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Águas Subterrâneas: Recurso precioso
Franja de capilaridade: é a região mais próxima ao nível d'água do lençol freático, onde a umidade é maior devido à presença da zona saturada logo abaixo.
Zona saturada: é a região abaixo da zona não saturada onde os poros ou fraturas da rocha estão totalmente preenchidos por água. As águas atingem esta zona por gravidade, através dos poros ou fraturas até alcançar uma profundidade limite, onde as rochas estão tão saturadas que a água não pode penetrar mais. Para que haja infiltração até a zona saturada, é necessário primeiro satisfazer as necessidades da força de adesão na zona não saturada. Nesta zona, a água corresponde ao excedente de água da zona não saturada que se move em velocidades muito lentas (em/dia), formando o manancial subterrâneo propriamente dito. Uma parcela dessa água irá desaguar na superfície dos terrenos, formando as fontes, olhos de água. A outra parcela desse fluxo subterrâneo forma o caudal basal que deságua nos rios, perenizando-os durante os períodos de estiagem, com uma contribuição multianual média da ordem de 13.000 km³/ano (PEIXOTO e OORT, 1990, citado por REBOUÇAS, 1996), ou desagua diretamente nos lagos e oceanos.
Assim como a distribuição das águas superficiais é muito variável, a das águas subterrâneas também é, uma vez que elas se inter-relacionam no ciclo hidrológico e dependem das condições climatológicas. Entretanto, as águas subterrâneas (10.360.230 km³) são aproximadamente 100 vezes mais abundantes que as águas superficiais dos rios e lagos (92.168 km³). Embora elas encontrem-se armazenadas nos poros e fissuras milimétricas das rochas, estas ocorrem em grandes extensões, gerando grandes volumes de águas subterrâneas na ordem de, aproximadamente, 23.400 km³, distribuídas em uma área aproximada de 134,8 milhões de km² (SHIKWMANOV, 1998), constituindo-se em importantes reservas de água doce.
Alguns especialistas indicam que a quantidade de água subterrânea pode chegar até 60 milhões de km³, mas a sua ocorrência em grandes profundidades pode impossibilitar seu uso. Por essa razão, a quantidade passível de ser captada estaria a menos de 4.000 metros de profundidade, compreendendo cerca de 8 e 10 milhões de km³ (CEPIS, 2000), que, segundo Rebouças et al. (2002), estaria assim distribuída: 65.000 km³ constituindo a umidade do solo; 4,2 milhões de km³ desde a zona não-saturada até 750 m de profundidade, e 5,3 milhões de km³ de 750 m até 4.000 m de profundidade, constituindo o manancial subterrâneo.
No Brasil, as reservas de água subterrânea são estimadas em 112.000 km³ (112 trilhões de m³) e a contribuição multianual média à descarga dos rios é da ordem de 2.400 km³ /ano (REBOUÇAS, 1988 citado em MMA, 2003). Nem todas as formações geológicas possuem características hidrodinâmicas que possibilitem a extração econômica de água subterrânea para atendimento de médias e grandes vazões pontuais. As vazões já obtidas por poços variam, no Brasil, desde menos de 1 m³/h até mais de 1.000 m³/h (FUNDAJ, 2003).
Na Argentina, a contribuição multianual média à descarga dos rios é da ordem de 128 km³/ano, no Paraguai, de 41 km³/ano e no Uruguai, de 23 km³/ano (FAO,2000).
Estima-se em 300 milhões o número de poços perfurados no mundo nas três últimas décadas (UNESCO, 1992 citado por REBOUÇAS et al., 2002), 100 milhões dos quais nos Estados Unidos, onde são perfurados cerca de 400 mil poços por ano, com uma extração de mais de 120 bilhões de m³/ano, atendendo mais de 70% do abastecimento público e das indústrias.
Os aqüíferos mais importantes do mundo, seja por extensão ou pela transnacionalidade, são: o Guarani - Argentina, Brasil, Paraguai, Uruguai (1,2 milhões de km²); o Arenito Núbia ­Líbia, Egito, Chade, Sudão (2 milhões de km²); o KalaharijKaroo - Namíbia, Bostwana, África do Sul (135 mil km²); o Digitalwaterway vechte - Alemanha, Holanda (7,5 mil km²); o Slovak­Karst-Aggtelek - República Eslováquia e Hungria; o Praded - República Checa e Polônia (3,3 mil km²) (UNESCO, 2001); a Grande Bacia Artesiana (1,7 milhões km²) e a Bacia Murray (297 mil km²), ambos na Austrália. Em um recente levantamento, a UNECE da Europa constatou que existem mais de 100 aqüíferos transnacionais naquele continente (ALMASSY e BUZAS, 1999 citado em UNESCO, 2001).
Aqüífero poroso ou sedimentar - é aquele formado por rochas sedimentares consolidadas, sedimentos inconsolidados ou solos arenosos, onde a circulação da água se faz nos poros formados entre os grãos de areia, silte e argila de granulação variada. Constituem os mais importantes aqüíferos, pelo grande volume de água que armazenam, e por sua ocorrência em grandes áreas. Esses aqüíferos ocorrem nas bacias sedimentares e em todas as várzeas onde se acumularam sedimentos arenosos. Uma particularidade desse 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 existente. Essa propriedade é conhecida como isotropia.
Aqüífero fraturado ou fissural - formado por rochas ígneas, metamórficas ou cristalinas, duras e maciças, onde a circulação da água se faz nas fraturas, fendas e falhas, abertas devido ao movimento tectônico. Ex.: basalto, granitos, gabros, filões de quartzo, etc. (SMA, 2003). A capacidade dessas rochas de acumularem água está relacionada à quantidade de fraturas, suas aberturas e intercomunicação, permitindo a infiltração e fluxo da água. Poços perfurados nessas rochas fornecem poucos metros cúbicos de água por hora, sendo que a possibilidade de se ter um poço produtivo dependerá, tão somente, desse poço interceptar fraturas capazes de conduzir a água. Nesses aqüíferos, a água só pode fluir onde houverem fraturas, que, quase sempre, tendem a ter orientações preferenciais. São ditos, portanto, aqüíferos anisotrópicos. Um caso particular de aqüífero fraturado é representado pelos derrames de rochas vulcânicas basálticas, das grandes bacias sedimentares brasileiras.
Aqüífero cárstico (Karst) - formado em rochas calcáreas ou carbonáticas, onde a circulação da água se faz nas fraturas e outras descontinuidades (diáclases) que resultaram da dissolução do carbonato pela água. Essas aberturas podem atingir grandes dimensões, criando, nesse caso, verdadeiros rios subterrâneos. São aqüíferos heterogêneos, descontínuos, com águas duras, com fluxo em canais. As rochas são os calcários, dolomitos e mármores.
Aqüífero livre ou freático - é aquele constituído por uma formação geológica permeável e superficial, totalmente aflorante em toda a sua extensão, e limitado na base por uma camada impermeável. A superfície superior da zona saturada está em equilíbrio com a pressão atmosférica, com a qual se comunica livremente. Os aqüíferos livres têm a chamada recarga direta. Em aqüíferos livres o nível da água varia segundo a quantidade de chuva. São os aqüíferos mais comuns e mais explorados pela população. São também os que apresentam maiores problemas de contaminação.
Aqüífero confinado ou artesiano - é aquele constituído por uma formação geológica permeável, confinada entre duas camadas impermeáveis ou semipermeáveis. 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 ascenda no poço para além da zona aqüífera. O seu reabastecimento ou recarga, através das chuvas, dá-se preferencialmente nos locais onde a formação aflora à superfície. Neles, o nível da água encontra-se sob pressão, podendo causar artesianismo nos poços que captam suas águas. Os aqüíferos confinados têm a chamada recarga indireta e quase sempre estão em locais onde ocorrem rochas sedimentares profundas (bacias sedimentares).
2.4.4 Ocorrências no Brasil
Sistemas porosos: formados por rochas sedimentares que ocupam 42% (3,6 milhões de km²) da área total do país e compreendem cinco províncias hidrogeológicas (bacias sedimentares): Amazonas, Paraná, Parnaíba-Maranhão, Centro-Oeste e Costeira. A estruturação geológica, com alternância de camadas permeáveis e impermeáveis, assegura lhes condição de artesianismo. As Bacias do Paraná, Amazonas, Parnaíba e a Subprovíncia Potiguar-Recife destacam-se pela extensão e potencialidade (ABAS, 2003).
A Bacia Sedimentar do Paraná [1] constitui, sem dúvida, a mais importante província hidrogeológica do Brasil, com cerca de 45% das reservas de água subterrânea do território nacional, em função da sua aptidão em armazenar e liberar grandes quantidades de água e pelo fato de se encontrar nas proximidades das regiões relativamente mais povoadas e economicamente mais desenvolvidas do país, além de possuir o maior volume de água doce em sub-superfície, com reserva estimada de 50.400 km³ de água (mapa 2.3).
Localizada no centro-leste da América do Sul, com uma superfície total de aproximadamente 1.600.000 km² é considerada também a segunda bacia mais importante da América do Sul, constituindo-se em uma fossa muito profunda, que alcança de 6.000 a 7.000 m, ao longo do seu eixo central que se encontra abaixo do Rio Paraná. Está composta por uma impressionante seqüência de rochas sedimentares, que vão desde o Paleozóico até o Cenozóico (triássicas­-jurássicas-cretáceas) (DELGADO e ANTÓN, 2002). A porção que se encontra em território brasileiro perfaz 1.000.000 km² e tem uma espessura máxima de 6.000 m. As formações paleozóicas apresentam baixa permeabilidade e representam sistemas aqüíferos pouco produtivos, não sendo muito satisfatórios com respeito à qualidade de suas águas. Entre os aqüíferos paleozóicos mais importantes encontram-se os arenitos Furnas, Aquiduana, Itararé e Rio Bonito. Muito mais importantes são as formações triássicas-jurássicas que se encontram separadas por um pacote basáltico de grande extensão lateral, formando um aqüífero de dimensões continentais, o Guarani, composto pelas Formações Botucatu e Pirambóia, e que constitui um dos principais sistemas aqüíferos da mesma.
A cobertura de basaltos constitui-se num aqüífero fraturado - Formação Serra Geral (com mais de 1.500 m de espessura) - que cobre o Aqüífero Guarani, de forma a reduzir sua área de exposição a apenas 10% da área total de distribuição geográfica sub-superficial. A sua extensão original estimada em 4.000.000 km² acha-se reduzida a 1.000.000 km², aflorando de forma praticamente contínua, sobre cerca de 56% dessa área, e, no restante, sendo recoberta pelos sedimentos dos Grupos Bauru/Caiuá (o primeiro localizado no Estado de São Paulo e o segundo, no Estado do Paraná). A grande importância econômica dos basaltos advém da reconhecida fertilidade dos solos, base de intensa exploração agropecuária característica da região e dos condicionamentos favoráveis (topográficos e geotécnicos) a implantação de hidrelétricas. A sua importância hidrogeológica decorre da relativa explorabilidade das suas zonas aqüíferas pelos meios técnicos e financeiros disponíveis. Em termos de potabilidade, as águas dos basaltos revelam uma forte tendência alcalina (pH = 5.5 e 6.5) e mineralização total inferior a 300 mg/L.
Os Grupos Bauru/ Caiuá, arenitos que cobrem cerca de 315.000 km² da Formação Serra Geral, apresentam uma espessura média de 100 m, que contêm água geralmente de boa qualidade. Devido ao baixo custo de captação, esses dois aqüíferos são intensamente explorados. Em 1999 já existiam mais de 16.000 poços tubulares, 2/3 dos quais captando o Aqüífero Bauru (LEAL, 1999), de modo a garantir o abastecimento doméstico e parte das demandas de pequenas indústrias da região. Essa condição advém do fato de ser um sistema livre, local e ocasionalmente freático e é submetido a uma abundante recarga. Contudo, essa condição faz com que esse manancial seja potencialmente muito vulnerável aos agentes polui dores provenientes das atividades agro­industriais, principalmente. As seqüências arenosas e argilosas alternadas do Grupo Bauru no Brasil, depositadas sobre o pacote de rochas vulcânicas (basaltos) durante o cretáceo superior correspondem às Formações Quebrada Monardes na Argentina; Acaray no Paraguai e Mercedes-Ascencio no Uruguai, (ARAÚJO et aI., 1999 citado por REBOUÇAS et al., 2002).
Esse sistema apresenta reservas de águas subterrâneas da ordem de 10.080 km³ (REBOUÇAS, 1988 citado por LEAL, 1999). As águas são de boa qualidade química, podendo ocorrer localmente teores de ferro acima do permitido. No domínio do embasamento cristalino subaflorante, como na Província Hidrogeológica Escudo Oriental do Nordeste onde está localizada a região semi-árida - há pequena disponibilidade hídrica, devido à formação de rochas cristalinas. É freqüente observar teor elevado de sais nas águas dessa região, o que restringe ou impossibilita seu uso (MMA, 2003). Nesse domínio subaflorante é que nascem os rios temporários.
Sistemas cársticos: formados pelo sistema cárstico-fissural da Província Hidrogeológica do São Francisco, e pela Formação Jandaíra (subprovíncia Potiguar). Inclui os domínios do calcário do Grupo Bambuí com mais de 350.000 km² nos Estados da Bahia, Goiás e Minas Gerais e a Formação Caatinga. As profundidades do desenvolvimento cárstico são muito variáveis, com média em torno de 150 m. Enquanto o Bambuí pode fornecer vazões superiores a 200 m³jh, o Jandaíra, apresenta vazões muito baixas (geralmente inferiores a 3,5 m³jh). Outro importante aqüífero cárstico é o Pirabas com profundidade média de 220 m e vazão de 135 m³jh (MMA, 2003) e a Formação Capiru do Grupo Açungui, com vazão média 180 m³jh e profundidade média de 60 m.
subsidência de solos, definida como "movimento para baixo ou afundamento do solo causado pela perda de suporte subjacente", provocando uma compactação diferenciada do terreno que leva ao colapso das construções civis;
Nos Estados Unidos, segundo um estudo da BBC Mundo (2003), verificou-se que o maior aqüífero desse país, o Ogallala, está empobrecendo a uma taxa de 12 bilhões de m³ ao ano. A redução total chega a uns 325 bilhões de m³, um volume que iguala o fluxo anual dos 18 rios do estado do Colorado. O Ogallala se estende do Texas a Dakota do Sul e suas águas alimentam um quinto das terras irrigadas dos Estados Unidos. Muitos fazendeiros nas pradarias altas estão abandonando a agricultura irrigada ao se conscientizarem das conseqüências de um bombeamento excessivo e de que a água não é um recurso inesgotável.
[1] A Bacia Sedimentar do Paraná ocorre nos quatro países da área de abrangência do Aqüífero Guarani e é exatamente onde se localiza este aqüífero.