CESET- UNICAMP – CESET- UNICAMP – ST 306ST 306

Prof. Hiroshi Paulo Yoshizane

HIDROLOGIA E DRENAGEM

A Q U Í F E R O G U A R A N IA Q U Í F E R O G U A R A N I

O Aquífero Guarani, antigamente chamado de Aquífero Gigante do Mercosul, é talvez o maior manancial de água doce subterrânea trans-fronteiriço do mundo que engloba quatro países: Argentina, Brasil, Paraguai e Uruguai.

Suas águas ocorrem preenchendo espaços (poros e fissuras de rochas que se convencionaram denominar guarani).

H I S T Ó R I C OH I S T Ó R I C O

O termo O termo Aqüífero GuaraniAqüífero Guarani foi dado pelo geólogo foi dado pelo geólogo uruguaio uruguaio Danilo AntonDanilo Anton em homenagem à nação em homenagem à nação Guarani que habitava essa região nos primórdios Guarani que habitava essa região nos primórdios do período colonial. Este aqüífero é, na verdade, do período colonial. Este aqüífero é, na verdade, formado por um conjunto de sedimentos fluviais e formado por um conjunto de sedimentos fluviais e eólicos de períodos eólicos de períodos JurássicoJurássico e e TriássicoTriássico::

AQÜÍFERO BAURUAQÜÍFERO BAURU

1) Além do aquífero Guarani, sob a superfície do 1) Além do aquífero Guarani, sob a superfície do Estado de São PauloEstado de São Paulo, há um outro reservatório, , há um outro reservatório, chamado chamado AQÜÍFERO BAURUAQÜÍFERO BAURU, que se formou , que se formou mais tarde em termos de era geológica. mais tarde em termos de era geológica.

2) Ele é muito menor, mas tem capacidade 2) Ele é muito menor, mas tem capacidade suficiente para suprir as a demanda de consumo suficiente para suprir as a demanda de consumo das pequenas cidades e consumo rural.das pequenas cidades e consumo rural.

Veremos mais detalhes adianteVeremos mais detalhes adiante

3) O líquido escorre muito devagar pelos poros das

rochas e levando décadas para fluir pelo arcabouço do subsolo. Conforme este processo de fluxo vai se estabelecendo, a água vai se filtrando e infiltrando, chegando no aqüífero efetivamente filtrado, dando as condições de potabilidade.

4) Nestas condições e efeito físico, em termos de proteção e preservação, na atual conjuntura do uso e ocupação do solo, há que se estabelecer de forma mais racional, um planejamento geral, para que esta capa de solo superficial não seja contaminado quimicamente, principalmente por metais pesados.

5) Nas margens deste aqüífero, as erosões de 5) Nas margens deste aqüífero, as erosões de forma geral, tem a força suficiente de expor parte forma geral, tem a força suficiente de expor parte deste arenito, denominados técnicamente como deste arenito, denominados técnicamente como afloramentos rochosos.afloramentos rochosos.

6) Estas 6) Estas ROCHASROCHAS são denominadas como são denominadas como ARENITO, são classificados geológicamente como ARENITO, são classificados geológicamente como

rochas metamórficasrochas metamórficas..

7) A 7) A ROCHA ROCHA denominada de denominada de ARENITOARENITO, , são classificados geológicamente como são classificados geológicamente como rochas metamórficas, há que se saber e rochas metamórficas, há que se saber e

compreender que o sufixo compreender que o sufixo ¨ ito ¨¨ ito ¨ emem latinlatin, , significa significa

petrificado, então, o petrificado, então, o ARENITOARENITO, significa , significa AREIA AREIA PETRIFICADAPETRIFICADA , , e melhores, e para melhor e melhores, e para melhor entendimento, vejam formações rochosas no entendimento, vejam formações rochosas no curso de Geologia. curso de Geologia.

8) Podemos afirmar que é por aqui que a chuva 8) Podemos afirmar que é por aqui que a chuva entra em ação, fluindo, lixiviando e depositando entra em ação, fluindo, lixiviando e depositando não só os materiais orgânicos, que é a nata na não só os materiais orgânicos, que é a nata na agricultura, mas também materiais químicos agricultura, mas também materiais químicos considerados nocivos, promovendo o início da considerados nocivos, promovendo o início da contaminação do lençol freático.contaminação do lençol freático.

C U R I O S I D A D E SC U R I O S I D A D E S

9) A cada 100 metros de profundidade, a temperatura do solo sobe 3 graus Celsius. Assim, a água lá do fundo fica aquecida.

E X P L O R A Ç Ã OE X P L O R A Ç Ã O

As reservas explotáveis do Aqüífero correspondem à recarga natural (média plurianual) e representa o potencial renovável de água que circula no Aqüífero. A recarga natural ocorre segundo dois mecanismos:

1-Através da infiltração direta das águas de chuva na área de afloramento;

2-Em forma retardada, em parte da área de confinamento, por filtração vertical ao longo de descontinuidades das rochas do pacote confinante.

O C O N S U M OO C O N S U M O

Aliada à qualidade da água importante para Aliada à qualidade da água importante para consumo humano, pelo fato do aqüífero apresentar consumo humano, pelo fato do aqüífero apresentar uma boa proteção contra os agentes poluidores, uma boa proteção contra os agentes poluidores, que afetam as águas dos rios e outros mananciais que afetam as águas dos rios e outros mananciais superficiais, e aliado à possibilidade de captação superficiais, e aliado à possibilidade de captação nos locais onde ocorrem as demandas maiores e nos locais onde ocorrem as demandas maiores e pelas suas reservas de água, faz com que o pelas suas reservas de água, faz com que o

AQÜÍFERO GUARANIAQÜÍFERO GUARANI seja um manancial muito seja um manancial muito econômico, para suprir o abastecimento do econômico, para suprir o abastecimento do consumo humano na área em que se encontra. consumo humano na área em que se encontra. Porém, há que se preservar de forma controlada.Porém, há que se preservar de forma controlada.

A população atual na área de ocorrência do A população atual na área de ocorrência do AQÜÍFERO GUARANIAQÜÍFERO GUARANI é estimada em é estimada em 15 milhões de 15 milhões de habitanteshabitantes. Um importante alcance social e . Um importante alcance social e econômico das águas subterrâneas da Bacia econômico das águas subterrâneas da Bacia Sedimentar do Paraná e do Aqüífero Guarani em Sedimentar do Paraná e do Aqüífero Guarani em particular, resulta do fato de estas poderem ser particular, resulta do fato de estas poderem ser consumidas, em geral, sem necessidade de serem consumidas, em geral, sem necessidade de serem previamente tratadas, tendo em vista os previamente tratadas, tendo em vista os mecanismos de filtração e que ocorrem no subsolo. mecanismos de filtração e que ocorrem no subsolo. Aspectos relativos ao desenvolvimento e uso das Aspectos relativos ao desenvolvimento e uso das funções do aqüífero são ainda inscipientes. Dentre funções do aqüífero são ainda inscipientes. Dentre estes usos destaca-se o uso energético em estes usos destaca-se o uso energético em balneários e indústrias agropecuárias. O uso da balneários e indústrias agropecuárias. O uso da energia termal de suas águas poderá resultar em energia termal de suas águas poderá resultar em economia de kilowatts ou na cogeração de energia economia de kilowatts ou na cogeração de energia elétrica.elétrica.

Vale ressaltar, que o principal fator de risco da Vale ressaltar, que o principal fator de risco da utilização das águas subtarrâneas resulta do utilização das águas subtarrâneas resulta do grande número de poços rasos e profundos que grande número de poços rasos e profundos que são construídos, operados e abandonados sem são construídos, operados e abandonados sem tecnologia adequada, devido à falta de controle e tecnologia adequada, devido à falta de controle e fiscalização nas esferas federal, estaduais e fiscalização nas esferas federal, estaduais e municipais. Nesse quadro, a poluição dos aqüíferos municipais. Nesse quadro, a poluição dos aqüíferos superiores que ocorrem no Brasil, Paraguai, superiores que ocorrem no Brasil, Paraguai, Uruguai ou Argentina, assim, poderá contaminar a Uruguai ou Argentina, assim, poderá contaminar a água que é extraída dos poços profundos que água que é extraída dos poços profundos que captam do Aqüífero Guarani, até mesmo quando captam do Aqüífero Guarani, até mesmo quando estão localizados nos seus setores confinados.estão localizados nos seus setores confinados.

PROJETO AQÜÍFERO GUARANIPROJETO AQÜÍFERO GUARANI

O Projeto Aqüífero Guarani objetiva a formulação O Projeto Aqüífero Guarani objetiva a formulação de um marco legal e institucional para a gestão dos de um marco legal e institucional para a gestão dos recursos do aqüífero. Desta forma, deverá recursos do aqüífero. Desta forma, deverá contribuir significativamente para o avanço dos contribuir significativamente para o avanço dos conhecimentos técnicos e científicos que conhecimentos técnicos e científicos que embasarão o modelo de gestão conjunta a ser embasarão o modelo de gestão conjunta a ser desenvolvido pelos países.desenvolvido pelos países.

CONTAMINAÇÃOCONTAMINAÇÃO

Na atual conjuntura, do consumo indiscriminado Na atual conjuntura, do consumo indiscriminado da água, principalmente com captações através da água, principalmente com captações através de poços profundos, vem trazendo um problema de poços profundos, vem trazendo um problema muito sério no que diz respeito a drenagens muito sério no que diz respeito a drenagens profundas, que nada mais é do que um profundas, que nada mais é do que um rebaixamento do lençol freático técnicamente rebaixamento do lençol freático técnicamente falando. Há que se ressaltar da falta de falando. Há que se ressaltar da falta de acompanhamento técnico nesta prospecção. Em acompanhamento técnico nesta prospecção. Em áreas com solos muito porosos (arenoso) , áreas com solos muito porosos (arenoso) , qualquer contaminação na superfície, pela qualquer contaminação na superfície, pela concentração e por lixiviação, há um concentração e por lixiviação, há um carreamento destes produtos (efluentes) carreamento destes produtos (efluentes) contaminados, ao longo do horizonte do solo.contaminados, ao longo do horizonte do solo.

Portanto, não é só reter ou reservar este líquido Portanto, não é só reter ou reservar este líquido sobre a superfície, é necessário sim, uma sobre a superfície, é necessário sim, uma neutralização do produto efluente com uma neutralização do produto efluente com uma destinação mais adequada, prevendo sempre além destinação mais adequada, prevendo sempre além do tratamento, um reúso da água.do tratamento, um reúso da água.Há também a necessidade de uma ficalização Há também a necessidade de uma ficalização atuante (atuante (CETESBCETESB), e outros órgãos. ), e outros órgãos.

LOCALIZAÇÃO DOPERFIL NA ÁREA

ESQUEMA DE UM AQÜÍFEROESQUEMA DE UM AQÜÍFERO

Legenda :A – SOLO NÃO SATURADOB– LIMITE SUPERIOR DA ZONA SATURADA (superfície piezométrica)C – AQUÍFEROD – NÍVEL IMPERMEÁVELE – DIRECÇÃO E SENTIDO DO FLUXO DE ÁGUA NO AQUÍFERO

AQÜÍFERO CONFINADOAQÜÍFERO CONFINADO

A – AQUÍFERO A B – AQUÍFERO BC – AQUÍFERO CD –SEMI-CONFINADOE – CONFINADOF – Legenda:A – AQUÍFERO LIVREG – NÍVEL SEMIPERMEÁVELH – NÍVEL IMPERMEÁVELa – OCEANOb – ÁGUA SALGADAc – INTERFACEd – NÍVEL FREÁTICOe – PERCOLAÇÃOf – FURO ARTESIANOg – ÁREA DE RECARGA1 – superfície piezométrica (B)2 – superfície piezométrica (C)

AQÜÍFERO BAURUAQÜÍFERO BAURUPoço e Código de ReferênciaPoço e Código de ReferênciaAqüífero Serra Geral (basalto)Aqüífero Serra Geral (basalto)

Nível PotenciométricoNível Potenciométricodo Aqüífero Botucatudo Aqüífero Botucatu

Aqüífero BotucatuAqüífero BotucatuDireções de Fluxo d'águaDireções de Fluxo d'água

no Aqüífero Botucatuno Aqüífero BotucatuSubstrato do AqüíferoSubstrato do Aqüífero

( Grupos Passa Dois e Tubarão)( Grupos Passa Dois e Tubarão)   

F O N T E :F O N T E :

Nota Explicativa

Estudo Hidroquímico e Isotópico das Águas subterrâneas do Aqüífero Botucatu no Estado de São Paulo - 1983

Perfil elaborado com base em dados de poços de água ( D.A.E.E. )  e poços de pesquisa de petróleo ( Petrobrás e Paulipetro )

ONDE SE LOCALIZAONDE SE LOCALIZA

SUPERFÍCIE E SUBSUPERFÍCIESUPERFÍCIE E SUBSUPERFÍCIE

Para impedir a contaminação do solo pelo USO e Para impedir a contaminação do solo pelo USO e de APLICAÇÃO AGROTÓXICOS, na de APLICAÇÃO AGROTÓXICOS, na agricultura que utiliza fertilizantes e agricultura que utiliza fertilizantes e inseticidas, deverá em breve ser proibida nestas inseticidas, deverá em breve ser proibida nestas regiões.regiões. Uma alternativa já está sendo vibilizada nos Uma alternativa já está sendo vibilizada nos meios agrícola, com o plantio controlado que é a meios agrícola, com o plantio controlado que é a AGRICULTURA ORGÂNICA, muito aceita pelo AGRICULTURA ORGÂNICA, muito aceita pelo mercado consumidor.mercado consumidor.Atualmente, a questão qualidade do produto, Atualmente, a questão qualidade do produto, não vê sòmente na questão visual das frutas e não vê sòmente na questão visual das frutas e hortaliças, mas sim, a procedência e o cultivo.hortaliças, mas sim, a procedência e o cultivo.

P R O J E Ç Õ E SP R O J E Ç Õ E S

APROVEITAMENTO TERMAL DAS ÁGUASAPROVEITAMENTO TERMAL DAS ÁGUAS

Em regiões onde o aqüífero é profundo, as Em regiões onde o aqüífero é profundo, as propriedades rurais aproveitam a água propriedades rurais aproveitam a água naturalmente quente para combater naturalmente quente para combater geadas. Ou para reduzir o consumo de geadas. Ou para reduzir o consumo de energia elétrica em chuveiros e energia elétrica em chuveiros e aquecedores.aquecedores.Essa é uma das vantagens geotermais das Essa é uma das vantagens geotermais das águas profundas, mas o uso e águas profundas, mas o uso e aproveitamento indiscriminado, levará em aproveitamento indiscriminado, levará em breve a insuficiência, pois trata-se de uma breve a insuficiência, pois trata-se de uma reserva finita.reserva finita.

ÁGUA QUENTE ( + 3°C em 100 m )

SUBSISTÊNCIA AGRÍCOLASUBSISTÊNCIA AGRÍCOLA

IrrigaçãoIrrigação

Usar água tão boa para regar plantas Usar água tão boa para regar plantas é um desperdício. Mas, segundo os é um desperdício. Mas, segundo os geólogos, essa pode ser a única geólogos, essa pode ser a única solução para lavoura em áreas em solução para lavoura em áreas em risco de desertificação, como o sul de risco de desertificação, como o sul de Goiás e o oeste do Rio Grande do Sul.Goiás e o oeste do Rio Grande do Sul.

A Q U E D U T OA Q U E D U T O

Transportar água a grandes distâncias Transportar água a grandes distâncias torna se num investimento de alto custo, torna se num investimento de alto custo, além de acarretar em perdas imensas além de acarretar em perdas imensas por vazamento.por vazamento. Mas, para a cidade de São Paulo, que Mas, para a cidade de São Paulo, que despeja 90% de seus esgotos nos despeja 90% de seus esgotos nos rios, com tratamento questionável, rios, com tratamento questionável, então o Aqüífero Guarani poderá, se então o Aqüífero Guarani poderá, se tornar a única fonte.tornar a única fonte.

T I P O S D E A Q Ü Í F E R O ST I P O S D E A Q Ü Í F E R O S

A pressão da  água na superfície da A pressão da  água na superfície da zona saturada está em equilíbrio zona saturada está em equilíbrio com a pressão atmosférica, com a com a pressão atmosférica, com a qual se comunica livremente. qual se comunica livremente.

São os aqüíferos mais comuns e São os aqüíferos mais comuns e mais explorados.São também os que mais explorados.São também os que apresentam maiores tendências de apresentam maiores tendências de contaminação.contaminação.

AQUÍFEROS LIVRES OU FREÁTICOSAQUÍFEROS LIVRES OU FREÁTICOS

AQÜÍFERO CONFINADOAQÜÍFERO CONFINADO

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.

AQÜÍFEROS POROSOSAQÜÍFEROS POROSOS

Ocorrem em rochas sedimentares consolidadas, Ocorrem em rochas sedimentares consolidadas, sedimentos inconsolidados e solos arenosos, sedimentos inconsolidados e solos arenosos, decompostos decompostos in situin situ. Constituem os mais . Constituem os mais importantes aqüíferos, pelo grande volume de água importantes aqüíferos, pelo grande volume de água que armazenam, e por sua ocorrência em grandes que armazenam, e por sua ocorrência em grandes áreas. Estes aqüíferos ocorrem nas Bacias áreas. Estes aqüíferos ocorrem nas Bacias Sedimentares e em todas as várzeas onde se Sedimentares e em todas as várzeas onde se acumularam sedimentos arenosos. Uma acumularam sedimentos arenosos. Uma particularidade deste tipo de aqüífero é que tem  particularidade deste tipo de aqüífero é que tem  sua porosidade quase sempre homogeneamente sua porosidade quase sempre homogeneamente distribuída, permitindo que a água flua para distribuída, permitindo que a água flua para qualquer direção em função tão somente dos qualquer direção em função tão somente dos diferenciais de pressão hidrostática ali existentes. diferenciais de pressão hidrostática ali existentes. Esta propriedade é conhecida como isotropia.  Esta propriedade é conhecida como isotropia.  Poços perfurados nestes aqüíferos podem fornecer Poços perfurados nestes aqüíferos podem fornecer até 500 metros cúbicos de água de boa qualidade até 500 metros cúbicos de água de boa qualidade por hora.por hora.

AQÜIFEROS DE FRATURASAQÜIFEROS DE FRATURAS

correm 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 importância destes aqüíferos está muito mais em sua localização geográfica, do que nOa quantidade de água que armazenam. Poços aí perfurados fornecem poucos metros cúbicos de água por hora. 

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.

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 houver fraturas, que quase sempre tendem a ter orientações preferenciais, e por isto dizemos que são meios aqüíferos anisotrópicos, ou que possuem anisotropia.

AQÜÍFEROS CÁRSTICOSAQÜÍFEROS 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.---VOCÊ SABIA QUE...? 97% de toda água doce disponível existente no planeta é composta por águas subterrâneas.

O Brasil detém um quinto de toda a água doce disponível no planeta.

Somente um dos reservatórios subterrâneos existentes no Nordeste do Brasil possui um volume de 18 trilhões de metros cúbicos de água disponível para o consumo humano, volume este suficiente para abastecer toda a atual população brasileira por um período de, no mínimo, 60 anos.

O Brasil tem o impressionante volume de 111 trilhões e 661 milhões de metros cúbicos de água em suas reservas subterrâneas.

Somente na região metropolitana de São Paulo cerca de 3 milhões de habitantes são auto-abastecidos com água de poços profundos.

No Vale do Gurgueia no Piauí e em Mossoró No Vale do Gurgueia no Piauí e em Mossoró no Rio Grande do Norte existem hoje no Rio Grande do Norte existem hoje importantes plantações irrigadas com água importantes plantações irrigadas com água de poços profundos nas culturas de uva e de poços profundos nas culturas de uva e cítricos que são exportados para diversos cítricos que são exportados para diversos países da Europa e E.U.A. países da Europa e E.U.A.

A utilização de águas subterrâneas A utilização de águas subterrâneas remonta aos primórdios das civilizações, remonta aos primórdios das civilizações, sendo que existem vestígios de sua sendo que existem vestígios de sua utilização que datam do ano 12.000 a.C. No utilização que datam do ano 12.000 a.C. No ano 5.000 a.C., os chineses já perfuravam ano 5.000 a.C., os chineses já perfuravam poços de até 100 metros de profundidade. poços de até 100 metros de profundidade.

Atualmente nos E.U.A. se perfuram em Atualmente nos E.U.A. se perfuram em média entre 800.000 e 900.000 poços / ano média entre 800.000 e 900.000 poços / ano e no Brasil entre 8.000 e 10.000 poços / e no Brasil entre 8.000 e 10.000 poços / ano.ano.

O Estado de São Paulo e o maior usuário de águas subterrâneas do Brasil. 70% de seus núcleos urbanos e cerca de 90% das indústrias é abastecidas parcial ou totalmente por poços profundos. Para 80% das cidades brasileiras a água subterrânea representa a alternativa mais barata, dispensando obras caras de captação, adução e tratamento.

O Brasil é hoje um dos países mais desenvolvidos do mundo em tecnologia de poços profundos. 1 litro de água proveniente de poço profundo, em alguns casos, pode custar até 15 vezes menos que 1 litro de água proveniente de recursos hídricos superficiais. Na área da bacia hidrográfica do rio Itapicuru predominam, a nível regional, cinco grandes sistemas aquíferos, inicialmente estabelecidos a partir de critérios geológicos, e tendo por base os domínios das rochas cristalinas, metassedimentares, carbonáticas e sedimentares.

O domínio das rochas cristalinas, por sua O domínio das rochas cristalinas, por sua vez, esta dividida em dois sistemas vez, esta dividida em dois sistemas aquíferos distintos, pelo fato de que, em aquíferos distintos, pelo fato de que, em algumas áreas, principalmente na região algumas áreas, principalmente na região entre as cidades de Capim Grosso e Ponto entre as cidades de Capim Grosso e Ponto Novo, são encontradas extensas coberturas Novo, são encontradas extensas coberturas Tércio-Quaternarias, que conferem Tércio-Quaternarias, que conferem localmente a este sistema melhores localmente a este sistema melhores condições de recarga e qualidade. condições de recarga e qualidade. A delimitação dos sistemas aquíferos teve A delimitação dos sistemas aquíferos teve por base a extensão geográfica dos por base a extensão geográfica dos afloramentos, definindo áreas de afloramentos, definindo áreas de características litológicas e comportamento características litológicas e comportamento hidrogeológico semelhantes. A análise e a hidrogeológico semelhantes. A análise e a descrição destas unidades aquíferas são descrição destas unidades aquíferas são apresentadas a seguir.apresentadas a seguir.