ÁGUA SUBTERRÂNEA

 

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

A parcela da água que se infiltra vai dar origem à água subterrânea. Cerca de 97% da água doce disponível para uso da humanidade encontra-se no subsolo, na forma de água subterrânea. No entanto, pelo fato de ser um recurso invisível, a grande maioria das pessoas, incluindo governantes e políticos, nunca a levam em consideração quando falam em água. É comum encontrarmos ambientalistas militantes que, por conhecerem muito pouco este recurso, têm diminuída sua intervenção social. Na literatura sobre meio ambiente utilizada no ensino brasileiro, verificamos que a água subterrânea ocupa um espaço muito pequeno, ficando a ênfase maior com as águas superficiais. No entanto, grandes cidades brasileiras já são abastecidas, total ou parcialmente, por água subterrânea. No Estado de São Paulo estima-se que 75% das cidades são abastecidas por poços. Ribeirão Preto é um bom exemplo de uma grande cidade onde a água subterrânea tem sido bem gerenciada, garantindo o abastecimento de toda a população com uma água de ótima qualidade. Nos Estados do Paraná e Rio Grande do Sul, 90% das cidades são abastecidas por águas subterrâneas. Apontamos as seguintes vantagens das águas subterrâneas em relação às águas superficiais: São mais protegidas da poluição; O custo de sua captação e distribuição é muito mais barato. A captação pode ser próxima da área consumidora, o que torna mais barato o processo de distribuição; Em geral não precisam de nenhum tratamento, o que, além de ser uma grande vantagem econômica, é melhor para a saúde humana; Permitem um planejamento modular na oferta de água à população, isto é, mais poços podem ser perfurados à medida que aumente a necessidade, dispensando grandes investimentos de capital de uma única vez. Obviamente que a água subterrânea, apesar de muito importante, não é suficiente para abastecer grandes centros populacionais, situados em áreas de aqüíferos pobres, como é o caso do Rio de Janeiro. No entanto, é um complemento importante à água superficial. Poucos sabem, mas, mesmo na cidade do Rio de Janeiro, há muitas indústrias que só usam água subterrânea. Nas duas últimas décadas houve um grande crescimento do uso deste recurso no Brasil, mas estamos longe dos níveis de uso e gerenciamento alcançados pelos países da Europa e os Estados Unidos. Como é um recurso que não pode ser visto, só o conhecimento científico de sua ocorrência pode nos capacitar a formar em nossa mente uma imagem de sua existência real e de suas características físicas e químicas. A primeira grande dificuldade com que nos deparamos é com o falso conceito de que as rochas, por serem sólidas, não conseguem armazenar tanta água. É difícil, num primeiro momento, acostumar-se à idéia de que estamos sobre uma grande esponja rochosa cheia de água. Por isto é muito comum ouvirmos falar em "rios subterrâneos". Nos livros didáticos, não é raro a água subterrânea ser apresentada como uma massa em fluxo contínuo como se fosse um rio. Este erro decorre da dificuldade de pensar o fluxo subterrâneo como sendo em meio poroso ou fraturado. Para entender a água subterrânea, o primeiro passo é compreender que as rochas, apesar de sólidas, são mais ou menos porosas ou fraturadas e é aí que se acumula a água. Imagine um balde cheio de areia seca. Se colocarmos água ela vai sumir? Não, vai se acumular nos espaços existentes entre os grãos. O mesmo acontece com as rochas. A água que se infiltra vai se acumular nos espaços abertos encontrados nas rochas ou nos solos. Apesar das rochas não serem tão porosas, como a areia solta, grandes volumes de rochas podem armazenar grandes volumes de água. A quantidade de água capaz de ser armazenada pelas rochas e pelos materiais não consolidados em geral (solos e sedimentos) vai depender da porosidade, da comunicação destes poros entre si, ou da quantidade e tamanho das aberturas de fraturas existentes. As rochas e os materiais não consolidados, dependendo de sua origem e características intrínsecas, podem apresentar porosidade bem distintas, indo do impermeável até 30%,ou mais, em alguns casos. Classificação segundo a geologia do material saturado Aqüíferos Porosos Ocorrem em rochas sedimentares consolidadas, sedimentos inconsolidados e solos arenosos, decompostos in situ. Constituem os mais importantes aqüíferos, pelo grande volume de água que armazenam, e por sua ocorrência em grandes áreas. Estes aqüíferos ocorrem nas bacias sedimentares e em todas as várzeas onde se acumularam sedimentos arenosos. Uma particularidade deste tipo de aqüífero é sua porosidade quase sempre homogeneamente distribuída, permitindo que a água flua para qualquer direção, em função tão somente dos diferenciais de pressão hidrostática ali existentes. Esta propriedade é conhecida como isotropia. Poços perfurados nestes aqüíferos podem fornecer até 500 metros cúbicos por hora de água de boa qualidade. Aqüíferos fraturados ou fissurados Ocorrem em rochas ígneas e metamórficas. A capacidade destas rochas em acumularem água está relacionada à quantidade de fraturas, suas aberturas e intercomunicação. No Brasil a importância destes aqüíferos está muito mais em sua localização geográfica, do que na quantidade de água que armazenam. Poços perfurados nestas rochas fornecem poucos metros cúbicos de água por hora. A possibilidade de se ter um poço produtivo dependerá,tão somente, de o mesmo interceptar fraturas capazes de conduzir a água. Há caso em que, de dois poços situados a pouca distância um do outro, somente um venha a fornecer água, sendo o outro seco. Para minimizar o fracasso da perfuração nestes terrenos, faz-se necessário que a locação do poço seja bem estudada por profissional competente. Nestes aqüíferos a água só pode fluir onde houver fraturas, que, quase sempre, tendem a ter orientações preferenciais, e por isto dizemos que são meios aqüíferos anisotrópicos, ou que possuem anisotropia. Um caso particular de aqüífero fraturado é representado pelos derrames de rochas ígneas vulcânicas basálticas, das grandes bacias sedimentares brasileiras. Estas rochas, apesar de ígneas, são capazes de fornecer volumes de água até dez vezes maiores do que a maioria das rochas ígneas e metamórficas. Aqüíferos cársticos São os aqüíferos formados em rochas carbonáticas. Constituem um 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.

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

Porosidade: A presença de argila no solo dimimui sua porosidade não permitindo uma grande infiltração.

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

Inclinação do terreno: em declividades acentuadas a água corre mais rápido diminuindo o tempo de infiltração.

Do tipo de chuva: Chuvas intensas saturam rapidamente o solo, ao passo que chuvas finas e demoradas tem mais tempo para se infiltrarem.

 

O CAMINHO SUBTERRÂNEO DA ÁGUA

 

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

 

Zonas de ocorrência da água no solo de um aqüífero freático

 

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

Na zona de aeração podemos distinguir três regiões:

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

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

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

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

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

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

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

 

CLASSIFICAÇÃO DOS AQÜÍFEROS SEGUNDO A PRESSÃO DA ÁGUA :

Aqüiferos Livres ou Freáticos

A pressão da  água na superfície da zona saturada está em equilibrio com a pressão atmosférica, com a qual se comunica livremente. A primeira figura nesta página esquematiza um aqüífero deste tipo. São os aqüíferos mais comuns e mais explorados pela população. São também os que apresentam maiores problemas de contaminação. ( Vide Poluição) 

Aqüíferos  Artesianos 

Nestes aqüíferos a camada saturada está confinada entre duas camadas impermeáveis ou semipermeáveis, de forma que a pressão da água no topo da zona saturada é maior do que a pressão atmosférica naquele ponto, o que faz com que a água suba no poço para além da zona aqüífera. Se a pressão for suficientemente forte a água poderá jorrar espontaneamente pela boca do poço. Neste caso diz-se que temos um poço jorrante.

Há muitas possibilidades geológicas em que a situação de confinamento pode ocorrer. A figura abaixo mostra o modelo mais clássico, mais comum e mais importante.

 

CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A GEOLOGIA DO MATERIAL SATURADO

Aqüíferos Porosos

Ocorrem em rochas sedimentares consolidadas, sedimentos inconsolidados e solos arenosos, decompostos in situ. Constituem os mais importantes aqüíferos, pelo grande volume de água que armazenam, e por sua ocorrência em grandes áreas. Estes aqüíferos ocorrem nas Bacias Sedimentares e em todas as várzeas onde se acumularam sedimentos arenosos. Uma particularidade deste tipo de aqüífero é que tem  sua porosidade quase sempre homogeneamente distribuida, permitindo que a água flua para qualquer direção em função tão somente dos diferenciais de pressão hidrostática ali existentes. Esta propriedade é conhecida como isotropia.  

Poços perfurados nestes aqüíferos podem fornecer até 500 metros cúbicos de água de boa qualidade por hora.

  Aqüíferos fraturados ou fissurados

Ocorrem em rochas ígneas e metamórficas. A capacidade destas rochas em acumularem água está relacionada à quantidade de fraturas, suas aberturas e suas intercomunicação. No Brasil a importânicia destes aqüíferos está muito mais em sua localização geográfica, do que na quantidade de água que armazenam. Poços aí perfurados fornecem poucos metros cúbicos de água por hora.  A possibilidade de se ter um poço produtivo dependerá tão somente do mesmo interceptar fraturas capazes de conduzir a água. Há caso em que  de dois poços situados a pouca distância um do outro, somente um venha a fornecer água, sendo o outro seco. Para minimizar o fracasso da perfuração nestes terrenos, faz-se necessário que a locação do poço seja bem estudada por profissional competente. Nestes aquíferos a água só pode fluir onde hover fraturas, que quase sempre tendem a ter orientações preferenciais, e por isto dizemos que são meios aqüíferos anisotrópicos, ou que possuem anisotropia.

Um caso particular de aqüifero fraturado é representado pelos derrames de rochas ígneas vulcânicas basálticas  das grandes bacias sedimentares brasileiras. Estas rochas, apesar de ígneas, são capazes de fornecer volumes de água até 10 vezes maiores do que as rochas das áreas não sedimentares.

Aqüíferos cársticos

São os aqüiferos formados em rochas carbonáticas. Constituem um tipo peculiar de aqüífero fraturado, onde as fraturas, devido á dissolução do carbonato pela água, podem atingir aberturas muito grandes, criando verdadeiros rios subterrâneos. É comum em regiões com grutas calcáreas, ocorrendo em várias partes do Brasil.

 

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