bilhões de pessoas em todo o mundo, levando a
que seja o recurso natural mais usado. A produção anual de água subterrânea é estimada entre
600 e 700 quilômetros cúbicos (bilhões de metros cúbicos ou bilhões de toneladas).
Enquanto que o consumo anual mundial de petróleo é de apenas 3.5 bilhões de toneladas. A água
subterrânea é considerada propriedade pública em muitos países. Onde ela escasseia, pode ser
considerada uma mercadoria mas, na maior parte dos casos, não lhe é atribuído qualquer valor.
Todavia, os custos de exploração, tratamento e fornecimento de água subterrânea necessitam
de ser cobertos através do pagamento de taxas, de forma a manter o fornecimento sustentável.
Não existem números disponíveis acerca da criação de riqueza resultante do fornecimento de
água subterrânea aos consumidores de todo o mundo. Os únicos dados globais disponíveis
dizem respeito aos produtos finais mais valiosos, nomeadamente a água para consumo e a
engarrafada A discussão em torno do fornecimento público, dos lucros, da irrigação na
agricultura, da liberalização do mercado hídrico e do investimento privado continua a todos os
níveis da sociedade. O Objetivo do Milênio para o Desenvolvimento, formulado pelas NU,
destinado a reduzir para metade o número de pessoas sem acesso a água potável até ao ano
2015, será alcançado apenas com um investimento financeiro considerável, atualmente
estimado em 15 bilhões de euros por ano.

36. Atividade
A água tem valores muito diferentes consoante quem a consome;
isto apesar dos produtos serem, muitas vezes, derivados do
mesmo recurso natural. A água subterrânea para rega não é
tratada, logo o seu custo é de apenas alguns cêntimos por metro
cúbico ou apresenta mesmo custo zero. A água doméstica para
consumo, fornecida através de sistemas de canalização, custa até
2 euros por metro cúbico e a água mineral engarrafada ou água
de mesa pode custar 1000 euros, ou mais, por metro cúbico. Se a
sociedade continuar a utilizar os valiosos recursos de água
subterrânea sem assegurar o necessário reabastecimento, a crise
da água só irá agravar-se. Estratégias de uso sustentável devem
ter em conta as características de todos os reservatórios do ciclo
da água e garantir que a sua plena utilização é feita de acordo
com bases científicas que podem fornecer uma maior
compreensão dos vitais, mas invisíveis, recursos de água
subterrânea.

37. Atividade
Questões-chave
• Quanta água subterrânea existe e como pode ser utilizada de forma sustentável?
• Como pode a exploração inadequada das reservas “fósseis” de água ser
identificada e gerida de forma a minimizar o seu esgotamento e as suas
desastrosas conseqüências humanas/ecológicas? Tal requer um melhor
entendimento da recarga em geral.
• Como podem ser protegidos da poluição os recursos de água subterrânea
vulneráveis e como podem os recursos vitais poluídos ser recuperados?
Faça uma reflexão sobre o texto abaixo e apresente propostas para que este
precioso recurso. AS possa ser utilizada de maneira sustentável.
- Quais programas governamentais poderiam ser desenvolvidos?
- Onde um engenheiro ambiental poderia intervir para equacionar estes
problemas?
- É possível o uso sustentável das águas subterrâneas? Como seria isto?

38. Referências
 BRASIL. Ministério do Meio Ambiente, Associação Brasileira de Águas
Subterrâneas e Petrobrás. “Águas Subterrâneas – Um Recurso a ser
conhecido e Protegido”. Brasília, 2007
 CAPUCCI, Egmont et AL. “Poços Tubulares e Outras Captações de
Águas Subterrâneas: Orientações aos Usuários”. Rio de Janeiro, 2001
 FIESP. Federação das Indústrias do Estado de São Paulo. “Orientações
para a Utilização de Águas Subterrâneas no Estado de São Paulo”. São
Paulo, 2005
 CLEARY, Robert W. “Águas Subterrâneas” 1989 disponível em: <
http://www.clean.com.br/portal/index.php?option=com_content&vie
w=article&id=79&Itemid=110 >Acesso em: Janeiro de 2010