técnicas geofísicas aplicadas no mapeamento e monitoramento de
TRANSCRIPT
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
TÉcNIcAS GEOFÍSICAS APLICADAS NO MAPEAMENTOE MONTTORAMENTO DE POLUIçÃO E CONTAM¡NAçÃO
DE AcUNS SUBTERRÂruCRS
José Milton Benetti Mendes
Orientador: Prof. Dr. Nelson Ellert
TESE DE DOUTORAMENTO
Area de Concentraçäo: Geologia Geral e de Aplicação
São Paulo
1987
J
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULOINSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
rÉcruICRS CEOTISICAS APLICADAS NO MAPEAMENTO
E MONTTORAMENTO DE POLUIçÃO E CONTAMINAçÃODE ACUNS SUBTERNÂruERS
José Milton Benetti Mendes
Orientador: Prof. Dr. Nelson Ellert
TESE DE DOUTORAMENTO
COMISSAO EXAMINADORA
nomo
Dr. N.Ellert
488.
p/Presidente:
Examinadores: Dr. A.C.Rebouças
Dr. C.C.A. e Silva
Dr. A.Pacheco
Dr? M.S.M.Mantovanni
Säo Paulo
1987
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE OUADROS
SUMARI O i rþbc:
a a ¡ t a a t I I I I I I ll a a a t I la l al ¡ a l a a l l a l a a a a
PG
IVIX
RESUMO I'I'ABSTRACT ..
a a l I tt tl ¡ a a l I I I I la a l I I l a l l a
I I I I I I l a l al I I I I I ¡,1l a l la l a ¡
1
2
3
4
12
14
17
I - INTR0DUÇ40 ¡. r r... r r ¡ r ¡.. r. I r..r.. r. r. r. r.. t I ¡ | I I
2 tvlETODOS GEOF IS I COS APL I CADOS E EOU I PAMTNTOS
UTILIZADOS . t..r ¡ r r ¡ r. r.... rr rtrt r. r.... t. r. r. r r r
1,1T,2I,31,4
2,7
2 ,I,I2,r,22,r,3
2,2
2,2,r2,2,22,2,3
2,3
2,3 ,r2,3 ,2
HISJÓRICOr r r r r r r r r..... r ¡.... r... r r r r r r r.
OBJETIV0S rrrr rr.rrrr.rrrrr..rrrrrrrrr.r¡
LoCALIZACÃo DAS ÁneRS nE TSTUOO ,..,¡¡.¡,AGRADECIMENTOS r ¡rt r r r r ¡... t. r, r r.. r r. r r r
ELETRORRESISTIVIDADE . r......... r. r,, ¡.,,
SONDAGEM ELÉTRICA rrr r.rrr r r r rr,. r r r,.,..CAMINHAMENTO ELÉTRICO tII t. I I' t I I' I I I "' I
PERFILAGEM ELÉTRICA r ¡rrrr r. r',,., t,, |,.
ELETROMAGNÉTICO INDUTIVO t I. I I' I I " I ¡ t' I'
SONDAGEM ELETROMAGNÉTICA I t. .... . I I'' ¡ i ¡ I
CAMINHAMENTO ELETROMAGNÉTICO I I I I I I' I I I I I
PERFILAGEM ELETROMAGNÉTICA I I ¡' I I ¡ I I I I' I'
EQU IPAMENTOS UTI LIZADOS
ELETRORRESISTIVIDADE t t I I I' I " " " I' I I I "ELETROMAGNÉTICO INDUTIVO . I I' I I I' " I I t I I'
19
20
20
21
22
23
24
24
25
25
25
26
DEDALUS-Acervo.lGG
ilililt iltil ililtil ililt ilililil ilil]ilil]t llilt tililtl
309000051 92
3-
q,4 - INVESTIGACÕES GEoFfSIcAS
4,5 - ANÁLrsE pos pApoq ,,,.4.5.1 - SoNDAGENS ELÉTRIcAS
4,5,2 - SoNDAGENS eletnoNReuÉTIcAS ,
4,5,3 - cAMTNHAMENTo ELETRoMAGNÉTrco
5 - MAPEAMENTO E tvloNITORAÍVIENTO DETALHADO DE UMA AREA
INDUSTRIAL Colvl PROBLEMAS DE POLUIÇAO E CONTAfvlI
NACAO ,
5,1 - GEoLoGTA
5,2 - LEVANTAMENTo cEoFfsrco
5,3 - METopoLoctA EMpREGADA
IT
ANTECEDENTES E EXEMPL0S BRASILEIROS.... 27
3,7 - ATERRoS SANITARIoS 27
3,LI - ATERRo SANITÁRIo DE TAUBATÉ 2s3,I,2 - ntEnho SANITARIo DE sÃo JosÉ Dos cAMpos,, 43
3 ,L3 - ATERRo sAN r rÁR I o DE Novo HoR r zoNTE 52
3,2 - AREAS pE TNFTLTRACÃo DE vtNHAcA,,,,,,.,, 64
3,2,I - Novo HoRrzoNTE .. 66
3,2,2. RIBEIRÃo PRETo , 77
I,IAPEAMENTO DE AREA CONTAMINADA: REGIAO LITORANEA, 86
4,1 - LocAlrzAcÂo E lr"lpoRiArucln oR Ánen oe
ESTUDO , 87
U,2 - GEoLoGIA Be
4.3 _ LocALIzAcÃo Dos PERFIS E PoNToS INVESTI
GADOS . 92
93
125
103
104
104
141
143
153
140
i:i"
5,3,I - AMPLIAÇÂO DA REDE DE PoÇos
MONITORAMENTO ,.,PERMEABILIDADE,,IN SITU,,
PERFILAGEM ELËTRIcA
CAMINHAMENTO ELETROMAGNÉTIcO
INSTALACÃO DE CAPSULAS PORoSAS
E7 a
5,3,3 -5,3,4 -5,3,5 -5,3,6 -
III
153
158
158
160
160
163
163
166
166175
5,Lt - ANÁLISES pos RESULTApos oBTrpos
5,4,1 - sEToR GLTpHoSATE
5,U,2 - sEroR P2o5
5,4,3 - SEToR DAS LAGoAS
Â_
7-
5,5 - EoNSTpERAcÕEs GERAIS 1Bo
CONCLUSOES
BILBIOGRAFIA 186
181
,(:'
F I GURA
F I GURA
Ftounn
FIGURA 4 - CURVAS DE RESISTIVIDADE APARENTE
Frcunn 5 - CURVAS DE REsrsrrvrDADE ApARENTE ,,,,.,,FIGURA 6 - PERFIS DE RESISTIVIDADE APARENTE
FIGURA 7 - PERFIS DE RESISTIVIDADE APARENTE
FIGURA 8 - penr¡s DE RESrsrrvrDADE ApARENTE ..,,,,.FIGURA 9 - PLANTA DE LocAÇÂo Dos Pocos E PIEZOI'1ETRoS ,
FIeuRn 10 - MAPA DE ISoCoNDUTIVIDADE DA ÁGUA
FIeuRn 11 - CoRRELAÇAo ENTRE A coNDUTIVIDADE DA AGUA
DOs POCOS DE OBSERVACÃO EDOs SEDINENToS,
LISTA DE FIGURAS
1- Mnpn Ggolóctco stMpLIFIcADo Do ESTADo DE
SÃo PAULo, cor A LocALrzAÇÃo DAS ÁREAS
DE ESTUDO 1s
ATERRO SANITARIO DE TAUBATE
2 - PLANTA DE LocAÇÄo DA ÁREA DE EsruDo , , , , 30
3 - PunrR DE LocAcÂo DAS soNDAGENS E cAMINHAMENTOS ELÉTRICOS 32
34
36
38
40
41
42
ATERRO SANITARIO DE SAO JOSE DOS CAÍ'IPOS
FIGURA 12 - PLANTA DE LocAcÂo ÐA ÁREA DE EsTUDo .,., 44
FIGURA 13 - CnoouI coM A LocALIzAÇÃo DAS SoNDAGENS/
cAMINHAMENToS ELÉTRIcos E prEZOMETRos,,, 46
FteuRn 14 - CURVAS DE RESIsTTv¡DADE ApARENTE 4iFleunn 15 - PERFTL DE RESrsrrvrDADE ApARENTE 48FIGURA 16 - PERFIL DE RESISTIVIDADE APARENTE 49
FIGURA 17 - LevnnrAMENTo ELETRoMAGNÉTICo . 51
F ¡ eunR
F I GURA
ATERRO SANITARIO DE NOVO HORIZONTE
18 - Pu¡rrn DE LocAÇÃo DA ÁREA DE EsruDo , , , , 54
19 - PunrR DE LocAcÃo DAS soNDAcENs E
CAMINHAMENTO ELÉTRIcOS 55
F I cun¡FIGURA
F I GURA
F r cuRn
F I GURA
F I GURA
FIGURA
F I cURA
FIGURA
F I GURA
F I cunnF l eunn
F I GURA
F r eunR
F I GURA
F I GURA
F t eunn
F I GURA
FIGURA
F I GURA
F I GURA
F t cunnF I cunn
20-2I-LL-
t)-2t1 -25-
CURVAS DE RESISTIVIDADE APARENTE
CuRvns DE RESISTIVIDADE APARENTÊ
CunvRs DE RESISTIVIDADE APARENTE
PERFIS DE RESISTIVIDADE APARENTE
PERFIS DE RESISTIVIDADE APARENTE
PLANTA cOM o coNToRNo DA ÁnenE LOCALIzAçÃO DOS PIEZOMETRoS E
PLANTA DE LOcAcÃo DA ÁREA DE
LevnrurR¡leruro ELETRoMAGNÉT IcoLEVANTAMENTo ELETRoMAGNÉTIco
ESTUDO.,,. 81
(Nnro-86)., 84
,57q.a
59
,61,62
POLU fDA
PIEZO
METROS MULTINfVEIS
AREA DI INFILTRAçAO DE VINHACA DE NOVO HORIZONTE
26 - PLANTA DE LocAÇÃo DA ÁREA DE ESTUDo , . . , 67
27 - PLANTA DE LocAÇÃo DAS soNDAGENS E cAMf,
NHAMENTOS ELÉTRICOS 69
- Cunvns DE REstsrtvIDADE ApARENTE ,,,,,,,- CURVAS DE RESISTIVIDADE APARENTE
- PERFIS DE RESISTIVIDADE APARENTE
- PERFIS DE RESISTIVIDADE APARENTE ,,,..,,- PERFIS DE RESISTIVIÐADE APARENTE
- LEVANTAMENTo ELETRoMAGNÉTIco/ElI3l-V .. , ,
- LevnruTnNeNTo ELETRoMAGNÉTIco/EM34-20-H,,
AREA DE INFILTRAçAO DE VINHACA DE RIBEIRAO PRTTO
63
28
29
30
3I32
33
34
71
72
74
76
78
79
35-36-37-
(sErrNsno-86 )
REGIAO LITORANEA
MRpn ceolÓcIco SIMPLIFIcADo DA
LITORANEA cOM A LOCALIZACÃO DAs
85
38-
39-40-41 -42-
REG I AO
ÁREAS
DE ESTUDO 90CRoeur coM A LocAlrzAcÃo Do PERFTT I ,, , s4CRoout coM A LocALIzAÇÃo Do PERFIL- II ,, esCRoour coM A LocALIzAÇÃo oo Prnrll III.. s6CRoaut coM A LocALtzAÇÃo uo Prnrrl IV , , s7
F I GURA
F I GURA
F r eunR
F I GURA
F I euRn
F reuRn
F I GURA
F reunnFIcunnF r euRn
F reuRn
F I euRn
FlcuRn
F I GURA
F r cunR
F I GURA
F I GURA
F ¡ euRn
F I GURA
F I GURA
F I GURA
F l euRa
F IGURA
F r ounnF IGURA
F r euRR
43 - CnoouI coM A LocALIzAÇÃo Do PERFIL V .,, 98
44 - CROOUI COM A LOCALIZACÃO DO PERFIL VI gg
45 - Cunva DE RESTSTIVTDADE npgnEnrr/St-l .,, 105
46 - InreRpRErAcÃo DA St-1 1064Z - Cunvn DE RESISTIVIDADE ApARENTE/SE-2 ,,, 10748 - IrurenpRErAçÃo on SE-2 1og
49 - Cunvn DE RESrsrrvrDADE ApARENTE/SE-3 ,,, 10e50 - ir'¡rEnpRETAçÃo on SE-3 110
51 - Cunvn DE RESrsrrvrDADE epnnenre/SE-7 ,, , 11152 - INTERpRETAÇÂo on SE-7 't125l - CURVA DE RESrsrrvrDADE ApARETTE/SE-8 , ,. 11354 - INTERpRETACÃo DA SE-8 1j455 - ConnelAçÃo ENTRE cURVAS DE soNDAGEM
eIÉrnIcn (SER) E ELETROMAGNÉTIcA (SEIVI),
56 - ConnglAcÃo ENTRE cURVAS DE soNDAGEM
eIÉTRIcn (SER) E ELETRoMAGNÉTIcA (SEM),,
57 - ConnelAcÃo ENTRE cURVAS DE soNDAGEM
ELÉTRIcA (SER) E ELETRoMAGNÉTIcA (SElI)..58 - CONNTIAçÃO ENTRE CURVAS DE SONDAGEM
ELÉTRIcA (SER) E ELETRoMAGNÉTIcA (SEM)..
59 - CoRRELAçÄo ENTRE cuRVAs DE soNDAcEM
ELÉTRIcA (SER) E ELETRoMAGNÉTIcn (SElvì).,
60 - ConnElAcÃo ENTRE cURVAS DE soNDAGEM
ELÉTRIcA (SIR) E ELETRoMAGNÉTIcn (STlvl).,
61 - CoRRELAÇÃo ENTRE cURVAS DE soNDAGEM
ELÉTRIcA (SER) T ELETRoMAGNÉTIcn (STfvl),.
62 - ConnelAcÃo ENTRE cURVAS DE soNDAcEM
ELÉTRrcA (SER) r eLerRomne¡¡Érrcn (SE[vl).,
63 - ConnelAçAo ENTRE cURVAS DE soNDAGEM
ELÉTRIcA (SER) e ELETRoMAGNÉT¡cn (SEM),.
- PeRpls DE CoNDUTIVIDADE ApARENTE ,,,,.,.- PERFIS DE CONDUTIVIDADE APARENTE ....,..- PERFIS DE CONDUTIVIDADE APARENTE
- PrnrFs DE coNDUTIVIDADE ApARENTE
- PTRTIS DE coNÐUTIVIDADE APARENTE
119
120
121
122
64
65
66
67
68
123
124
126
127
1291 31
F I GURA
F r eunnF l eunn
F I cURA
FIGURA
FIGURA
F I GURA
69-70-7I-
-72
74-
75-
PERFIS DE
PERFIS DE
PERF I S DE
PERFIS DE
NHAMENTO
PERFIS DE
NHAMENTO
ELÉTR I cO )
VTI
132
134
135
136
137
138
139
CONDUTIVIDADE
CONDUTIVIDADE
CONDUT IV IDADE
CONDUT IV IDADE
APARENTE
APARENTE
APARENTE
APARENTE (cRml
APARENTE (cAMI
ELÉTR I cO )
PeRrrs DE coNDUTTvtDADE ApARENTE (caml
NHAMENTo ELÉTRrco)PERrrs oE
NHAMENTO
coNDUTIVIDADE ApARENTE (cnNlELÉTR I co )
AREA INDUSTRIAL
- MRpn GEoLóGtco stMpLIFIcADo DA BActA sE
DIMENTAR DE TAUBATÉ
- PERFIS DOS PoçoS EXISTENTES NA ÁREA INDUSTR I AL
- PLANTA ÐA ÁREA INDUSTRIAL coM A LocALIZAÇÃO DO LEVANTAMENTo GEoFfSIco
- LEvn¡¡TRNENTo ELETRoMAGNÉTIco
- LgvRrurnmeNTo ELETRoMRcTÉt¡co- LEvnruTnNENTo ELETRoMAGNÉTIco
- LEVANTAMENTo ELETRoMAGNÉTIco
- LEVANTAMENTo ELETRoMAGNÉTIco
- LEVANTAMENTo ELETRoMAGNÉTIco
- LrveNtnNrNTo ELETRoMneTÉtlco- LEVANTAMENTo ELETRoMAGNÉTIco
- Levn¡ltnmeNTo ELETRoMAGNÉTrco
- LevnnrRmrNTo ELETRoMAGNÉTIcO
- PERFILAGEM ELÉTRIcA
- PTnTTLAGEM ELÉTRrcA ,.- CRNTNHAMENTo rLrrnoNnenÉTIco,- Pu¡lrR DA ÁREA INDUSTRTAL coM A LocALr
ZAÇÃO DOs PoÇoS E SEToRES DE MoNIToRAMENTO, ...,,,:
CONDUT IV IDADE
Freunn 76
F l euRn 77
Fleunn 78
FtcunR 79
F I GURA 80FIGURA 81
FIGURA 82
F I GURA 83
FreuRn 84
FrcuRA 85F r cunn 86F¡eunR 87FIeuRn 88
FlouRn 89
Fr euRn 90
FI GURA 91FIGURA 92
142
144
145
147
148
149
150
1 5'l
152154
155
156
157
161
162
164
165
F I cURA
F r eunn
F I GURA
FIGURA
F l cuR¡F r cunR
F I GURA
F I GURA
F I GURA
FIGURA
F I GURA
FIGURA
VIII
167
168
169
170
171
172
173
17 4
176
177
178
179
93 - DADOS DE MoNIToRAMENTo DoS Pocos
9¿.t - DADos DE MoNTToRAMENTo Dos poÇos
95 - Dnoos DE MoNTToRAMENTo Dos pocos
96 - Dnoos DE MoNTToRAMENTo Dos poÇos
97 - Dnoos DE MoNTToRAMENTo Dos poÇos
98 - Dnnos DE MoNIToRAMENTo Dos pocos
99 - Dn¡os DE MoNTToRAMENTo Dos poÇos
100 - Dnoos DE MoNTToRAMENTo Dos poÇos
101 - Dnoos DE MoNTToRAMENTo Dos pocos
102 - Dnnos DE MoNIToRAMENTo Dos poÇos
103 - Dn¡os DE MoNIToRAMENTo Dos pocos
104 - Dnoos DE MoNTToRAMENTo Dos poÇos
LISTA DE SUADROS
ATERRO SANITARIO DE ÏAUBATE
QuRnRo I - Dnoos on TNTEReRETAÇÃo DAS SoNDAGENS ELÉ
TRI CAS 35
ATTRRO SANITARIO DE SAO JOSE DOS CAMPOS
SUADRO ]I - DRoos DA INTERPRETAÇÃo DAS SoNDAGENS ELE
TR I CAS 17
ATERRO SANITARIO DT NOVO HORIZONTE
QUADRo III - DADoS DA INTERPRETACÃO DAS SONDAGENS ELÉ
TRICAS 60
AREA DE INFILTRACAO DT VIIIHAÇA DE NOVO HORIZONTE
SUADRO IV - DADoS DA INTERPRETAÇÃo DAS SoNDAGENS ELÉ
TRICAS t3
REGIAO LITORANEA
Qunono V - CusslrrcacÃo DA ÁcuA cou BASE NA coNcEN
TRACÃO DE SÓLIDOS TOTAIS DISSOLVIDOS ,,,, 88
SUADRO VI - DADoS DoS PERFIS INVESTIGADoS ,,,, 1OO
SUADROVI] -LOcALIzAcÃODASSONDAGENS . 101
AREA INDUSTRIAL
Oun¡no VIIi - DADos Dos pocos , 15e
RESUfllo
Neste trabalho estão descritas as técnicas geofÍsj-casaplicadas no mapeamento e monitoramento de poluição e contaminação de águas subterrâneas, especificamente nos casos de
aterros sanitáríos, áreas de infiltração de vinhaça, intrusåo de água saJ.gada em aquÍferos costeiros e áreas com problemas de infiLtração e vazamento de produtos e efluentes industriais. No caso de regiões costeiras procurou-se desenvolver um padrão de investigação que pudesse ser aplicado juntoàs pequenas e médias concentrações urbanas de rnodo a prevenir e controlar a intrusão marinha nos aqufferos cosÈeiros,através apenas da aplicação de nétodos geofísicos. Do mesmo
modo, procurou-se estabel-ecer um roteiro para a apJ"icaçãode técnicas geofísicas de mapeamento e monitoramento deáreas industriais com problemas de poluição e contaminação,
As áreas estudadas estâo distribuÍdas pelo Estado deSão Paulo, representando situações bastante diversificadasnun contexlo geográfico e geológico mais amplo. Os aterrossanitários estudados estão local-izados nos municÍpios de
Taubaté, São José dos Campos e Novo Horizonte e as áreas deinfiltração de vinhaça, em Novo Horizonte e Ribeirão Preto.A região lítorânea enfocada no estudo está situada no lit-oral norte paulista entre Bertioga e São Sebastião, e a áreaindustrÍal poluÍda em São José dos Campos.
No presente trabalho é feito ainda um estudo comparativo entre as duas metodologias empregadas, e letrorre s i stividade e eletromagnético índutivo, consideradas as mais adgquadas para o estudo de poluição subterrânea, ressaltando-seas vantagèns e desvantagens de cada uma objetivando otimizarsua aplicação conj unta.
ABSTRACT
This thesis describes geophysícaJ. technigues applied tothe mapping and monitoring of ground Ì{ater pollution andcontamination, specifically for cases involving sanitaryIandfills, areas of vinasse infiltration, salt vraterintrusion into coastal aquifers, and areas with problems ofinfil"tration and leakage of industrlal products andresidues, For coastal regions, investigative norms have beenestablished that may be applied to both small and mediumurban centers in order to control and prevent marineintrusion into coastal aquifers by applyÍng geophysicalmethods only, Similarly, a routÍne for the application ofgeophysical- techniques of mapping and nonitoring industrialareas with pollution and cÕntamination problems has alsobeen developed,
The areas studied are distributed throughout the Stateof São Paulo and thus represent diverse situations within abroad geographÍc and geofogic context. Sanitary landfillswere studied in the Municipalities of Taubaté, São José dosCampos and Novo Horizonte, and areas of vinasse j_nfiltration
in Novo Horizonte and Ribeirão preto. The coastal regionfocussed upon in this study is Located bethreen Bertioga andSão Sebastião, and the poJ-luted industrial area in São Josédos Campos.
AIso included in this thesis is a comparative study ofthe tlro methodologies, conventional resistivity ande Ie ct.romagnetic inductive technigues, considered the mostappropriate for the study of ground water pollution, Ì,rithemphasis on the advantages and disadvantages of each inorder to optimize their joint appl"ication.
3.
1 - INTRODUCAO
À cj-vÍlização humana, através da herança e aprend.izadode conhecimentos adquirtdos, sempre teve como objetivo primordlal , proporcionar ao Homem maiores e melhores condiçõesde sobrevivência, Èendo para tanto gue sobrepujar os perigosexistentes ao seu redor, procurando melhorar a condiçâoexistente no -meio ambiente, de forrna que sua vida fosse f ac.illtada e prolongada.
O lento avanço tecnológico e sanitário foi a respostaobtida que se refletiu no aumento da expectativa de vida emtodos os paÍses. À industriafização desordenada e o altocrescimento denográfico obrigaram o Homem a aproveitar osespaços físicos disponÍveis sem obedecer critérios básicosde ocupação.
Modificando radical-mente as condições de equilíbrioexistentes no meio-ambj-ente, o ser humano voltou a sefragilizar diante da natureza novamente hostil_, desta vezpor obra dele mesmo, chegando a extremos com consequênciastotalmente imprevisíveis, como os desastres ecológicos demercúrio na água (Japão) , as condiçôes de vida em Cubatâo(Brasil) , ou Chernobit (URSS) .
A poluição da ågua subterrânea constitui a tua lment euma das grandes preocupações mundiais com relação à preservação do meio-ambiente ern função de sua importância estratégica como matéria-prima a todas as atividades desenvolvidaspelo Homem. Importantes e detaLhados estudos vem sendofeitos, a nível global, sobre os probl-emas que poderiam sercausados caso esse manancial fosse atinþido. Embora tardiamente, todos os paÍses tentam achar soluções, criando leis enormas para proteção e prevenção deste bem que pode garantira preservação da vida humana no planeta,
A água subterrânea representatá em futuro muito breve,a principal fonte de abastecimento tanto para o consumo humano como para o aproveitamento industrial.
De modo símplista, pode-se afirmar que esta reserva mineral- está protegida da poluÍção superficial- e atmosférica pelazona não-saturada, No entanto, através de infiltração provocada, esta zona pode ser atingÍda por agentes pol-uentes, tornando-se, deste modo, uma fonte potencial de poluÍção.
Por outro lado, a contaminação da água doce pela intrusão da água salgada marinha, tem se constituÍdo num prob.lemade dificil soluÇão no abastecimento de água potável em
regiões coste j-ras.
Como resultado dos antigos meios de transporte somadosà forte atração que o mar exerce sobre o Homem, atualment.ecerca de 708 da população mundlal está fixada em torno deregiões litorâneas. Como se isso não bastasse, grande partedos que não vive¡n próxlmo ao l-itoral , dele se utiliza parapassal: as férias ou mesmo finais de semana, aumenÈando consideravel-mente a popuLação flutuante que, nessaspassa a depender da Ínfra-estrutura oferecida, em
muitas vezes precário, pelas cidades l-itorâneas. Essaciência de serviços é representada principaLmente,outros fatores, pela escassez de água potável.
ocas10es,caráter
defientre
1,1 - HrsróRrco
Entende-se por poluição de águas subterrâneas, a alteração de suas qualídades, porém a nÍveis que não ultrapassem osl.imites máximos permissíveis, fixados pelos padrões internacionais para as águas potáveis, de uso industrial ou agrícola,pel-a adição de substâncias naturais ou artificiais, diretaou indiretamente no aquífero, Quando a alteração de suasqualidades ultrapassa esses limites referidos, acarretandoprejuÍzos à sua utilização, o termo empregado é "contaminaçãode águas subterrâneas " .
De modo geral, o problema da contaminação de aquÍferoscosterios por água do mar é conhecido desde a antiguidade, e
sem o respaldo de um conhecimento científico de suas causas,
passou a ser resolvido, empiricamente, mediante a construçãode sistemas de captação pouco profundos,
Segundo Kashef (in Custodio e Llamas , 1976Ì. a primeiraabordagem clentÍfica sobre o assunto remonta a 1855 quando
Braithwaite descreveu o aumento crescente de salinidade naságuas bombeadas nas cidades de Londres e Liverpool , na GrâBretanha.
Os estudos que estabeleceram as prÍmeiras relações quantitativas entre a água doce e água salgada datam do final doséculo passado e foram real-izados por Ghyben e Herzberg (inCustodio e Llamas, 19761. Trabalhando independentemente na
costa da Holanda e da Al-emanha, esses autores observaram quehavia uma estreita rel-ação entre profundidade da interface e
posição do níveI freátivo com relação ao nível do mar, definindo a conhecida "Relação de Ghyben-Herzbergr'.
Hubbert (1940) contribuiu s ignif icativamente para o
entendimento de model-os hidráulicos nas áreas costeiras através dos resul-tad.os de seus estudos constantes na publicação"The theory of groundhtater motÍon ".
A questão da rel-ação água doce-água salgada é enfocadadetalhadamente e sob os mais diversos ångulos ainda por Todd
& McNulty (19761 , Bear (1979), Aucott & Speiran (1985), cupta(1985 ) e outros mais.
No Brasil diversos autores se preocuparam ccrn oproblema,podendo ser destacados dentre eles, os trbalhos de cimena etaI. (197'l e 1981), Leão (1980), Santos (1984't , Araujo et aI.(1984 ) e CabraI (19e6).
O estudo das caracterÍsticas dos aquíferos costeirosatravés de métodos geofísicos é mais recente, e na maioriadas vezes, resume-se em determinar a profundidade da interface água doce-água salgada. Na liÈeratura internacional existem citações de 1955.
6.
No Brasil, Ellert (196g) executou ì.ùna sérÍe de sond.agenselétricas em sedimentos recentes da Baixada santista visandodetermÍnar o relevo da superfÍcie do embasamento subjacente.Caracterizou ainda a granulometrÍa desses sedimentos e d.etectou grande variação na resistividade apresentada por est-aÌitologia quando medida d.urante as marés aLta e baixa. Nomesmo trabalho o autor cita KolÌert que, em 1963, em relatório feÍto ao rnstltuto ceográfico e GeológÍco de São pauLoprocura correlacionar os valores de resÍstividade às caracterÍstlcas dos sedimentos em Iguape-Sp, no que teria sido oprimelro trabafho do gênero no BrasÍl.
Davlno (1978) utifizando o método da e letrorre s is tividade consegue determinar as espessuras dos estratos geológicos com a finalidade de prospecção das águas subterråneas eestudo da qualidade dessas águas quanto ao grau de salÍnidade, em Cabo-PE e Cabedelo-pB, em estudo visando o mel-horaproveitamento dos aquÍferos.
O mesmo autor, em 1980, consegue determinar as interfaces água doce-água salobra-água sal.gada, e a profundidade doembasamento cristalino, numa seção transversal executad.a naIIha Comprida, em São pau1o, a partir de diversas sondagenseÌétricas.
Kobayashi & Ríjo (1980) e porsani et al. (1990) empregaram, com sucesso, os métodos elétricos no primeiro caso, eel-étricos e e l-etromagnéticos no segund.o, vÍsando racionalízaro abastecimento com água potávet ern núcr-eos habitacionais daIlha de Maraj ó.
Mais recentemente, Si1va (1984) e Munis & Morais (19g4)executaram campanhas geofísÍcas nas regiões de lcapara _ Iguape-SP, e na Praia do Futuro-Fortaleza/ CE, respectivamente ,visando estudar o comportanento da interface água_doce _ águasalgada a fim de adequar o abastecimento à captação de águade boa qualidade.
Numerosos trabalhos utilizando métodos geofÍsicos têmsido executados por empresas de prestação d.e serviços, principalmente pâra loteamentos de áreas particulares e, secundariamente, para órgãos governamentais, sempre com o objetivode determinar a profundidade da interface, visando o abastecimento d rágua de boa qualidade para consumo.
A poluição das águas subterrâneas é um problema que vemocorrendo desde os prinórdios da civilização, tendo aumentado, em progressâo georn6trÍca, o número de casos, a variedadede tipos de agentes. poluentes, bem como a Íntensidade dapoluição. Poderíamos dÍzer que, dos casos mais simples, comoaqueles decorrentes de atividades fisiológicas do Homem, apoluição das águas subterrâneas evoluiu mais recentemente,para a contaminação devÍdo a deposição no solo de resÍduossólidos ou lÍguldos, decorrentes de atividades domésticas,hospitalares, agrÍcoIas, industriais de uma maneira geral, eparticularmente, Iixo atômico.
A grande maioria dos casos registrados na literatura mundiaL daÈam das úftimas décadas, porén as causas podem remontar a um passado mais disÈante.
VaIe lembrar que, ao contrário do que ocorre com asåguas superficiais, a contaminação das águas subterrâneas épratÍcamente irreversível a curto e médio prazos, visto queas técnicas de descontaminação são muíto complexas, onerosase demoradas.
Rebouças (1987), citando outros autores, menciona guedepósitos de Lixo da época do Império Romano ainda estão produzindo percolantes, atualmente, tendo sido identificados celca de 40 compostos orgânicos nas águas subterrâneas provenientes de aterros sanitários da época.
No mesmo trabalhof para explÍcar algumas alterações naqualidade da água por influências diretas, o autor cita que" no vale do São Joaquim, na Califórnia, há exemplos deelementos químicos, componentes de pesticidas que só foram
8.
detectados nas águas subterrâneas cerca de 15 anos após tercessado a utilização do produto".
É sabido que na Europa, ainda hoje se manifestam os efeitos da poluição de aguÍferos produzida d.urante a última guerra peJ,o bombardeamento de depósitos de combustíveis e decomplexos industriais.
Numerosos casos Iocalizados, ocorridos nos EstadosUnidos, de poluição das águas subterrâneas pelas mais diversas substâncias e sob as mais variad.as condições aparecemmencionados em revistas especÍalizadas.
Dados do U.S. Environmental protection Ägency indÍcamque nos Estados Unidos, em 1977, havia pelo menos 17 milhõesde J-ocais de deposição de reslduos produzindo mais de 6,5milhões de metros cúbicos de IÍquidos Iançados anualmente naságuas subterrâneas (Freeze & Cherry, 197gl ,
Em nosso País, os problemas de contaninação dos aquÍferos somente agora vêm sendo considerados, acreditando-se que,muito embora não apresentem causas diferentes dos casos laregistrados em outras partes do mundo, conduzirão a consequências mais danosas ao meio ambiente em função do despreparo dos órgãos de controle ambientat e da falta de Iegislaqãomais adequada e atual que realmente puna com o rigor necessário, os responsáveis pelas fontes e focos de poluição.
Vignoli Fq (1981), através de uma anál_ise estatÍsticaprelÍminar, atribui ao consumo de água subterrânea contaminada, o motivo de numerosos casos de doenças no Estad.o de Minascreais, função da construção inadeguada e/ou locação imprópria de poços rasos, geralmente na proximidade de fossasnegras, ou profundos.
Dados colhidos pela CETESB revelam que apenas na GrandeSão Paulo há mais de 50 locais de disposição de resÍduossóIidos cadastrados, estimand.o que existam em todo o Estadomais de 300, recebendo em torno de 60 000 t/dia de resíd.uosdomésticos e 25 000 t/dia de detritos industriais.
q
Segundo Rebouças (19871 , o Centro de pesquisa de ÃguasSubterrâneas do Instituto de Geociênclas da Universldade deSão Paul-o (CEPAS) registrou a ocorrência de 36 acidentes detransporte de produtos químicos perigosos, 20 vazamentos detubulações e 12 vaza.r entos de estoques industliais r rìoperÍodo de janeiro de 1980 a dezembro de 19g5, tendo amaioria dos casos ocorrid.os na região da Grande São paulo.
O mesmo órgão desenvofve pesquisas no meio rural estudando o efeito da infiltração e da fertirrigação por vinhac+sub-produto das destilalrias de áIcool, no Arenito Bauru. Emnove áreas piloto do Estado de São paulof o CEPAS vemdesenvolvendo ainda estudos sobre a deterioração das águassubterrâneas por influêncja de aterros sanitários e/c.¡ucontrolados.
Pacheco (1984) revefa em seu estudo que muitos poçosexistentes na Grande São paulo são utiÌizados como esgoto deefluentes industriais perigosos, devido às condições de usoinadequadas, e suas más caractetÍstÍcas técnj-cas, como ainexistência de laje de proteção.
Segundo Digilio (1986), cerca de 630 000 m¡ de óleoIubrificante básico são descartados por ano pela indústrianacional, sendo que cerca de B0g é disposto no solo semqualquer tratamento ou monitoramento.
Mesmo nos paÍses mais adiantados, até há bem pouco tempo o monitoramento da qualidade das águas subterrâneas emáreas próximas a l_ocais de disposição de resÍduos era feitosem qualguer fundamento científico, valendo_se geralmente,da abertura de poços de monitoramento, perfurados semcritérios que permitissem definir a malha, ou mesmo sualocalização.
A quantidade e a disposição espacial destes poços é defundamental importância para o estudo da qualidade das águassubterrãneas, pois é a partir d.eles que é feito o acompanhamento da variação do nÍvel potenciométrico dos aquíferos, a
amostragem da água para anáIises fisico-quÍmicas, a determinação de coeficientes de condutividade hidráutica e aamostragem dos materiais do sub-soLo.
Num estudo criterioso, a distribuição dos poços demonitoramento deve ser feita com base nas caracteristicasgeológicas, hidrogeotógicas, hidrogeoquÍmicas e topográficasda área, assim como do estudo dos sistemas de águas superficiais e subterrâneas.
A este conjunto de procedimentos de apoio, soma_se hoje,a aplicação de métodos geofÍsicos de investigação querapidamente ocupou um espaço importante no monitoramento depoluição subterrânea pela sua versatilidade, rapidez naobtenção de dados, precisão dos resultados e a custos refativamente balxos quando comparados com os métodos convencionais de prospecção,
De há muito se conhece a utilização da metodologia geofÍsica aplicada à prospecção de água subterrânea, no entanto, a sua utilização no estudo da gualidade das águassubterrâneas remonta à cerca de duas décadas apenas, sendoque, seu maior incremento ocorreu nos úItimos d.ez anos.
Em 1968, Cartwright & Mccomas descreveram a apticaçãode métodos geofísicos em área próxima a aterro sanitáriosituado em IIlinois-USA. Kelly (1976) procurou mape afmanchas de contaminação utilizando-se de sondagens e1étricas"Cameron et al. (1981) utilizaram os métodos da resistividadee eletromagnético indutivo para mapear intrusões salinas.Greenhouse & HarrÍs (1983) estudaram a migração de poluentesna água subterrânea próximo a um local para disposição deresíduos utiLizando-se dos métodos da resistÍvldade, VLF ee le tromagnét.ico indutivo. Em 1985, Greenhouse & Williamsaplicaram métodos geofÍsicos no monitoramento da qualidadeda água subterrânea próximo a um depósito de lixo.
A prática da utiJ.ízação dos métodos geofísicos noestudo da qualidade das águas subterrâneas é ho¡e, bastantedifundida nos paÍses mais adíantados da Àmérica do Norte eEuropa, sendo muitos os casos referidos na literatura técnica especializada e particularmente nas notas e catálogos deequipamentos da GEONICS LIMITED de Ontario, Canadá.
Em nosso pais, esta aplicação teve inÍcio em fins de1984 com a vinda do professor John p. Greenhouse da Universidade de Waterloo, Ontario, Canadá, sob o patrocÍnio doInternational Development Research Center (IDRC) que resultou num programa de colaboração com o Centro de pesquisas deÃguas Subterrâneas (CEPAS) do Instituto de Geociências cla
Universidade de São Paulo envolvendo, entre outras coisas, aaquisição de equipamentos geofísicos e a permanência de doispesquisadores canadenses no Bras.iI, pelo prazo de 6 mesesem 1985.
O CEPÀS através de convênio firmado entre FAPESP-DÀEEpara pesquÍsa de água subterrânea no Estado de São pauÌo,encarregou-se do projeto "Hidrodinâmica e Hidroquímica deAquíferos" (Processo FApESp n9. 83,/1424-11 , e com o apoiodos órgãos federais FINEP/PÀÞCT (processo 53/84/0155/OOlpassou a pesquisar os "Impactos da Urbanização e IndustriaJ-ização nas Ãguas Subterrâneas", que resultou em vários trabaIhos já publicados e outros ainda em andamento sobre apoluição do sub-soIo.
Os métodos geofÍsicos foram aplicados no estudo de novecasos de impactos ambientais envol_vendo, entre eles, osaterros sanitários de Taubaté, São José dos Campos e NovoHorizonte, e os casos de infiltração de vinhaça em NovoHorizonte e Ribeirão Preto, todos no Estado de São paulo,objetos de abordagem posteríor neste trabalho.
Como resultado de tais estudos já foram publicados,ou apresentados em reuniões científicas, vários trabal_hos
1',)
envoLvendo a utilização de métodos geofÍsicos de investigação, podendo-se citar os de El-lert et aL. (19g6) eGreenhouse et al, (1997 ) .
1,2 - oe-Jerrvos
O presente estudo pretende dar sua contribuição nosentido de alertar os responsávej.s pelo controle das condições do meio-ambiente para o problema da poluição das águassubterrâneas em nosso pafs, a ao meso tempo, estabelecercritérios que auxiliem na recuperação de áreas poluidas e/oucÕntaminadas, a partir da utiLização de metodologia geofísica.
Dentre os métodos geofÍsÍcos possíveis de serem empregados, estão aqueles que medem os parâmetros fÍsicos e/ou Suimicos da água subterrânea que são, ou podem ser, diretamenteinfluenciados pela presença de pol_uentes. A îermometriâ mede a variação da temperatura da água poluÍda através daradiação infra-vermetha. A Radiometria med.e a intensidade deradiação. Contudo, a propriedade fÍsica da água mais afetadaé a resistÍvidade, e consequentemente a condutlvidade, que éo seu inverso.
Outros métodos geofÍsicos cono a SÍsmica de Refraçâo eo Radar de Penetração são considerados métodos auxiriares,úteis na avaliação das condições do sub-soLo e das feiçõeshidrogeológicas . O primeiro se baseÍa nas constantes etágticas dos diferentes ¡nateriais e o segundo utiliza ondasde rádio de alta frequência que refletem as feições do sub_soIo.
A Eletrorreslstivldade é o método que envolve os procedimentos de medlda da resistividade dos materiais do sub_sol-o. É um método tradicional e de grande versatilidade, sendo J.argamente util-izado na prospecção de água subterrânea, etendo inclusive, aplicações nas áreas de mineração e engenhar.ia civi L
o Método Eletromagnético fndutivo pernite medir a condutividade dos materíais do sub-solo e da água neles contida.O seu desenvolvimento para atender aos estudos da qualidadeda água subterrânea é mafs recente, e hoje discute-se asvantagens e desvantagens que apresenta com relação ao Métododa Eletrorres i s t ividade . Ambos forarn utilizados de modoconcomitante nas áreas de estudo, a fim de possibilitar umacomparação prática de seus desempenhos.
Primeiramente são apresentados os resuÌtados dos Levantamentos geofÍsicos executados em cinco áreas-probJ-ema noEstado de São Paulo, quais sejam:
- aterro sanitário de São José dos Campos;
- aterro sanitário de Taubaté;- aterro sanitário de Novo Horizontei- área de infiltração de vinhaça em Novo Horizonte; e
- área de infiltração de vinhaça em Ribeirão preto.
Em seguida, com o objetivo de definir um procedimentoeficaz de estudo geofísico de área contaminada, ond.e osrecursos disponÍveis não fossem suficientes para se fazer um
maior controle tais como a instalação de piezômetros eperfuração de poços de amostragem escolheu-se uma regiãoIitorânea onde a super-exploração do aquÍfero costeiro estivesse induzindo à contaminaçâo d.o mesmo, pelo avanço dacunha sallna.
Finalmente, foi escolhida uma área industriaf sit,uadana Bacia Sedimentar de Taubaté, próxíma a São José dosCampos, onde a indústria ali instalada processa substânciasquÍmicas de alta periculosidade, produzind.o como rejeito,compostos organo-clorados, onde foÍ constatada a ocorrênciade vazamentos de estoques industriaís e das lagoas detratamento, Foi proposto um monitoramento detalhado a partitdas informações obtídas através da aplicação dos dois métodos geofísicos mencionados anteriormente.
14
Assim, os estudos desenvolvidos nas áreas mencionadastêm como objetivo principal, estabelecer comparações práticas entre os Métodôs da Etetrorres is t ividade e Eletromagnético Indutivo, no tocante à eficiência, rendimento e custosoperacionais, estabélecendo ì.]m procedimento de utilizaçãodos mesmos no caso do estudo de áreas-problema em que sedisponha de parcos recursos f ínancej-ros para compfementaçãodas informações, a1ém da apresentação de uma proposta deaplicação dos métodos para Õ mapeamento e monitoramento detafhado de áreas poluÍdas e/ou contaminadas.
1,5 - LocALIzAcÃo DAS AREAS DE EsTUDo
A Figura 1, constituÍda do mapa do Estado de Sâo paulocontendo um esboço geológico, apresenta a localização dascidades, assj,m como a regÍão litorânea, onde foram desenvolvÍdos os estudos.
Deve-se observar que o contexto geológico abordado pertence a uma gama bastante amp1a, envolvendo áreas de sedimentos quaternários, terciários e paleozóicos, além daquelas cobertas por efusívas básicas pertencentes à FormaçãoSerra Gera I .
A importância da escolha de Novo Horizonte reside nofato de ser representativa para uma regiâo nuito ampla,isto é, praticamente todo o centro-oeste do Estado, de dominio do À,ren.ito Bauru, onde está concentrada a maior partedas usinas de açúcar e destilarias de áIcoo1 , que com a prática da fertirrigação e infiltração de vinhaça, ameaçam pol-uir e mesmo contaminar una reserva de água subterrânea largamente utilizada para o abastecimento hrlrnano e industrial,estratégica pâra o desenvolvimento do Estado.
A poluição por aterros de lixo, ou sanitários, aocontrário daquela, é mais localizada, afetando, no entanto,o abastecimento de água potável de propriedades rurais quepor estarem distantes dos centros urbanos, não dispõem de
48"3o'w
LEGENDA '1/
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æ Su Þ prov¡n cios Pol60zóiêos
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Figuro r- Mopo georógico simprif icodo do Esl0do de sõo pouro, com o Iocorizocõo dos dreos deestudo ( Modiricodo de tGG, t9741.
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tb.
serviços públicos de água e esgoto. A exemplo de Novo Horizonte, todas as pequenas e médias cidades da regÍão podem sedeparar com o mesmo tipo de problema, evidenciado ainda maispela al-ta porosidade e alta perneabilidade do arenito doGrupo Bauru.
Na região de Rfbeirão PreÈo é muÍto comum a prática dainfÍltração no soLo dos excedentes de vinhaça, já que é
grande al.i, o número de usinas e destilarias em atividade. O
contexto geológico local- no entanto, torna a situação pordemaÍs delicada, pois na região, os basaltos da FormaçãoSerra Geral apresentam-se fraturados, favorecendo a infiltração dos poluentes, podendo aÈingir inclusive o Arenito Botucatu, subjacente, praticamente em sua área de recarga.
A importância do estudo de uma região litorânea como a
do NorÈe do Estado de São Paulo, é a de que existe ao longode todo o litoral brasileiro situaçôes semelhantes, onde asplanícies sedimentares de idade quaternária se apresentam bastante vulneráveís à lntrusão da água saLgada, contaminandoos aquÍferos costel-ros, pefa sua super-exploração .
Há de ser le¡nbrado a grande extensão da costa brasileira, e o fato dela ser palco de grandes concentrações urbanas fixas, e/ou flutuantes' dn épocas de temporada de férias.
O mesmo problema quanto aos aterros de }ixo, existe com
relação às numerosas cidades que povoam o vale do Rio Paraíbanos domínios da Bacia Sedimentar de Taubaté. O pacote sed.imen
tar, com espessuxa pouco superior a 500 metros em alguns 1o
cais, apresenta eLevad.a porosidade e permeabilídade, o gue,se por um lado o torna um exceLente aquÍfero, por outro o
deixa muíto vulnerável à poluição subterrânea.
A grande vazão obtida peJ-os poços tubulares profundos e
a estratégica situação geográfica - situada no eixo Rio-SãoPaulo - faz com que a regÍão apresente uma das maiores taxasde industrial i z aqão do paÍs, aumentando assim os riscos depoluição das águas subterrâneas por resíduos industriais.
17.
1,q - AGRADEcTMENToS
Na realização deste trabalho o autor contou com
Iio e colaboração de várias pessoas e entidades, àsregistra aqui sua gratidão.
Ào professor Nelson Ellert pela orj-entação e
colaboração tanto na fase de obtenção dos dados quantointerpretação dos resul-tados.
o auxíquais
efetivana de
Ao professor Aldo da Cunha Rebouças, por permitir a
utilização de dados e da infraest,rutura do Centro de pesquisas de Águas Subterrâneas - CEPAS, além das discussões profícuas sobre o assunto.
Aos professores John P. Greenhouse e
Williams da Universj-dade de Waterloo, Canadá,Mark Monier
responsáveis
nunca
em grande parte pela atual preocupação no aprimoramento douso de técnicas geofísicas ariadas ao estudo de poruição deáguas subterraneas em nosso meio, e pelo incentivonegado durante todas as etapas do trabalho.
Ao professor Uriel Duarte pelo constante incentivo e
colaboração nos trabalhos da área de São José dos Campos.
Ào geólogo Alberto Pacheco pela disposição para trocade idéias e escrarecimentos sobre dúvidas pertinentes ao assunto em questão.
Ao engenheiro Nilson Guiguer Jr., encarregado doLaboratório de computação do cEPAs, pera importante colaboração prestada na área de informática, e peros dados fornecidosda área de Taubaté.
Aos professores do Departamento de Geologia Econômicae Geofísica Apricada e aos de todo o rnstituto, pero incentivo e compreensão demonstrados nos momentos mais difíceis.
Ao geólogo Seiju Hassuda pelos dados fornecidos sobrea área de infiltração de vinhaça de Novo Horizonte.
18.
Àos pós-graduandos do Departamento de Geologia Econômica e GeofÍsica Àplicada, Sueli yoshinaga, ùiaria AméIia SouzaMenezes e ItabaracÍ Nazareno Cavalcanti, que aIém do constante incentivo, auxiliaram na coleta de dados bibtiográficos.
À, estagiária Mara Akie Iritani pela coLaboração nacorreção e datilografia do texto finaI.
A todos os funclonáríos do Instituto, em especial- aosdeste Departamento, e a todas as pessoas que, de alguma forma, ajudaram no desenvolvimento das díversas fases destetrabalho,
Aos diversos órgãos de pesquisa, dentre eles oCentro de Pesquisa de Á,guas Subterrâneas-CEPAS , Fundação deAmparo à PesquÍsa no Estado de São paulo-FApEsp, Financiadorade Estudos e Projetos-FINEp e ao Intbrnational DeveLopmentResearch Center-IDRC que , direta ou indiretamente, através de convênios, auxilÍaram no d,esenvolvimento deste trabalho,o autor expressa seus mais sinceros agradecimentos,
19 '
I'IETODOS GEOFISICOS APLICADOS E EOUIPAMENTOS UTILIZADOS
Vários são os métodos geofísÍcos que podem ser util-izados no estudo de águas subterrâneas. Alguns fornecem dadossobre as condições dos materiais do sub-solo, como espessuradas camadas, grau de compactação, profundidade do topo rochoso, e no caso de se possuir dados geoJ.ógicos confiáveis paracontrole, até mesmo informações sobre tipos de rochas existentes em profundidade, possibil-itando o mapeamento de feiçõeshidrogeológicas naturais,
Outros métodos dão informações diretas sobre propriedades físicas e/ou químícas da água, que podem estar assocíad.asà presença ou não de substâncías poluentes. As águas subterrâneas contaminadas pela água salgada de origern mar inha ,
substâncias químicas provenient.es de resÍduos industriais,rejeltos orgânicos ou lÍquídos percoLados de aterros sanitárj.os se caracterizam por apresentar \rma maior mineralizaçãoe/ou temperatura mais eLevada, o gue faz aumentar sensivelmente sua condutividade. Deste modo, os métodos que medem estapropriedade fÍsica da água tornam-se os mais adequados para oestudo de sua qualidade, mesmo porque, prestam-se também, aoestudo das feiçôes hidrogeológicas e das condições dosmateriais do sub-solo.
Nos úItimos dez anos foi dfspendido um grande esforçona ideal-izacão de equipamentos geofÍslcos, técnicas decampo, técnicas anal-íticas e de processamento de dados quecontribuÍram cons ideraveLmente para melhorar as condições deacesso e conheclmento de áreas com problemas de poluição. No
caso particular de poLuição de águas subterrâneas, o maiorsal-to foi qualltatÍvo e se deu com a redução no tananho dosequipamentos de forma a permitir medidas de condut ividadedos materiais do sub-solo em até algumas dezenas de metros,utiLizando o método eletromagnético indutivo.
20.
Os métodos empregados no presente estudo foram osEletrorresistividade e o Eletromagnético Indutivo.
2,1 - eternonReslsr¡vlnRoE
À resistividade dos materiais do sub-solo é um parâmetro que depende quase que exclusivamente da quantidade equalidade da água que ocupa seus espaços vazios.
.A,s rochas crlstalinas, gelalmente compactas, tendem aapresentar uma resistividade bem mais el-evada do que asrochas sedimentares, pois estas normalmente apresentam algumaporosidade, que por suâ vez podem annazenar maior ou menorquantidade de água de saturação.
Um solo arenoso seco apresenta uma resÍstividade muitoal-ta. O mesmo solo, saturado d'água, pode apresentar uJna
resistividade dezenas de vezes menor. Se esta água de saturaçâo for salgada, e não doce, esta resistividade será menorainda.
Do mesmo modo, a água subterrânea contaminada porsubstâncias quÍmicas, sejam elas de orfgem orgânica ou inorgânÍca, tende a apresentar uma resistividade menor que a daágua não contaminada, e esta diferença será tanto maior quanto malor for a quantidade de sais e outras subs!âncÍas quÍmicas nela dissolvidas.
Os procedimentos maÍs utiLizados na medida da resistividade dos materiais do sub-solo são os da sondagem, caminhamento e perfilagem eJ-étricas.
2 .I ,1 - SoNDAGE¡,I ELÉTR I cA
Através deste procedimento procura-se identificar aresistividade dos materiais investigados em diferentes profundidades sob um mesmo ponto do terreno,
da
21
As medÍdas de campo são executadas através de um arranjo de quatro eletrodos alinhados na superfÍcie. O arranjomais utilizado é o de Schlumberger, onde os eletrodos internos, para medida do potencial, se mantém fixos e pÉoximos ao
ponto investigado, à medida que são espaçados simetricamenteos eletrodos externos ou de corrente.
O ponto de investigação corresponde sempre ao centro doarranjo, e a profundÍdade investigada depende dos valores deresistividade aparente medidos. De uma maneira geral , serámaior quanto maior for o espaçamento entre os eletrodosexternos.
A resistividade verdadeira e as espessuras das camadas
são conhecidas comparando-se a curva de resistividade aparente com curvas padrões, calculadas com base em dados físicos e
modelos matemáticos.
Esta comparação pode ser felta através de ábacos e/ouatravés de técnicas de inversão automátÍca baseadas em programas de computador para ajuste de curvas (Zohdy, 1973),
como em todo método indtreto de investígação, os resultados de uma sondagem elétrica podem apresentar erros devidoa fatores extra medidas que podem alterar o comportamento daslinhas de corrente por ocasião das leituras, provocandodistorções nas curvas de resistividade aparente. Estes fatores são comumente representados por anisotropia, equivalênciae supressão de camadas, e as variações laterais de resistividade, Em condições ideais os resultados fornecidos por uma
sondagem eIétrica podem atÍngir uma precissão acima de 9Og.
diminuindo na medida em que ocorram esÈes fatores, e
proporc ionalmente à sua intenstdade.
2,7,2 - cAMTNHAMENTo ELÉTRlco
Para este procedimenÈo são vál-idas as mesmas técnicas e
prlncÍpios utilizados para as sondagens elétricas.
Enquanto no primeiro caso mede-se a resistívidade e¡n
várias profundldades sob um mesmo ponto da superfÍcie, nocaminhamento elétrico mede-se a reslstividade a uma profundidade aproximadamente constante, em vários pontos de um perfildo terreno. Assim, desloca-se um arranjo fixo de quat roeletrodos, fazendo-se uma medida en cada estação pré-fixada,
O perfil de resfstivídade aparente devidamente anal_isado, e em conjunto com outros dados, permíte ídentifÍcar qualitativamente as variações laterals de resÍstividade, que podenestar relacionadas a contatos lltológicos, níveÍs de alteração mais profundos, zonas de intenso fraturamento e zonasde contaminação, O arranjo de eletrodos, indicado para seinvestigar a profundidade desejada é definido mediante a
execução e interpretação de algumas sondagens e1étricas preli¡ninares, na região que se pretende investígar.
2,L3 - pERFTLAGEM ELÉTRrcA
À perfilagem elétrica consiste na medida da resistivÍdgde feita diretamente nas paredes de uma perfuração. EIa podeser feÍta aproveitando a existência de poços de monitoramento,ou em perfurações executadas exclusivamente para tal fJ,m, sem
revestimentos,
Dependendo do tipo de perfllador utilizado, as medidaspodem ser contÍnuas ou pontuais, e determinar outros parâmetros fÍsicos como a condutividade, o potencial espontâneo, a
radiação gama natural, e outros.
A interpretação é qualitatÍva e, uma vez conhecidas ascaracterísticas dos materiais perfurados, as anomalias encontradas podem ser associadas a um naiot ou menor grau decontaminação da água de saturação.
A grande vatagem é a rÍqueza de detalhes que pode serobtida, visto que cada método mede um determinado parâmetro,
23 -
e as informações obtidas por um sensor são frequentemente com
pletadas Pelas de outro.
2,2 - eletnoNnenÉtlco ¡nouttvo
os equipamentos e letromagnéticos qüe medem os componen
tes e a inclinação do vetor campo eletromagnético resul,tantesão conhecidos e utilizados há décadas no campo da mineração,com capacidade de investigação de al-gumas centenas de metros(eletromagnético translente) .
os equipamentos eletromagnétÍcos para medidas de
condutividade foram desenvolvidos nos últfmos 10 anos paraserem utilizados na solução de problemas maÍs superficiaiscomo a poluição de åguas subterrâneas.
A base teórica é a mesma para os dois casos, independentemente da profundidade de investlgaçâo, a díferença está na
escoLha do objetivo e na precisão da medida. A investlgaçãode manchas de poluição envolve profundldades menores, mas
frequentemente requer uma resoJ-ução muito maior, visto que oscorpos anômalos são em geral de reduzidas dimensões, sê
comparados com corpos de depósftos minerals.
A díferença fundamental entre o método eletromagnéticoe a e letrorres ist ividad.e convencÍonal- está no fato daqueleutilizar um campo eletromagnético alternado para induzircorrente elétríca no sol-o.
Uma corrente elétrica alternada circulando por uma
bobÍna transmissoJ:a (Tx) cria ao seu redor um campo eletromagnético indutívo alternado, que induz correntes el-étricas se
cundárias no solo, sob o aparelho. Estas correntes secundárias por sua vez, criam um campo eletromagnético alternadoque é propoì:cional à correnÈe induzida. Uma parte desse campo
secundário induz correntes em uma bobina receptora (Rx) , que
é lígada à transmissora por um cabo de referência, que produzuma saÍda que é proporcional à condutividade do solo.
24
É uma medida de condutivfdade globa1 , sendo uma resposta cumulativa do efeito de cada parcela do solo partindo dasuperfícÍe até a profundidade de alcance dos equlpamento.
À profundidade de investigação é função da posição e
espaçamento entre as bobinas. Com o eixo das bobinas na
horlzontal , a condutividade medida corresponde a uma profundidade de 0,75 vezes a dlstância entre elas, è 1,5 vezes nocaso do eÍxo vertical . Os valores medidos representam osefeitos combinados das dÍferentes camadas, suas espessuras e
condutividade, desde a superffcíe até a profundidade dealcance do aparelho. Os resul-tados são bastante influenciadospor fatores superficiais, o que deve ser considerado guandoda interpretação.
Em geral , os equipamentos são calibrados para ler a
condutivídade em unÍdades de miLlmlro/m. (1 milimho/m = I nili-Siemen/m; ohm,¡n = 1000/mI1í¡nho,/m) .
A exemplo do método da eletrorreststividade, o ¡nétodoeletromagnético indutlvo permite a execução de sondagens,camfnhamento e perftlagemeletromagnétlcas, procedimentosbastante semelhantes em ambos os casos.
2.2,7 - SONDAGEM ELETROMAGNÉTICA
Un sondagem eletromagnética conslste numa sucessão demedidas de condutj.vldade eLétrlca a profundidades progressivamente maÍores, sob um nesmo ponto da superfÍcie do terreno.
Isto ê consegufdo aumentando-se o espaçamento entre asbobinas e alternando a posição de seu eixo, mantendo-se fixoo centro do arranjo.
2,2,2 - cAMTNHAMENTo ELETRoMAGNÉTlco
Ao ser escolhida uma profundidade de investigação, asvariações Laterais na condutividade elétrica podem serdeterminadas através do caminhamento eletromagnético ,
,q
O levantamento é feito ao longo de um perfil prê-determinado do terreno, geralmente dlsposto perpendicularmente à
direção destas varlações, com os pontos de medida distanciados de acordo com a grandeza esperad.a para as anomalias. O
registro contínuo das lelturas pode ser feito, dependendo doequipamento utilizado.
2,2,3 - PERFTLAGEM ELETRoMAGNÉTIcA
A exemplo da perfllagen eÌétrica, este procedimento requer a perfuração de um poço para introdução do sensor, ouentão aprovetta perfurações já exístentes. O parâmetro medidorefere-se às vizinhanças imedíatas do furo, e a leitura podeser contÍnua ou pontual.
2,3 - eoulpRt'tEt'lros utrt-tznoos
Para a aplicação das duas metodologias geofisicas jámencÍonadas, foramutilizadosequipamentos dimenslonadospara fnvestigar com segurança e nfveis de preclsão satisfatórios as profundldades desejadas.
2,3,I - ELETRoRRESTSTTvTDADE
Nas medidas de resistivldade foi utilizado um resistivÍmetro fabricado peJ.a TECTROL - Indústria Brasileira, constitufdo de um mlLivoltÍ¡netro de alta impedâncla de entrada I e
um conversor DC/DC, modelo TDC 1000/12, alirnentado por uma
bateria de 12 V, com tensão máxi¡na de saÍda de 1000 V, potêncÍa de lOOO Watts, e seus acessórios,
Com este equipamento consegue-se investigar com totalsegurança, em condições normais, profundídades de até 500 me
tros, sob um ponto da superfÍcie.
26.
2,3,2 - ELETRoMAGNÉTIco INDUTIVo
Os equipamentos el_etromagnétlcos que foran utÍl_izadossão de procedêncÍa canadense, fabricados pela GEONICS IIMITED|modelos El.1-31 e EM-34.
O EM-31 pode ser operado por uma única pessoa, e possuium espaçamento fixo entre as bobinas de 3,66 metros.
O EM-34 já requer duas pessoas para sua operação, e vemacompanhado de três cabos de referência que possibilitam suautilização com as bobinas espaçadas de 10, 20 e 40 metros.Deste modo, dependendo da posição das bobinas, o intervalo deinvestÍgação situa-se a profundidade entre 2,5 e 60,0 metros,aproximadamente .
O EM-31 opera na frequência de 9,8 KHz e é al-imentadopor um conjunto de I pilhas al_calinas cornuns, de 1,5 v, tananho médio. O EM*34 opera nas frequências de 5,4; 1,6 e 0,4KHz, para os cabos de referência de 10,20 e 40 metros respectivamente. O transmlssor é alimentado por 8 pÍlhas aLcalinascomuns de 1,5 V, tananho grande, e o receptor I do mesmo tipo,tamanho médio.
27.
3 - ANTECEDENTES E EXEMPLOS BRASILEIROS
Alguns casos de mapeamento da influência de aterrossanitários e de áreas de infiltração de vj.nhaça na poluiçãoou contaminação de águas subterrâneas com auxí1io de técnicasgeofísicas já foram estudados, atém de outras áreas atualmente em processo de detalhamento, guê contam com a participaçãodo autor.
3,I - ATERRoS SANITARIoS
O aterro sanitário é definido como "um método paraa disposição do rixo no solo sem detrimento do melo ambiente,sem causar moléstias e sem causar perigos para a saúde e
segurança púbrica, utirizando prÍncÍpios de Engenharia paraconfinar o lixo em uma área menor possível, procurando reduzLr seu volume de forma prática, e cobrindo o lixo assim depositado com uma capa de terra, diariamente no finaL do trabaIho, o mais frequentemente possíveI". (ASCE - AmericanSociety of Civil Engj.neers).
No entanto os primeiros estudos brasileiros sobre poluição de águas subterrâneas foram realizados nestes tipos deaterros, onde se verificou güê r apesar da capa de terra seruma barreira consíderada impermeáver, há percolação por elae poruição do freático pelo ríquldo resultante da infirtraçãoda água e dos resíduos em decomposição do aterro: o chorume.
Isto posto, pode-se afirmar gu€, apesar da denominaçãoAterro Sanitário em determinados locais de disposição deresÍduos, não ocorrem as condições acima definidas. por vezesa disposição do lixo e sua cobertura tem sido realizada demodo caótico desobedecendo qualquer critério técnico, arém dofato de muitos cle1es estarem situados em regiões que apresentam alta vulnerabilidade do aquífero.
2B
Por isso, nestes aterros notam-se características típicas de locais de disposição a ceú aberto como a ocorrenclade odores desagradáveis, presença de vetores nocivos (moscas,
baratas) , de roedores e aves transmissoras de moléstias. A
presença do chorume surgindo em alguns locais baixos do terreno, foi detectada em alguns casos.
Ainda hojeta seus dejetosto, por ser estade seus resÍduos
, a.maior parte das cidades brasileiras deposiem locais afastados, geralmente a ceú abera forma mais fácil e econômica de se livrar
subterrânea
Geralmente, os locais escolhidos para a deposição doslixos municipais geralmente são zonas de bai-xadas, brejosmanguesais, grotas, lagoas ou escavações, em que o lixoutilizado para "recuperação" destas áreas, ocasionando, a
sim, poluição do lençol freático (Loureiro, 1976l'.
Segundo Pacheco & Coelho (1981), a poluição das águassubterrâneas proveniente de "1ixões" e aterros mal construídos, pode ocorrer através dos seguintes mecanismos:
,
é
s
contato direto, horizontal, da águaatravessando os resÍduos sólidos depositados;
- movimento vertical da água de percolação provenienteda precipitação - chuvas ou irrigação, ou dos própriosresíduos sólidos, atingindo o lençoI freático; e
transferência de gases produzidos na decomposição dosresiduos sóIidos, através de difusão e convecção.
A água subterrânea, sendo atingida pelo chorume, adquirirá maior mineralização e temperatura, acompanhada de coramarel-a escura ou esverdeada cheiro desagradáveI, elevadoconteúdo do íon amônio, elevado DBO (demanda biológica deoxigênio) e DQO (demanda quÍmica de oxigênio), possÍvel redução de sulfatos, ausência de nitratos, presença de Fe++ e
elevado conteúdo de Cor.
29.
Em estudos hidrogeológicos para o mapeamento da manchapoluente, util-izam-se como traçadores o ânion Cl-, a temperatura e o cátion K+ , que apresentam valores anômalos com
reLação aos da água subterrânea regional, além dos métodosgeoff slcos citados anteriormente.
3,I,I - ATERRO SANITÁRIO DE TAUBATÉ
A cÍdade de Taubaté está situada no Vale do ParaÍba a
aproximadamente 140 Km de São Paulo, atendida pela BR-1 16,Rodovia Presidente Dutra, bem no centro da Bacia Sedimentarque leva seu nome.
O sÍtio urbano desenvolve-se por sobre as duas formações da bacia: Formação Caçapava, superíor, e Formação Tremem
bé , inferior.
A Formação Caçapava constitui-se por camadas alternadase lenticulares de argilas, areias e conglomerados, Seus sedimentos apresentam quartzo com baixo grau de arred.ondamento ,
feldspatos, epidoto e biotita, atestando sua imaturidade. A
presença de estruturas hídrodínâmicas indica um ambientefl,uvial cle sedimentação (Almeida et al. 1981).
Podendo apresentar espessura superior a 200 metros,esta formação transgride sobre a Formação Tremembé, depositando-se diretamente sobre o embasamento cristal-ino (Petri &
FúIfaro, 1983) .
Na Formação Tremembé, de orlgem lacustre, predominamfolhel-hos e argilitos com intercal-ações de arenitos, siltitose brechas intraformac ionai s (Almeida et al, 1981).
As duas formaçöes, de idade cenozóica, chegam a atingirespessuras de até 520 metros, no centro da bacia, segundodados de poços perfurados para abastecimento de água.
30.
A área do aterro sanitário está assentada sobre sedimentos da Formação Caçapava, aproxlmadamente 3 Km a leste do
trevo da rodovia que dá acesso à cfdade (Figura 2) , na cabecefra de um vale onde tem origem uma drenagem que, atravésdo Rio Una, vaÍ desaguar no Rio ParaÍba do SuI.
F¡cunn 2 - pt-Æ'rTA E,t-oçAçAo DA ÁREA pg^-.EsruDo (¡renno sAl'ltrARloE TAI.JBATE) (GUIGI.JER JR,, IYð//.
Àl-guns cortes de estrada próxlmos da área mostram uma
alternância de camadas arenosas e argilosas de coJ-oraçãovariada, com espessuras da ordem de alguns centÍmetros, Na
área do aterro algunas perfurações rasas confirnam estas ocorrênc fas .
O aterro sanitário de Taubaté começou a ser operado em
1979, e até 1981 recebeu resfduos de lndústrias químfcas e
metalúrgicas da região, a uma taxa de 700 m¡/ano. AtuaLmente
31
só recebe lixo doméstico e de escritórios do muntcÍpio, auma taxa de 40 000 mr /ano (Guiguer Jr., 19871.
À área a jusante do aterro foi objeto de estudo queresultou na Dissertação de Mestrado apresentada à EscolaPol-itécnica da USP, em 1987, do pesquisador do CEPAS NtlsonGuiger Jr., referida na bibtÍografia. para a execução dotrabalho, que enfocou uma abordagem matemático - experimentaLsobre a poluição das águas subterrâneas por aterros sanitários, foram Ínstalados 40 poços de observação de até 5 metrosde profundidade e 7 piezômetros mul-tinÍveis com até 30 metrosde profundidade para a rnediçâo de níveis do Lençol freático,realização de testes de condutívidade hidráu1ica de cargavariável e visando permitir a coLeta de amostras para execução de anáIfses guÍmicas.
Para um perfeito posicionamento dos poços e pÍezômetrosfoi executado na área um levantamento geoffsico que constou,numa primeira etapa, de medidas de resfstivÍdade do so 1oatravés dos procedìmentos de sondagem e caminhamento elétricos (Flgura 3) .
As sondagens obedeceram ao arranjo Schlumberger, com oseletrodos de corrente distanciados de até 200 metros.
O caminhamento elétrico foi feito com três diferentesarranjos de eletrodos ¡ AB = 15, 25 e 30 metros, mântendo-seMN = 5 metros, para investigar profundidades aproximadas entre 5 e8, I e 12 e 12 e 17 rnetros, respectivamente . A distância entre os pontos de investigação foí de 5 metros.
A disposição das sondagens e dos perfis de caminhamentoelétrlco obedeceu a um crÍtério 1ógico que levou em conta afrente de disposição do lixo e o sent.ido do f J.uxo de águasubterrãnea em função da confÍguração t,opográf ica do locaL.
Foram executadas um total de 9 sondagens e 435 metrosde caminhamento elétrico. Nas figuras 4 e 5 estão apresentadas as curvas de resistividade aparente correspondentes às
h'n':;::,::"ó¿i",,Íj f'-. ce,co ilj,;l uoro,
.,f/ ltfu"l" lopogrcíltcos i i i a',4o
O2575m:_--_ESCALA
FtcuRn J - pL4t-lTA DE tocAÇÃo DAS Sq\DAGENS E CAi'IIJNHAJ"IENTOSELFrRrcos (nrEnno sAt'üTABIo rE rAtßATÉ) (No¡1il-CADO DE GUIGUER JR,, 198/),
-l 2
Fleuna 4SffiyîÌrffi i¡r+i¿;X+pff AeARENTE (nrenno
sondagens elétricas, e nas figuras 6, 7 e 8 os perfis deresÍstividade aparente correspondentes ao caminhamento elétrico, O Quadro I sintetiza os dados da interpretação das sondagens .
Una simples observação na morfologia das curvas dassondagens SE-7 e SE-9, ou então uma análise dos dados de interpretação das mesmâs e da SE-8, mostram gue os locais investigados não foram atlngidos pelo líquido percolado do aterro,de alta condutividade elétrica, que exerce uma inffuênc ianegativa nos valores de resistividade dos sedimentos.
34
Os dados de interpretação das outras sondagens indj-camvaÌores de resj-stividade bem mais baixos, em torno de 10
ohm.m, sugerindo a influência do chorume nas camadas sedimentares.
Ftcunn 5 - cuRVAS DE RESISTIVIDADE APARENTE (nrERRo
SANITÁRIO DE TAUBATÉ) '
Na interpretação destas sondagens, por mais que se tentasse individualizar as camadas eIétricas nas curvas de resÍstividade aparente, sua correlação com a Iitofogia ficou prejudicada pelas pequenas espessuras e o caráter l"enticular dascamadas sedimenÈares.
O PerfiI f do caminhamento el-étrico mostra valores elevados de resistividade aparente nas duas extremidades, que
correspondem às cotas mais elevadas, o que Ieva a deduzir quenestes locaÍs não há influência do liquido percolado do aterro.
35.
3,56,0
27 ,O50,0
' 50,0
t,52,58,0
10,519,0
> 19,0
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12,Oiod.
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28,0> 28,0
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Oua¡no I - DAÐos DA rNTERpRErAdo nns soNDAGENSELETRTçêS (AreRno sAr{rrÁRro DETAUBATE).
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3,52,5
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D I$ïÉdlt IA(r)
E À8=l5rrr + AB:Z5nr + ABdtln
FreuRn 8 - pEnrts DE RESISïtvtDADE ApARENTE.
39.
Nota-se ainda, uma anomalia posítíva nos valores deresistividade aparente, principal-mente para o arranjo deeletrodos que investiga a profundidade menor - AB = 15 me
tros -, entre os pontos 60 e 80 do perfil. Esta anomalia el-étrica poderia ser atribuÍda apenas a variações granulométricas nos sedimentos, na profundidade investigada, porém, como
será observado mais adiante, na Figura 11, ela se deveintegralmente a uma menor condutividade da água que percolaos sedimentos no local.
Para os arranjos com AB = 25 e 35 metros, que investigam as profundÍdades maiores, notou-se que a partir deaproxÍnadamente 60 metros da frente do depósito de lixo osvalores de resÍstividade voltam a diminuir. Este compo,lrtamen
to indicou a necessidade d.e se fazer uma perfuração à jusantepara avaliar se a causa era devida a uma variação faciológicanos sedj.mentos, ou a um aprofundamento da mancha poluente,
Com base nas reconendações feitas a partir do levantamento geofÍsico, os poços de observação e piezômetros multinÍveis foram dispostos como mostra a Figura 9.
Os trabalhos de monitoramento da qualidade das águassubterrâneas a jusante do aterro sanitário de Taubaté foramdesenvolvidos de 1984 a 1986, e para atestar o sucesso e aconfiabilidade dos dados geofÍsicos l-evantados preliminarmente, foram recolhidas algumas conclusões da Dissertação deMestrado que deles resultou:
- a Figura 10 mostra o mapa de i socondutividade elétrica da água dos poços de observação, medida em fevereiro/86¡ a
mancha poluente tem influência na qualidade da água subterrânea, na parte superior do lençol, até aproximadamente 2OO
metros a jusante da frente de dÍsposição do lixo;
- em amostragem da mesma época, o piezômetro muttinÍvel¡,lN-VII, com pontos de coleta a 8, 19 e 23 metros de profundÍdade, apresentou os seguintes valores de condutividade: 45,
+lO Poços d0 observocõo +MN-I pte¿ôrnotros muttlnÍv€ls ,,dol Nlvots topogrdflco3 , | . e,r¡"
-,,,^ F¡onle ¡Jo <íreo de'////'1 depo!,çõo ¿u ¡¡.0 [-^-' Cerco ,1¡ ,ì uoto. ou--_-l_.=,=.rr__1,s .
Fleunn 9 - pLANTA DE LocsA^, r rÁR iõ Ë "îÎffi^#t
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Fleunn 10 - ¡4ApA E ISOcû{DUTIVIDAIE DA AGUA EM
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"' ¡rrauenrÉ),
135 e 37 mho/cm, re spec tivamente ,. este fato mostra que juntamente com a dissipação ocorre também um aprofundamento d.a ma!cha poluente no local estudado, à medida que se afasta da frente do depósito de lixo;
- os poços de observação de números 1 a 10 foram perfurgdos praticamente ao longo do perfiÌ I do caminhamento elétrico. A Figura 11 mostra uma ótima correlação entre a conduÈividade elétrÍca da água dos poços, e da condutividade catcuÌadaa partir dos dados de resistividade aparente do perfil de caminhamento elétricot a condutividade da água dos poços está expressa em ¡mho/cm, e a dos sedimentos em nunho/cm.
- os perfÍs fT e fII do camÍnhamento mostram um comportamento dos val_ores de resistividade que sugerem uma ínfluênciacada vez menor do líquÍdo percolado do aterro, å medida que seafasta da frente de disposÍção do lixo.
3,L2 - ATERRo sANrrÁRro DE sÂo JosÉ Dos cAMpos
À cidade de São José dos Campos está situada no VaIe doParaiba aproximadamente a 100 Km de São pauLo pela BR_116,Rodovia Presidente Dutra, na extremidade sw da Bacia sedimentar de Taubaté, onde predominam os sedimentos da Formação Caçapava, com as caracterÍstlcas descritas anteriormente.
À espessura do pacote sedimentar na região é bastante variável, havendo registro de poços que atingiram as rochas doembasamento entre 80 e 130 metros aproximadamente .
À área estudada dista aproximadamente g Km do centro dacidade, com acesso pela Rodovia dos Tamoios, que liga São Josédos Campos a Caraguatatuba (Figura 121 .
O aterro sanitário de São José dos Campos recebe, há maisde dez anos, dejetos industriais e domésticos numa área deaproximadamente 5 ha l_ocalizada na vertente de um morro, próximo a uma drenagem que, através do Rlbeirão Vidoca, vai desaguar no Rio ParaÍba do Sul.
A exemplo do ocorrido em Taubaté, pretendia_se fazer umestudo detalhado sobre a influência do aterro na qual-idadedas águas subterrãneas a jusante, por meio da instalação depoços de observação e piezômeÈros multinÍveis.
.-\
Rodovio s
Eslrodos s€cundórios
Dronogons
4/2 4 /,
L EGE NOA
Curvo s de nívø l
a Atorro 6on¡tório
@ Äruo do €srudo
Fig u ro lZesc0l0
Plonto de locoçõo dode Sõo José dos Compos)
km
óreo de estudo (Alerro sonil<írio(modificodo de tBGE, t9ZJl.
Para tanto, foram perfurados 21 poços de observação comprofundidades em torno de 5 metros, nos locais assina.ladosna Figura 13. As primeiras análises já evidenciaram que oIíquido percoJ-ado do aterro não al-terava a qualidade da águana maioria dos poços, principalmente os local_izados ao sulda área, indicando uma disposição errada dos mesmos em relaçâoà direção do fluxo da solução poluente.
Posterj-ormente às duas primeiras medidas, verificou_seque os poços haviam secado, ou apresentavam lãminasd'água tão delgadas que impossibilitavam amostragem adequada.fsto ocorreu em funçâo dos mesmos terem sido perfurados numperÍodo de j ane iro-feverei ro de 1984, ocasião em que o nívelestava alto, devido ao efevado índice pluviométrico da estaçâo.
A pesquisa foi suspensa, intexrompendo-se a execução deum levantamento planialtímétrico da área, decicÍndo_se, entâo,pela execução de uma campanha geofÍsica para mapear a áreasob influáncia do lÍquido poluente, oriundo do aterro. Utilizou-se os métodos da eletrorresistÍvidade e eletromagnéticoindutivo.
Numa prÍmeira etapa foram executadas 3 sondagens elétricas e 250 metros de caminhamento elétrico divididos em doisperfis. Os pontos investigados estão assÍnalados no croqui daFigura 13, As curvas de resistividade aparente estão apresentadas na Figura 14, os dados da interpretação no euadro fI, e osperfis de resistividade aparente nas Figuras .l 5 e 16.
As sondagens elétricas foram executadas com a linha deemissâo de corrente distanciada de até 200 metros, segund.o oarranjo Schlumberger. Como no caso de Taubaté, a alternânciade camadas arenosâs e argilosas de pequena espessura dificultou a individualização das mesmas nas curvas de resistividadeaparente, fazendo com gue seu comportamento seja de uma camadaeIétrica única, com resistividade equival-ente à médiavalores reais das mesmas.
dos
46.
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o
\N 020
LEGENDA
\ Estro¿o
---¡-- Riocho
O Logoo
:+:: Brojo
C€rco
---ESCALA
Sondog6m elélricoCominholnento elétrico
Piezõmeiros
IOO m
Figuro l3 - Croqui com o locolizocõo dos sóncjogens, caminhomentoelél.ríco e piezömetros (Aterro Sonitcjrió de Sõo José dos Com_pos).
Fleunn 14 - cuRVAS, E RESrsrlvrDADq AeARENTE (6rrnnoSANITARIO TE SAO JOSE DOS CMPOS),
I Esptssunn| (¡r)Pnor¡ru9 r onoe Resr-stlvtonne
(on¡r , ¡r )
Ounono II - gnnos DA TNTEReFETAÇÃo- DAS. so{DAcENS ELETRTcAS(ATERRO SAI.IITARIO IE SAO JOSE DOS CA¡1POS),
'lLNlUVdV Idor^risrsSu x ttjuld _ 5I VUngrJ
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F'IRIIL II
DISIRMIA /,rtij
UAB=fiir
Freunn 16 - pERFTL rE REStsrrvrDADE ApARENTE,
No entanto, as resistividade medidas não pÕdem ser consideradas tão baixas a ponto de indicar com segurança a presença da mancha de poluiçâo no local das sondagens. Apenas asegunda camada da SE*1, com I ohm,rj de resistividade, permitesugerir esta situação. Coincidentemente, nota-se que esta so!dagern é a que está mais próxima da frente de disposição doÌ ixo .
O caminhamento eIétrico foi executado com o arranjo deel"etrodos ÀB= 30m e MN=5m e pontos de medida a cada 5m. Aintenção era de se investigar profundidades entre 10 e .l 5 me
tros aproxÍmadamente .
O Perfil f indica uma anomalia condutora no terço central do caminhamento, que pode ser associad.a à direção dofluxo do l iguido percolado do aterro. Os valores de resistividade mais altos nas extremidades do perfil mostramlocais onde o chorume não afetou a resistividade dos materiaisinvestigados.
Os valores de resístividade aparente do perfil II mostram uma tendência do aumento da condutividade da extremidadeinicial para o final do perfil, justamente no sentido contrário ao dos poços de observação.
Constatado o mau posicionamento destes poçoscom relação ao fluxo do Iíquido poluente oriundo do aterro,optou-se pelo mapeamento de sua inf l_uência numa área deaproxímadamente 5,5 ha, indicada na Figura 17, com a utilização do método eletromagnético indutivo.
O J"evantamento foi feito com o equipamento El"1-31 , com oeixo das bobinas na posição vertical, As medÍdas foram feitasao longo de 6 perfis com dÍreçâo aproximada N-S, distanciadosde 50 metros, com pontos de investÍgaçâo a cada 5 metros.
Na Figura 17 , os resultados são expressos em curvas deisovalores de dB de condutividade, sendo o dB = 20.Iog valormedido/valor do "background".
wD
-\
\G\s._
Freunn V - LEVAI{TAI€NTo ELETRcf.tAqlETrco
LEGENDA
Esirodo
Rìocho
Logoo
Limite do ologodiço
Curvos de isovaloresCerco
INTERVALO DAS CURVAS EIV] dBOdB= lO mmhos.m5 dB: 17.8 mmhos.m
l0 dB= 31.2 mmhos- ml5 dB= 56.2 mmhos. m2C dB= lO O mmhos. râ
O 20 lOOm
ESCALA (n)
(ATERRO SAI{ITARIO DE SAO JOS: LìOS CAI'IPOS),
A morfologia das curvas na planta ou a anomalia condutora vista em perspectiva indica uma dÍreção aproximada N-NW
para o fluxo do líquido percolado a partir da frente de disposição do lixo, diferente daquela suposta quando da perfuraçãodos poços de observação já existentes.
A pesquisa no local não foi ainda retomada, motivo peloqual não se dispõe de dados de anáIises quÍmicas para correlação. No entanto, os resultados da campanha geofÍsica se adequaram perfeitamente ao mapeamento da influência do aterro sanitário na qualidade das águas subterråneas no local, e certamente servirão de base para os Èrabalhos fututos,
3,I.3 - ATERRo sANITÁRIo DE NoVo HoRIzoNTE
A cidade de Novo Horizonte está situada na região domédio tletê, junto ao Ribeirão Três pontes, no centro - oestedo Estado de São Paulo. O acesso, a partir da capital, é feitopelas rodovias Anhanguera e Washington Luiz, até as proximidades de Araraquara, e a partl-r daÍ pela rod.ovia Sp-304.
Em toda regiâo predominam os sedimentos do Grupo Bauru Ipertencentes à Bacia do paraná, que recobrem cerca de 40t dasuperfÍcie do Estado e são constituÍdos predominantemente dearenítos, arenitos argilosos, por vezes carbonatados, além desiltitos , de idade cretácea.
Desde as primeiras descrições, datadas do inÍcio doséculo, têm surgido várias propostas com o intuito de interpretar a j-nter-relação de suas diversas unidades sedimentares. AsúltÍmas propostas, Soares et al-., (1980) e Al-meida et aL(1980), sugerem que a designação Grupo Bauru abranjaFormações Caiuá, Santo Anastácio, Adamantina e l4arilia
A espessura destes sedÍmentos varia desde a inexistência, nos vales dos rios de maíor expressão, onde afloram osbasaltos da Fornação Serra Geral , até o máxÍmo de 250 metrosnos espigões e depressões estruturais daguela rocha básica.
AS
Es trat igra f icamente a Formação Adamantina, que é a que
apresenta maior distribuição superficiaì-, recobre as Formações
Santo Anastácio e Caiuá, sendo recoberta pela Formação MaríIia. Stein et al. (1979) e Soares et al . (1980), entre outros,descrevem que seu contato é transÍcional com a Formação SantoAnastácio, e é constituÍda principalmente por arenitos de
granulação fina a muito fina, cor rósea e castanha, alternadoscom siltitos de cor castanha avermelhadar. Apresenta sua maiorespessura, 190 metros, entre os rÍos Santo Anastácio e
Paranapanema, Uma série de caracterÍsticas, entre elas a
presença de grande variedade de estruturas sedimentares, indica uma deposição em sistema flúvio-lacustre.
Em Novo Horj.zonte e região, incluindo a área do aterrosanitário, predominam os sedimentos da Formação AdamantÍna,com as características acima descritas.
Os dados dos 7 poços tubulares assinalados na Figura 18
Índicam uma espessura variando entre 30 e 80 metros, aproximadamente, de SE para Nw. O poço mais próximo ao aterro é do
DAEE, e foi perfurado para abastecer a cidade ' Seu perfil- IitoIógico apresenta 60 metros de arenitos da Formação Adamantina,
assentados diretamente sobre o basalto da Formação Serra GeraI,gue no local apresenta uma espessura de 360 metros.
o aterro sanitário começou a oPerar em 1978 recebendouma taxa diária de 10 toneladas de lixo, predominantemente do
méstico. Por volta de 1981 , o proprietário da Chácara da Estiva, situada a jusante do aterro, FÍgura 19, constatou alteração no odor e sabor da água do poço que abastecia sua residência, que apresenta o nÍvel d'água a uma profundidade rnédia de
6 metros.
Em meados de 1984, com a deteri.oração completa da qualidade da água do poço, fol providenciado o abastecimento da
propriedade com água da SABESP.
No início do ano seguinte, a CETESB instalou 5 piezôme
tros com profundidades de até 7 metros, aproximadamente , lo
49ì5 682
\ Rodov¡os
\. E51r odo s socundórios
\ Dronogons
LEGENOA,
Èo.Curvos de nlvel
I Atêrro sonitdrio
W ^tBo
de estudo
I 2 5 xm
O PoçosTubulores
FIcunn 18 - PLANTA DE LocAcÃo DA ÁREA DE ESTUm(nrenno sANrrÁRIo DE Novo HoRrzoN-TE) (rcDIFIcAm DE IBGE, ]gZJ)
No
Nluøoß.!3['Ífß'1
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elétricos -cETESB, 1987).
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L EGEN D
Curvo do. ¡ívelPiouömelroSondogem olélricoCdminhomonlo êlólrico
- Plonto de lococõoAterro Sonilório r
56
interiot' da área do aterro, Iocais esses assinalados na Figura19. Teve inÍcio, na ocasÍão, o monitoramento da gualidade daágua subterrânea loca1, embora de maneÍra precária.
Com o agravamento do probJ-ema, constatado a partir doaumento do mau cheiro exal-ado pela água do poço da referidapropriedade, a CETESB solicitou ao CEPAS - Centro de pesquísade A,guas Subterrâneas do IG-SP, a execução d.e uma campanha geofísica para mâpear a influência do aterro no sub-solo, e
orientar a abertura de poços de observação e amostragem. Os
trabalhos foram feitos no f inal- de 1985 e inÍcio de 1986.
Numa primeira etapa foram feitas 13 sondagens elétricase posteriormente 570 metros de caminhamento elétrico com 3
dj-ferentes arranjos de eletrodos e pontos de investigação acada 10 metros. As sondagens obedeceram ao arranloSchlumberger, com a l-inha de emissão de corrente distanciadade até 200 metros. No camlnhamento el-étrico utilizou-se arranjos de eletrodos com ÀB = 15,25 e 35 metros, para investigarprofundÍdades compreendidas entre 5 e 17 metros aproximadamente.
Os pontos lnvestigados estão assinalados na planta daFÍgura 19, as curvas de resistividade aparente nas Figuras 20,21 e 22, os dados da Ínterpretação das sondagens no euadrofII, e os perfís de resistivÍdade aparente nas Figuras 23 e 24.
Na interpretação das sondagens, alguns dados nâoficaram bem definidos. A profundidade do lençol freático ébastante var.iável no locaÌ, devido a existência de váriosnívefs argilosos impermeáveis nos sedimentos. Apenas nassondagens de nçs 6, 7 , 9, 10, 12 e 13 a profundidade do basalto ficou definida * em torno de 60 metros.
Apesar da correlação entre as camadas elétricas de cadasondagem não ser muito cl-ara, pode-se, com algumas ressalvas,tirar algumas conclusões, À camada elétrica inferior, e maisespessa, do arenito saturadô, apresenta uma resistividadeinferior a 50 ohm.m, Entre as camadas superiores, de
resistividade mais elevada, destacam-se as segundas
das sondagens de n9s 2 , 3, 7 e 8, e as terceiras das
4 e 5 , com resistividade bem inferior às demais, que
estar influenciadas pelo Iíquj-do percolado do aterro,condutividade.
camadas
sond age n s
parecemde a l-ta
Flcunn 20 - cuRVAs, E RESrsrrvrDArE AeATNTE (nrEnnoSAI.IITARIO DE NOVO HORIZû.ITE).
Esta tendência define uma direção de fluxo da mancha depoluição que é bem mais nÍtida no caminhamento efétrico ¡ entreos pontos 50 e 230 do Perfil I, e entre os pontos 100 e 230do Perfil II, aproximadamente, onde se observa claramente uma
anomalÍa negativa nos valores de resistividade aparente medidos,
Estas concfusões permitiram deflnir os limites da manchade poluição assinalados na planta da Figura 25, com o sentido
Freuna 21 - cuRVAE DE RESISTIVIDÆE APAFNTÊ (nrrRnoSANITARIO TE NOVO HORIZOITE) '
do fluxo nitidamente para SE, a partir da frente de disposiçãodo líxo. Estes limites são coerentes com a localização do poço
cuja água se encontra contaminada, e a nascente, cuja água não
apresentou sÍnais de poluição em anál-ises químícas realizadasà época.
O contorno da mancha na frente sudeste não ficou bem
definido, pois na área indicada como horta e pomar haviam diversas construções e cercas de arame que impediram a execuçãode medidas no local A construção de poços de amostragem deve
rá defÍnir estes limÍtes e, através do nonitoramento da qualidade das águas subterrâneas no local , permitir mapear o avanço
da mancha de poluição com o transcorrer do tempo, a fim de
sugerir medidas de controLe.
Freunn 22 - cuRVAq E RESISTIvIDÆE APAFNTE (nreRno
SAI'IITARIO E N0V0 HORIZ0{TE, '
60.Þrofundldadc Res istlvldade observações
0,59.0
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Qun¡no I I I DAÐOS DA ITTERPRETAdO D-AS SO\DAGENSEI.ETRICAS (ATERRO SAIITÁRIO ENOVO HORIZO¡ITE).
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Frcunn 24 - pERFIS IE RESISTIVIDÆE ApARENTE,
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o- Piozômetro [,t,rltinlvcl + poco Conlom¡nodo($,
"on.no do potuicôo E coso
Figuro 25 - Plonto com o conrorno do óreo poruÍdo e rocorizocõo dos piezômerros epiezômetros muriníveis - Aterro sonirório de ñoìo uorizonie r.o¿¡r¡"oiodr CETESB, tggzl
64.
Provídências neste sentÍdo estão sendo tomadas conjuntamente pelo Centro de Pesquisas de Águas Subterrâneas do IG-USPe CETESB, tendo sido instalados recentemente na área os quatropiezômetros multiníveis asslnalados na planta da Figura 25,seguindo orientação dos estudos geofÍsicos. e área está sendoobjeto de estudo da pós-graduanda María Tereza Castelo BrancoFerreira Cleary, ligada ao CEPAS, que deverá resuftar erìDissertação de Mestrado a ser apresent.ada. ao Instituto de ceociêncías da Uníversidade de São Paulo.
3,2 - AREAS pE TNFTLTRACAo pE VTNHACA
O processamento industrial da transformação da cana-de-açúcar em áIcool e açúcar utiliza grande voLume d'água e,diversos efluentes sólidos e lÍquidos com características diferentes são, contínua ou intermitentemente produzidos. pod.e-se
classíficá-Ios da seguinte forma (Hespanhol, 1978):
- água de J.avagem de cana;- bagaço;
- torta t
- água condensada dos evaporadores;- água cond.ensada das colunas barométrícàs; e
- vinha ça ,
A vinhaça, embora seja produzida em voLu¡ne muito pequgno guando comparado com outros resíduos oriundos das usinas deaçúcar e álcool , é o que tem causado maíores controversias, devido aos efeitos negativos que provoca nos cursos de águaquando disposto sem traÈamento conveniente.
ConsÍderando os danosos efeÍtos da vinhaça, seja pelapoluição dos rios ou alterações do equilíbrio ecológico, oMinistério de Estado do Interior baixou a portaria cN/n9 323de 29/11/1978 proibindo o seu lançamento direto ou indiretamente nos cursos d'águas pelas destilarias de álcooI.
65
Desde então acelerou-se estudos para o uso racional e
alternativo da mesna tais como: produção de biogás, produçãode proteína unicelul.ar, reciclagem industrial , fertilÍzantes,etc,.
Os estudos do prof. Jayme Rocha de Almeida, do InstitutoZi¡notécnico de PÍracicaba (Sp) demonstraram as característicasfertÍIizantes da vinhaça, mais evidentes e viáveis que outrosmétodos. Portanto, esÈa prática denominada fertirrigação temse manifestado como seu uso mais acelto.
À experiência tem demonstrado a necessidade de,qualquer sistema Íntegrado de seu aproveitamenÈo, dÍpor
em
de
área de segurança, não muito distante da destÍLaria, que pode
rá ser utilizada, nos casos em que, por al-gum acontecímento extraordinário e imprevlsível, seja necessário se desfazer rapidamente da vínhaça. Isto pode acontecer en dias de chuvaprolongada, quebra de caminhões, ou qualquer outro evento queimpeça sua apl-icação raclonat. As åreas de segurança são tam
bém conhecidas como "áreas pulmão" ou "áreas de sacrifÍcio",sendo caracterfzadas por receber doses maciças do produto.
As áreas de sacrifÍcÍo e/ou fertirrigaçâo constituem-senum método muito difundido, em vísta de ser muito mais econômico comparativamente aos métodos convencionais e que se traduzmelhor, por uma transferência do tipo de poluição, ao invésde se promover a poluição dos recursos hídricos superficiaÍs,substÍtuem-se estes, pelo solo e água subterrânea que passam a
ser, então, os corpos receptores (Ãmaral e Si1va, 19821 ,
Os trabalhos referentes aos efeitos da aplicação da
vinhaça na fertflidade dos solos foram largamente desenvolvidos pe.los pesquisadores da área de agronomia, No que se refereà polu1ção das águas subterrâneas, somente agora estão sendorealizados os primeiros trabalhos, não se podendo tervisão estatística de seu alcance,
uma
A vinhaça é um subproduto da fabricação do álcool etÍtico através do slstema de fermentação biológica, sendo conhecida regionalmente sob diferentes denominações, tais como: vinhoto, cal"da, restilo, garapão, etc.. Apresenta una elevada demanda biológica de oxlgênIo (DBO na ordem de aprox imadamente12000 a 20000 ppm de oxigênio) , o que a caracteriza como um
material" altamente poluente, Isto decorre principalmente pelofato de apresentar em sua composição um alto conteúdo dematér1a orgân ica .
É um produto gue contém entre os seus componentes sótidos, além do alto conteúdo de matéria orgânica, uma elevadaporcentagem de potássio, mostrando também quantidades apreciávels de outros elementos como nitrogênio, fósforo, cáÌcio,magnésio, sódío, ferro e enxofre.
Ranzani (1956) ¡nostrou que a condutÍvídade elétrica dossolos que recebem vinhaça aunenta até atingir valores tãoaltos quanto 10 mS/cm, quando utllizado 1000 m3/ha de vinhaça.Este aumento, de acordo com Camargo et al. (1983), é atrlbuÍdoem grande parte, ao aumento da saturação em potássio.
3,2.7 - Novo HoRrzoNTE
A área de infiltração de vinhaça, ou área de sacrifÍcÍo,utllizada peLa Usina São José da Estiva em Novo Horizonte, dista aproximadamente 3r5 Km em linha reta, no sentido SE, daárea do aterro sanitário enfocada no Ítem anteríor (Figura 26).
As condições geológicas d.as d.uas área são semelhantes,porém neste caso o pacote sedimentar apresenta uma espessuramenor, em torno de 30 metros, segundo lnformações obtidas apartir do perfil do poço tubular existente nas proximidades.
Antes da utilização desta área, a referida usina chegoua praticar, sem critério algum, o despejo do produto em
outros terrenos de sua propriedade. Com o passar do tempo
\ ñooovtos
\: Estrodos secundórios
-\\ Dran0qens
o
LEGENOA
'%o, Curvos de nível
I Árso de esludo
Ô Pocos lubulores
Figuro 26€sco lo
Plonlo de lococôolnfiltroçõo de Vinhoçode lBGE,l973)
do óreo de estudo (Áreo dede Novo Horizonte ) (modificodo
68.
ocorreu a contaminação da água de alguns poços rasos que
abasteciam residências sÍtuadas nas proximidades, porém em
áreas de cotas mais baixas, chamando a atenção para o probÌema,Foi então escothida a área de sacrifício em questão.
Esta área, com aproximadamente 27 lna, começou a seroperada em 1979, e até 1986 recebeu elevadas quantidades de
vinhaça, aproxÍmadamente 348.000 m3/ano. Atuatmente recebe o
produto somente nos dÍas de chuva, quando o acesso às áreasde fertirrigação torna-se lmpossÍvel-. A vÍnhaça é depositadaem tanques escavados nos locais de cotas mais elevadas e
distribuÍda por gravidade pela "zona d.e infil-tração" atravésde sulcos ou canais. A área situada até 200 metros a partlrda drenagem, era considerada "zona de proteção do manancialsuperficial" pela Iegislação da época, não podendo receber diretamente o J. Íquido poluente.
A partlr de 1985, o CEPAS/IG-USP, em convênio com a
CETESB, se interessou pelo monitoramento da qualidade da águasubterrânea na "zona de proteção do manancial" que passou a seconstituir na área de estudo do pós-graduando Seiju Hassuda, e
que deverá resultar em DÍssertação de Mestrado a ser apresentada ao InstÍtuto de Geociências da UniversÍdade de São Paulo.
Foí enèão implantâda uma rede de piezómetros, nos locaisassinalados na Figura 27. o nível d'água estava situado entre1,5 e 6,5 metros de profundidade, com gradientes de fluxo de
5?. Os coeficientes de condutividade hidráulica situaram-seentre 10-5 e 10-6 m/s. os dados sedímentológicos e mineralógicos do material- perfurado mostrararn tratar-se de uma formaçãoarenosa relatívamente homogênea. A análise da solução do soloda área de sacrificío em 3 amostras, apresentou valores de
condutivídade da ordem de 1 a 3 mS,/cm, aproximadamentevezes maiores que o valor normal- encontrado na região,
'1 0
AS
prímelras medídas de pH e condutívidade específica da água,executadas no campo, revelaram um grande contraste em reJ-açãoaos valores de referência regional: pH entre 4rO e SrO, no
ZONA dE INFILTRACÃO
L EGEN OA
: V¡o do ocor.o e P;ozõm.kos
O ronou.. -4lo- ¿u,"o o" n-r",
.4a7// 9o.tèir. -\. Córrogo do Estivo
Figulo 27 - Plonfo de lococõo dos sondogens e cominhomentos elélricos (Áreo de lnfiltroc6o de V¡nhoço de NovoHoriZonle) (nod;ticodo d¿ REaoucAs Gl ol,1986l.
PI
O 50 IoO tn
Soñdo9.¡n eté tr¡co
Coñ¡ñhdñ.ñtô.1átr¡co
oN
70.
Iocal, e pH entre 6,0 e 6,5, regional; condutivÍdade entre 1,0e 115 mS/cm, no local, e 0,05 mS/cm, regional. (Rebouças et al.1986) .
Este fato deu ensejo para gue se aplicassem técnicasgeofísicas para medidas de resisttvldade e condutÍvidade dosmateriais do sub-solo, com o objetlvo de mapear os efeitosda poluição d'o fluxo subterrâneo da vinhaça a partir dostanques de deposição e dos canais de infiltração.
Numa prímelra etapa foram executadas 6 sondagens eLétricas e 2,400 metros de caminhamento elétrico com 3 dlferentesarranjos de eletrodos e pontos de investigação a cada 10 me
tros. Nas sondagens, o arranjo de eLetrodos utíIizado foi o deSchlumberger, com a linha de emissão de corrente espaçada deaté 200 metros, No caninhamento elétrico utilizou-se arranjosde eletrodos com ÀB=1 5,25 e 35 metros, para ÍnvestÍgar profundidades entre 5 e 17 metros aproximadamente.
Os pontos investigados estão assinalados na planta daFigura 27, as curvas de resistividade aparente nas Figuras 28
e 29, os dados da interpretação das sondagens no Quadro fV, eos perfis de resistividade aparente nas Figuras 30, 31 e 32.
No quadro de ínterpretação das sondagens observa-se quea úItÍma camada, correspond.ente ao basaLto, está situada a
uma profundidade em torno de 30 metros, e que a resistÍvidadeda camada sobrejacente, que corresponde ao sedimento saturado,diminui da sondagem n9 1 para a nQ 6. Voltando a observar a
planta da Figura 27, nota-se que o número de tanques de deposição de vinhaça aumenta também neste sentido, o que faz aumen
tar a condutividade dos sedímentos próximos a eles.
Nos perfis dos camj-nhamentos etétricos, os valores estãoexpressos em dB de resistividade (dB = 20.log valor medido/valor do "background") e são negativos porque foi adotado ovaJ,or 1.000 ohm.m para o "background",
F¡cunn 28 - cuRVAS DE REsrsrrvrDÆE ¡panr¡ne (Ánraæ IIIFIITNNÇNO TE VINHAçA IE NOVO HORIzO'fre) ,
12.
Freuna 29 - cuRVAS E RESISTIVID¡¡e npanevrr (ÁnEn
re lrurtlrEçÂo IE vtNHAçA IE NovoHoRIzd\TE) ,
SOND. ELETR I CAN9
ESPESSURA(M)
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OUN¡NO IV - D,ADOS DA INTERPRETAÇÃo DAS SONDAGENS ELETRICAS(Anen.re TNFILTRAúö tr vrNHAÇA rr Novo HoRr-zorvrE) ,
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PIRFIL III
DtSIAtfCIA (tt)
n A$=15m + AB-än { ffi=lãì
Frounn JZ - penrts DE RESISTTvTDADE ApARENTE,\]q1
No Perfll I os vafores de resistividade aparente seapresentaram mais baÍxos e homogêneos Dor terem sido medidosdiretamente nâ zona de ínfiltração do produto.
Os Perfis II e III apresentam um comportamento mais heterogêneo, onde os vaLores mais baixos de resistividade correspondem às zonas de maior porosidade e permeabiÌidade, quefavorecem a percolação do produto Ínfiltrado, conferì-ndo uma
maior condutividade aos sedimentos.
As Figuras 33 e 34 mostram os resultados do levantamentoeletromagnético executado na área, utilizando o eguipamentoEM-31, com o eixo das bobinas na posição vertical, e o EM34,com espaçamento de 20 metros entre as bobinas e e j_xo naposição horizontal. Com estas disposições, as profundÍdades investigadas situaram-se em torno de 6 e 15 metros, respectivamente .
As medidas foram feitas ao longo de 7 perfÍs com direçâoaproximada N-S, espaçados de 40 metros, e com pontos deinvestigação a cada 10 metros. Os valores de condutividadeestão expressos em dB, sendo que no primeiro caso, zero dB
15 mmho/m, e no segundo, zero dB = 20 mrnho/m, e o intervaLoentre as curvas de equicondutiv idade é de 2 dB.
As formas das anomalias condutoras mostram as áreas demaior concentração de vinhaça no sub-sol-o, e o maior contrastede condutividade obtido com o Em-31 indica uma diminuição dograu de contaminação com o aumento da profundidade. Nos doiscasos, as curvas de isovalores indicam uma diminuição daconcentração de vinhaça no sub-solo a partir da área de jnfiltração para a zona de proteção do manancial,.
3,2,2 - RTBETRÃo pRETo
A cidade de Ribeirão preto situa-se na região nordestedo Estado de São Paul-o, distando cerca de 320 Km da capital,
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LEGEN0a o-._g-_-P'êsco ¡o
Vio de ocessc e piëzõmerros
lonques \ Córrego do Estivo
Eorrer.o tS- Cu."o. do rsovotor€s (¿ero dB: t5 m nìho/ñ)
Figuro 33 - Levonlomento elelromognétrco {EM3l -V) - (Árec de tnfiltrocõo deVinhaco de Novo Hor¡zonte ).
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lVovo Ho.i¿ohtê
O//// Barreiro
Figuro 34 -
LEGENOA o-_- L___9o -escota
e piezõherros
-l.> Córrô9o do Estivct"...
"rr"o" de isovotores i:ero d8:2O m mho,/hl
Levonlomenlo eletromognét¡co ( EM 34 - ZO mH ) _ (Áreo de lnfiltroçõode Vinhoço de Novo Horizonte)
oN
80,
cujo acesso é fetto pela Rodovfa Anhanguera (Sp_330), A áreade estudo, na Usina da pedra, localiza-se a aproximadamente 2SKm a l-este de Ribeirão preto, corn acesso pela Rodovia Sp_333(Figura 35),
Sob o ponto de vísta geológico, a região caracteriza_sepela presença de arenj"tos da Formação Botucatu, pelos basal-tose diabásios da Formação Serra Gera1 , além d.e cobertura cenozóica, representada pefos aluviões, junto às drenagrens maisexpress ivas .
A área de sacrlfício encontra-se no contexto da caLhado Rlo Pardo, coberta parcfalmente por sedimentos aLuviaisconstituÍdos, predominantemente , por cascalhos, areias e argilas, com espessuras da ord.em de 6 metros, O substrato d.estessedimentos é constituÍdo, em sua maÍor part.e, por basaltos ediabásios intensamente fraturados. poços existentes nesta áreaapresentam vazões entre 20 e 90 m3 /hora, com taxa de infiltração total de 14,5t da precipitação pluviométrica e recargaprofunda de 133. Estes dados reveJ_am valores elevados deporosídade fissural e alta permeabllidade, favorecend.o ainfiltração dos poluentes no aquiffero (Eltert et aI. 19g7).
A infiltraçâo de vinhaça no sub-solo é um probJ-ema dedifÍcil solução, especif J.camente no contexto geológico daregião de Ribeirão preto, em razão da alta porosidade dossedimentos quaternários e do intenso fraturamento dos basaLtose diabásios, que acabam, por conseguinte, não constÍtuindo umazona de retenÇâo do produto e, portanto, não servindo de proteção ao arenito Botucatu, importante aquffero a níve1 local eregional , especificanente em sua área de recarga.
Considerando a concentração de usínas produtoras deaçúcar e de áLcooL no Estado de São paulo, onde a infiltraçãono sub-solo é uma prática de rotina, o CEPAS/IG_SP resolveuinvestigar os riscos de contaminação dos aquÍferos já queestas unidades se locaLizam nas prÍncipais provÍncias hidrogeológicas da Bacia do paraná, compreendendo as zonas de
o1
224 2JO
LE6ÉNDA
\ Rodovio 'ooo, curvos de nível
\\ Eslrodos secund<j os j:+ T€rreno sujeifo o tñuhdocõo-t\ Dronogons I Ároo de ostùdo
L: L--J--i,t'escolô
Figuro 35- pl.onto de lo^coçõo do óreo de estudo(Areo delnfillrocõo de Ribéirôo pr.to-) ri.'oi,i"io" de rBGE, rsTr)
82
afloramentos e recarga dos sistemas aquÍferos do Estado, regponsávels pelo abasteclmento de água de importantes centrosurbanos. A área de sacrifÍcio da Usina da pedra foi umlocais escol-hidos.
dos
O equipamento utillzado na pesquisa foi o 8M31, quepernite uma investigação máxirna de 5 metros de profundidade.
Localmente, o nível da água estava a menos de 3 metrosde profundidade sendo que as medidas de condutividade foramfeitas entre os tanques de infiltração segundo uma mal-ha regglar, com pontos espaçados de 1O metros. Os valores d.e condutividade obtidos variaram de 7 mS/m a mais de 60 mS/m. O vaLordo "background" determinado a montante das bacias de infÍrtração mostrou uma condutivtdade d.a ordem de 7 mS/m e, a jusantedas mesmas os valores subiram acima de até 10 vezes este valorregional.
O levantamento geofíslco na área foi real-lzado em doisperÍodos:.na entre-safra (mês de maio) quando as J-agoas deinfil-tração estavan vazÍas, e na safra (nês de setembro) comas lagoas cheÍas de vinhaça. os varores de i socondutiv Ídadeem dB são mostrados nas Figuras 36 e 37, respectivamente, comrepresentação ern planta e em perspectiva.
Os valores de condutividade obt,idos durante a entre_safra revelaram anomalias condutoras, na extremldade sul daárea, onde o contraste atingido foi de até 12 dB, mostrandoque a mesma foi utÍIizada, anteriormente, como zona deinfiltraçâo.
Os dados levantados mostram que no período da entre_safra, com os tanques de deposição de vÍnhaça vazios e aelevada vazão do rlo. as soluções poluentes não atingem facil-mente as águas superficiais, mas, desde que infiltradas podemalÍmentar o aguÍfero subterrâneo constituÍdo peros basartos ediabásios.
83.
Os dados obtldos através do levantamento executad.o nomês de setembro, mostraram que o contraste de condutividadeatingÍu até 18 dB na parte central da área. As linhas deisoanomalia apresentam o mesmo comportamento dos valores doIevantamento anterior próximo à margem, onde a baixa condutividade indica a existência de um fluxo paralel-o ao sentido dorio.
,.-t 0 -......
N"EGENDA
Curva de isovalores(dB de condutívidadeJ
FIcunn S - LEVAr'rrA¡4ENTo ELETRc[4Ad!ÉTrco - t'tAro-86 (ÁnEn
DE INFILTRAçÂO IE VINHAÇA IE RIBEIRÃO PRETO)(MODIFICADO IE ELLTRÍ Fr AL,, ]98/),
85.
LEGEI{DA
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Flcuna J7 - LEVAIIrAJ"ENTo ELFrRgMcd{ÉTrco - sETEMBRO-S(AMA IE IryFILTRAÇAO IE VINHAÇA DE RIBEI-
îôg7lT.. (MoDrFrcADo IE ELLERT EL AL,/
4 - MAPEAMENTO DE AREA CONTAMINADAI REGIAO LITORANEA
A salinização da água dos oceanos através da constanteevaporação a partir de sua superfÍcie, é um processo irreversível e conhecÍdo desde os primórdios da civilízação.
Este fato acarreta sérios problemas para o abastecimentode água em regiões costeiras, que se vê fortemente prej udicadopela influência da água saJ_gada dos oceanos que, penetrandoen forma de cunha sob a água doce continental , chega a atingirdistâncias consideráveis a partir da linha de costa, inviabiLizando a perfuração de poços tubulares prof und.os em extensasáreas.
Por se tratar de dois J_Íquidos missÍveis, a inte¡faceágua doce/água salgada não se caracteriza por uma separaçãonítida, mas sim por uma zona de transição que reflete comintensidade variáve1 as propriedades fÍsicas e quÍmicas dosdois IÍquidos.
A int.erface mergulha no sentido do continente, com aágua doce sobre a água salgada, devid.o a suas diferentes densidades. Considerando 1.000 g/cm3 a densidade da água doce e1,025 g/cmr a densidade da água salgada, a conhecida expressãode chyben-Herzberg (in Castany , 19671 estabelece que a águasalgada é encontrada a uma profundidade abaixo do nÍveL domar 40 vezes maj.or gue a al-tura da água d.oce acima do mesmonível Esta relaçâo é apenas uma primeira aproxÍmação, váIidapara certas condições ideais, não consideradas para estudosmatemáticos maÍs compJ.exos d.o comportamento dos dois rÍquidos.
O equilÍbrio entre as águas doce e salgada nos aquíferoscosteiros é função do fluxo de água doce do continente para ooceano. Se se estabelece captações de água doce, red.uz o fluxoe essa condição é alterada, provocand.o uma maj-or penetração daágua do mar, estabelecendo-se, assim, um novo equilÍbrio. Se aexploração dos aquÍferos costeiros é indiscriminada, e aextração supera a recarga, torna-se impossÍvel restabeLecer a
87.
condição Ínicial e a água do mar penetra lenta, porém continuamente, até alcançar e contaminar o aquifero continental.
Pata o consumo humano a água tem que atender a certospadrões de potabilÍdade já conhecid.os e consagrados, que fevamem conta, entre outros fatores, a quantj-dade de sóIidos totaisdissolvldos, Este paråmetro está intimamente relacionado com ograu de salinidade da água (euadro V) .
Há uma intÍma relaçâo entre a resistividade e1étrica(ou condutividade) da água, e os sóÌidos totais dissolvidos,que varia diretamente com a temperatura, En linhas gerais, aagua salgada dos oceanos apresenta uma resistividade méd iaem torno de 0,2 ohm.m, e a água doce em torno de 10 ohm.m.
Este contraste de 50 vezes pode representar uma variaçãomenor, porém bastante signíficativa, na resistividade dasformações aquÍferas saturadas com água doce ou com água saJ-gada. Esta variação depende da porosldade das formações, e nossedimentos arenosos com 20t de porosldade efetiva pode chegara um contraste de 30 vezes.
Como se vê, a partír da medida da resistividade e/ou condutividade elétrica dos sedimentos recentes predominantementearenosos e comuns em nossas praias, principalmente as do litoral norte do Estado de São pauJ.o, é possÍvel estudar o comportamento da interface água doce/água salgada, e mapear a cunhasal-ina, no sentido de permitir um controle e monitoramento daqualidade das águas subterrâneas, objetivando a preservaçãodos aquÍferos costeiros.
4,1 - tocnllzncÃo r lNponrÂruc¡n oe ÁRen pE estuoo
Como área de estudo foi escoLhida a região do litoratnorte paulista compreendida entre Bertioga e São Sebastião.Neste trecho existem Ínúmeras praias que correspondem aplanícies sedimentares com característícas geomorfológicas diversas separadas por pontões do embasamento cristalino.
SÕLIDOS 1'O'IA I S DISSOLVIDOS(me / I )
1,000 a 3.0003.000 a 10.000
10.000 a 100,000mais quc 100.000
não salina
l evenente salinarno(leradaÌìcntc s¿1 ina
salinasalnot¡Ìa
GRAU DD SALINI DADI; CAl'DGORIA
ágrra doce
QUADRo V - CLASSIFICACÃO DA AGUA COM BASE NA CONCENTRAÇÄO
DE SÓLIMS TOTAIS DISSOLVIDOS (FONTE: ORGANIZA
çÃO ¡4UNDIAL DE SAIJDE).
Aq
Praticamente em todas as praias existem pequenas concentrações urbanas, sendo que as mais numerosas chegam a ter porvolta de 10,000 habitantes de popuJ-ação fixa. No entantor rìä
última década a rápida expansão demográfica gerou uma ocupaçãodesordenada, principalmente após a lnauguração da Rodovia Rio-Santos, BR-101, que serve todo este trecho do litoral.
Com o "progresso' chegaram também os problemas rel-acionados à fal-ta de infraestrutura, cujo aspecto relativo ao saneamento básico é o maÍs delicado, pois se vê agravado pela escassez de água potável devido a contaminação dos aguÍferos continentais pela intrusão da água do oceano.
As previsões futuras quanto ao desenvolvimento daregião não são animadoras, .pois a desobediência às LeÍs deuso e ocupação do solo e a não observação dos critérios relativos à legislação específica, criam condições para a aceleraçãodo processo de deterioração das condÍções de vida na região,dos quais um dos principais fatores é o comprometimento doaquÍfero contínental-.
Coqo se não bastasse a importância em si da área escolhida para o estudo quer seja pela preocupação com as condiçõesde vida da população local , ou pelo que ela representa em
termos de atividades turÍsticas, deve-se ressaltar ainda queela reproduz as condições geológicas, geomorfoJ-ógicas e sócio-econômfcas de grande parte do litoral brasfLeiro, para o qualos resultados podem ser estendidos, com pequenas adaptações.
Na região em questão as áreas especÍficas gue foramobjeto do estudo são as praias de Boracéia, JuqueÍ, Ba1eia,Boiçucanga e Maresias (Figura 38) .
4.2 - EEol-oorn
A zona costeira do Estado de São Paul-o está cornpreendidaentre as coordenadas 23o e 25o de latitude sul e 45o e 48o de
Iongitude oestef inserida no "Complexo Litoral de Sudest.e ou
o-o9Ãoã
EftG
L E G E N DA
Depósilos costeiros I Ouotornório )
Intrusivos olcolinos ( Cr6lócôo S,rp.J
Rochos gronodiorílicos o groñílicos (Þrof€roz.sup.- Eopot60z.)
Rochos gnóissicos ( Pro'tórozóico SirÞ.)
Figuro 38 - Mopo geológico simplificodo do Regiõo Litorôneo com o locolizoco-o dos éreosde eslUdO (Modificodo de ¡pT. tgBl)
46"00 w
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Rio Ce Jcñerro
23" 30'5
4 5"3o'l,t/
lO 25 km
ESCALA
2 4"oo' s
\oc
91.
Costa Cristalina", adotado na divisão da costa(Silveira, 19641 .
brasileira
Do ponto de vista geológico esta região é caracterizadapor rochas do embasamento cristaLino e pelas planÍcies sedimentares de idade quaternária. Possui duas morfologias distintas:ao su1 sâo encontradas as maiores pl-anícies sedimentares deorigem marinha flúvio-lagunar e, ao norte, ocorrem pequenasplanÍcies constituÍdas por depósitos marinhos e continentais.Essas planÍcies são separad.as entre si por pontões do embasamento cristalino em contato com o mar (Martin & Sugguio , 1976\,
A área de estudo está situada nas planÍcies sedimentaresdo litoraL paulista, entre a IIha de Santo Àmaro e IIha de SãoSebastião, destacando-se as planícies de Bertioga, JuqueÍ, Ba
Ieia, Boiçucanga e Maresias (Figura 38). Essas planÍcies recobrem o embasamento cristaLino representado pelo CompLexo Costeiro, de idade arqueana e SuÍtes Graníticas SintectônicasFácies CantareÍra, de idade proterozóica (Almeida et aI . ,1981 ).
As planÍcies sedìmentares do litoral de São paulo sãode origem marinha constituídas de sedimentos arenosos, depositados durante o Pleistoceno e Hol-oceno pelas últimas transgressões gJ.ácio-eustáticas.
A planÍcie de Bertioga tem Ìma extensão de 45 hl.m, delinitada pela flha de Santo Amaro e a Ponta do Una, com larguravariando entre 7 e I I(m. É composta em sua maior parte porareias marinhas de idade holocênica, sotopostas por aluviõese coluviões nas proximidades do embasamento. Nesta ptanície foram encontrados vestÍgios de um "beach-rock" (arenito de praia )
numa reentrância do Morro da Enseada, com nÍveis ricos em
fragmentos de conchas que, comparados a composição desses nivéis com a dos sedimentos atuais de uma praia próxima, indicouque o nível do mar foi superior a 4,2 I 0,5 m em relaçâo aoatual (Martin & Suguio, 19761 .
92.As pequenas planícies de ,JuqueÍ e Boiçucanga, bem como
as demais planícies do l.itoral norte, são formadas de sedimentos marinhos holocênicos e de sedimentos continentais. Segundoesses autores, existem dois tipos de pequenas ptanícies no
litoral norte de São Pau1o.
O tipo JuqueÍ, onde uma restinga fecha a baia queexistia no local da planície atual formando uma laguna com
deposição de argilas orgâncias. Com o abaixamento do nÍvef domar a restlnga foi alargada desaparecendo a laguna e possibil_itando o recobrimento das argiLas orgânÍcas pelos sedimentoscontinentaÍs.
Na planícÍe do tipo BoÍçucanga não houve a formaçâo derestinga e os sed.imentos marinhos e continentaÍs vêm juntosdo sopé da Serra do Mar.
O Complexo Costeiro é caracterfzado por rochas de
diversas Iitologías gue sofreram metamorfismo de fácies granul-ito e anfibilito, bem como migmatização e granitizaçâo (Almeida et aI. 1981). Predominam as seguintes litoLogias: migmatitos de estruturas e paleossomas dlversos (xistoso r' anfibotitico, gnáissico, quartzítico e calclossiLicátíco), migmatitos deestrutura complexa (pol,icfclicos) de paleossoma predominantenrente gnáÍssico, charnoquítos, kinzigltos e rochas granito-gnáÍsslcas a hiperstênio.
As rochas do Fácles cantareira são corpos para-autóctones e atóctones que se caracterizam por apresentarem foliação,granulação fina a média, textura porfirÍtica frequente, contatos parcialmente concordantes e composição granodiorÍtica agranítÍca.
4,3 - r-ocRr-¡zAcÃo pos pERFrs E poNTos rNVESTrcApos
À distância a partir da linha de praia em que a cunhasalina pode penetrar no aquÍfero continental depende dediversos fatores I como a topografLa, litologia, porosidade e
93.
permeabiÌidade dos nateriais do sub*solo, e, ainda, do níve1piezométrico da água doce. E certo porém, que com o aumentoda dfstância, independentemente dos outros falores, ainfluência da água salgada dos oceanos tende a diminuir, atédesaparecer.
Por este motivo, nas áreas estudadas, os perfis foramdispostos perpendicularmen te a partir da linha de praia, atéuma distância em gue seguramente nâo se percebia a influênciada água salgada nas medições geofÍsicas, ou então até quehouvesse um Ímpedimento fÍsÍco qualquer, como urna região salgada,
Os perfis foram demarcados a cada 10 metros I com piquetes numerados sequencialmente a cada 50 metros, a partir doprimeiro, número 0 (zero) , locallzado na praia, sempre próximoã l-inha de arrebentação.
Como nem sempre os perfis correspondiam a ruas ou locaisfacÍl-mente identificáveis, procurou-se fazer a amarraçâo com aquilornetragem da rodovia federal BR-101, Rodovia Rio-Santos.
Os perfis foram numerados de I a Vf, no sentido deBertioga para São Sebastião. Seus dad.os estão resumidos no
Quadro VI , e os croquis com suas localizações nas Figuras 39
a 44.
II .q - INVESTIGACÕES GEOFfSIcAS
Os perfis assinalados foram lnvestigados por sondagenselétricas, sondagens e letromagnét icas e caminhamento eLetromagnétíco. A densidade dos pontos de medlda foi sempre maior no
inÍcIo do perfil, onde era clara a influência da água salgada,
,As sondagens elétricas foram executadas nos piqueteszero, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16, 2Q e 24, isto é, espaçadas de50 metros no inÍcio do perfil , e 200 metros no f inal". No Perf il- VI foi executada uma sondagem no piquete 7, ao invés de
duas nos piquetes 6 e I (Quadro VIf).
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SEDE FAZ.SAO JOSE
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Freunn 41 - Cnooul coM A LOcALIZAÇÂo Do PERFIL III '
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F¡euRR 42 - Cnoour coM A LocALrzAÇÃo ¡o Penrll IV,
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102 .
No total- foram executadas 55 sondagens elétricas, obedecendo ao arranjo Schlumberger, e com a linha de emissão decorrente espaçada de até 200 metros, ou até que se percebessena curva de resistlvidade aparente a Ínfl-uência da rocha sã,
As sondagens e letromagnéticas constaram de I medidas decondutlvÍdade num mesmo ponto, com a dlstância entre as bobinas de 3,7 metros (EM-31) , 10, 20 e 40 metros (EM-34), e com oeixo das mesmas nas posições horizontal- (H) e vertical (V) .
O número de sondagens e l-etromagné t ica s foi bem maiorque o de sondagens el-étricas, porém, para efeito de estudo comparatlvo dos resultados, serão consj"deradas apenas as 55 executadas nos mesmos locais,
O caminhamento eletromagnético foi executado separad.amente para cada espaçamento entre as bobinas, isto é, para cadaarranjo (3,7, 10, 20 ou 40 metros) percorria-se todo o perfilmedindo-se a condutividade com o eixo das mesmas nas posiçôeshorizontal e vertical,
Devido a facilidade e rapidez das leituras, procurou-serepetir as medidas para todos os arranjos, nos mesmos pontosdo perfil, de modo que em todos estes locais locais tivéssemosuna sondagem e letromagnética , No entanto, isto nâo foÍ possível ao longo de todos os perfÍs.
O espaçamento entre os pontos investÍgados foi definidono campo durante o levantamento, em função da repetitividadedas leituras. No inÍcÍo dos perfis, onde os valores de resistividade eram bastante variávels, as medidas foram feitas a cada10 metros. À medida que se distanciava da praia os vaLores iamse tornando mais constantes, e as leituras iam sendo espaçadasaté chegar a 50 metros, no final dos perfis.
No entanto, perfil menor como o da praia de Boiçucanga,Perfil fV, foi todo investigado com pontos de medida a cada10 metros. Os perfis II e III, praias de Juqueí e Bal-eia ,
hiveram pontos de medida a cada 10 metros até o piquete 10,
103.
isto é, até 500 metros da praia. Este procedimento foi repeÈido no Perfll I at.é o piquete 5, no Perfil V até o piquete 7 ,e no Perfil VI até o piquete 8.
4,5 - RnÁllse oos oloos
Os dados das sondagens foram interpretados quantitativanente através de programas de computador para ajuste de curvasbaseados no processo iterativo descrito por Adil A. R.no Geophysics, vol. 38, p. 713-728 (fn: Zohdy, 19731 .
Z ohdy
As inversões usando funções modificadas rde Dar Zarroukpermitem uma interpretação comparativa entre os dados decampo e os dados teórícos introduzidos.
A interpretação segue o procedimento de tentativa eerro, onde as disposições em termos percentuais diminuem namedÍda em que o modelo proposto fornece dados compatÍveiscom os dados de campo.
Teoricamente o número de camadas só é limitado pelonúmero de pontos da curva de sondagem. À introdução dos dadosé feita utilizando a linguagem Turbo pascal.
Os dados do caminhamento foram Ínterpretados quatitativamente a partir da elaboração de perfis de condutividade aparente,
Os dados de resistivídade aparente medidos nas sondagenselétricas estão, tanbém, apresentados na forma de perfis,porém de condutividade, a fim de permitir um estudo comparativo com os dados do caminhamento e letromagnét íco . A transformaçâo dos valores de resÍstivÍdade ern condutividade é feitapela simples operação:
G (**r,o,zr) = t.ooo/ fa (ohm.m)
4,5,1 - SoNDAGENS ELÉTRrcAs
As curvas de resistivÍdade aparente correspondentes àssondagens eléÈricas foram interpretadas pelo método descritoanteriorment.e.
As resistividades muito baixas, normalmente observadaspróximo à praia, indj.cam claramente a influência da água salgada. No Perfil I, por exemplo, ela é notada desde o início atéo local da sondagem número 3, como atestam as ca¡nadas com
resistividade menor que 10 ohm.m. Já no final do perfil, apartir da sondagem número 7 , não aparecem camadas com resistividade .inferior a 25 ohm.m (Figuras 45 a 54).
Este comportamento foi observado em todos os perfis,porém em extensões varj-áveis, No PerfiÌ II a influência daágua salgada se manifesta desde a praia até o l-ocal da sondagem nûmero 16, a 400 metros; na praia da Baleia, ao l-ongo detodo o Perfil lff, em Boiçucanga só até o local da sondagemnúmero 2, a 100 metros da praia; em l{aresias até o piquete 4,a 200 metros da praia, nos Perfis V e VI .
4,5,2 - SoNDAGENS ELETRoMAGNÉTIcAs
AIguns aspectos negativos estão associados a este procedimento de sondagem. No aspecto prático, sua execução é
dificultada pelo trabalho requerido em ligar e desligar asconexões dos cabos de 10,20 e 40 metros no EM-34. É sabido,também, que os valores de condutividade medidos são bastanteinffuenciados por fatores superficiais, o que exige certoscuidados quando da anáIise dos dados
A interpretação das sondagens e letromagnéti cas é feitaatravés de programa análogo ao mencionado anteriormente, utilizado para as sondagens elétricas. No entanto, a dificutdadeé ¡nuito grande para se encontrar um modeÌo que forneça parâme
tros compatíveis com os dados de campo, Por outro Lado, osequipamentos disponíveis, EM-31 e EM-34, não permitem a obten
5El'ltrfifiEll tR(piquete 0)
--itt+dt+
Freunn 45 - çuRVA_DE REStlrrv.rDAE AeARENTE - sol¡ncru n' 1(REGIAO LITORANEA,I ,
Espes. (rn) P (onr. r)
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Frcunn 50 - rNrERpRËrAÇÀo m so'rmcru il" J (metÀo uroafura),
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Flcun¡ 51 - cuRVA,E RESIçTIV.TDA_E AeARET\TE - scnlacEm ru. Z(REGIAO LITORANEA],
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Fleunn 52 - INTERaRETAÇÁo m scru¡aceN ru" / (nrelÁo uronÂneÐ,
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FIeunn 53 - CURVA DE RESrsrtvtDAE ApARENIE - sor'loRr*r'r N' B(ne e lÀo uronfur¡) ,
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Fleuna 54 - rNrERpRErAcAo DA so{DAGEM r,¡" 8 (nge lão llron¡reÐ,
11sção de una curva de boa qualidade, visto que ela é traçadacom base em uma densidade de pontos muiÈo pequena - apenasoito. As tentativas de correlação entre os dados da interpretação quantitativa dos dois tipos de sondagem não apresentaramresultados positivos,
Qua I itat ivamente , a única correlação segura é quanto àmorfologia das curvas, como pode ser observado ao se lançarno gráflco da curva. de resistividade aparente, os valores deresistividade calculados a partir da condutlvidade medida nasondagem eletromagnética, en função da profundidade de investigação para os diferentes espaÇamentos entre as bobinas.
Nas Figuras de números 55 a 63 sâo mostradas correlaçõesentre as curvas das sondagens eIétrlcas e e letromagnéticas doPerfiÌ I, estando representado em ordenada a resistividade aparente e em abcissa, a distâncÍa AB/2, para a sond.agem elétrica(SER) e a profundidade de investigação para a sondagem eletromagnética (SEM) . Esta profundidade equivale a 0,75 e 1,5 vezesa distância entre as bobinas, com o eixo horizontal e vertical-, respectivamente.
Nota-se que a maior densidade de pontos permite o traçado de uma curva mais suave para as sondagens eIétricas,produzindo resultados mais confiáveis. pode-se, ainda, observar que as medÍdas das sondagens e Ietromagnética s sofrem forteinfluência dos fatores superficials, pois analÍsando-se osdados obtidos., verifica-se que a curva calculada correspondente às medidâs da SEM apresenta valores naiores que osmedidos na SER, fato observado no 1nício dos perfÍs, próximoà praia, onde os valores de resistividade envolvidos são muitobaixos. Porém, apesar dessa diferença no comportamentof a morfologia das curvas apresenta tendência bastante semelhante.
Ðistanciando-se da praia e à medida que as camadas passam a apresentar resistividade superior a 100 ohm.m I a
dlferença se inverte, ísto é, a curva da SEM tende, a partirdaÍ, a apresentar valores menores, Esse comportanento foiconstatado em todos os perfis estudados.
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SOND"AGEM N 9 I(piquete zero)
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Prof . (m)AB/2(rn)
Freuna 55 - coRRELAçÁo ENrFE cqRVAS ÐE s$1949Ery1^çrrnrc4 (sçn) rSO.IDAGEM ELETRqIAGNí I CA (SEM (REGI AO LITORAÀIEA' .
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(piquete 1)
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Prof. (m)AB/2(n)
Freunn 56 - coRRELAÇÃo ENIRE cIJRVAS DE sg{ÐAGEt'4jELFiBIçA (sçn) e
SONDAGEM ETTRMNGNíI CA (SEÐ (REGIAO LITORi\TIEÐ,
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Prof. (n)AB/2(n)
Freunn 5/ - coRREtAÇÃo ENIFE cUBVAS Dç sqtDAcEM ELETRIcA^ (sçn) e
SO\DAGEM ELETRC}4AGNETICA (SEÐ (REGIAO LITORANEA/ '
SONDAGEìU N 9 4
(pj.quet.e 3)
P¡of. (n)AB/2(m)
Freunn 58 - coRRELAçÃo ENTRE cuRVAS Dq sqDAGEM çúrntcn^ (sçn) e
SO'IDAC€M ELEÍRCMAGNETICA (SEÐ (REGIAO LITORAIIEÐ '
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fu(otrn.m) SONDAGEI'Í N e 5
(piquetc 4)
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Freun¡ 59 - coRRELAÇÁo ENrRE cuBVAS DE sqD4GEM ELÉrrucn^. (sçn) r
SONIDAGEM ELETROqNGNEIICA (SE¡4) (FEGIAO LITORANEA' '
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Freunn il - coRRELAÇÀo ENIRE cuBVAS Dç sqDâ9-EI EÉTUH...!**) 'SO.{DAGEM ELETRC}4AGIIFTICA (SEÐ (REGIAO LITORA¡IEA] '
l tohm.ml,a' SONDAGEM N9 7
(piquete 8)
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Prof . (m)j00 AB/ z (m)
Freunn 61 - coRRELAÇÃo ENTRE cuBVAS DE sqrDAçEt'l rçrntcn ^ (sçÐ e
SOIDAGEM EI.-ETRC}^4Ad{EÍ ICA (SEM (REGIAO LITORA¡IEA' '
1)1.
SONDA6Eì\I N 9 8
(piquete t2)
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Pro f . (m)AB/ 2 (m)
Frcuna 62 - coRREALAÇÃo ENTRE cT.JRVAS ÐE scNDAcEM elrrnlcq (sgn) eSO{DAGEM ELEIRC}4ACNÉT I cA (SEÐ ( ne e I Ào LITORÂNEÐ,
( "{ot'''') ::î:l::: -;r;
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IProf . (m)
100 AB/ 2 (n)
Frcunn 6J - conmnuçÀo ENIRE ÇuRVAS_DE So-'IDAGEM rÉrnlcn (sEn) esû{DAGEM Er¡Tnounorru cR (se¡r) (nEel Âo u ron¡len),
125.
I1 ,5,3 - cAMINHAMENTo ELETROMAGNÉTICO
o caminhamento eLetromagnético mostrou ser o proced imento mais adequado em termos de sensibilidade para mapear a
presença da cunha salina. O contraste de condutividade entreos materiais saturados com água saJ.gada e água doce chega a
ser superior a 10. Esta vantagem é ressaltada ainda mais peJ-a
rapidez do levantamento.
os dados estão apresentados em perfis, onde os valoresde condutividade aparente medídos estão em escala J"ogarÍtrnica,e as distâncias a partÍr da praia em metros. Em cada figuraestão agrupados os dados de um únÍco espaçanento entre bobinas, com o eixo nas posÍções horizont.al (H) e vertical (V) .
Deste modo, para cada perfil estudado, podem ser apresentados4 perfis de condutividade correspondentes ãs medidas com o
EM31 , EM34-10m, EM34-20m e EM34-40m.
As figuras 64 a 67 mostram estes perfis de condutividadedo Perfil I, praia de Boracéia.
Estes resultados estendem a área de inf l-uência da água
salgada até pouco mais de 200 metros, a partir da praia. Pelosdados da interpretação das sondagens elétricas, esta ínfluência só é notada até 100 metros.
Isto pode ser explicado pelo fato de em Boracéia, como
nas outras praias estudadas, ser comum a presença de cordõesIitorâneos com cotas de até 3 metros acÍma do nÍvel do mar, e
que funcionam como verdadeiros divisores de água da planÍcÍecosteira, Est.es cordões ímpõem às drenagens, um traçado parglelo à costa, com a foz geralmente situada no canto das planicj.es junto aos pontões do embasamento que separam as praias,por onde a água saLgada penetra, durante as altas marés, e
vai contaminar as águas subterrâneas além dos cordôes.
Outro fato observado é que com o aunento da profundidadeinvestigada, o contraste de condutividade dimÍnui, de onde se
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Fteun¡ 65 - PERFIS DE coNDUltvtDADE ApARENTE,
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Freun¡ 67 - pERFrs DE coNDUTIvtDADE ApARENTE,
permitem Ínvestigar menores profundidades (8M31 e EM34-10m) sãoos mais adequados para o levantamento, O aumento de condutividade dos nateriais mais profundos nos dois terços finais do
conclui que, os arranjos com espaçamento entre bobinas
perfil se deve à presença de camadas de argila orgânicaaumento dos teores de ferro na água, e não à influência
130.
que
e
daágua salgada do oceano. Chega-se a esta conclusão a partir dasinformações dos moradores da região, segundo os quais, ospoços para abastecimento de água potáve1 não podem ter profundidade maior que 15 netros, aproximadamente, para não captarágua de má qualÍdade, amarelada e exaLando mau chelro, porém
nao agua salgad.a.
Ainda co¡n reLação ao Perfil I, a anomaLia condutoraobservada no final do perfil, para todos os arranjos de bobinas, em torno do ponto 700 metros, se deve à presença nas proximidades, de urna oficina mecânica para caminhões e rnáquinaspesadas, responsável peJ-a grande guantidade de óIeo diesel e
outras substâncias espalhadas na área.
No Perfil II, praia de Juqueí, os perfis de condutividade aparente para o EM31 e E[134-10m (Figuras 68 e 69) confirmam plenanente a informação obtida a parttr da interpretaçãodas sondagens eIétricas, segundo as quais a lnfÌuência da água
salgada se manifesta até 400 metros a partir da praia.
Este fato está bem cLaro no perfil do EM34-10m, e menos
no 8M31, principal.mente para as medidas com o eixo horizontal.Isto se deve ao fato de que, com esta disposição a profundidade investigada esteja sÍtuada em torno de 2,8 metros apenas,e neste caso, os materiais não-saturados tenham una influênciamutto grande nos valores de condutivÍdade medidos
Na extremidade final do perfil, a anomalia de baixacondutÍvidade é devido a um aumento brusco na cota do locaÌdas medidas, e da presença de sol-o de alteração de rocha.
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FIcuna 69 - pERFrs DE coNDUTIvtDADE ApARENTE,
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No Perfil III, os dados do caminhamento eletromagnéticoconfirmaram as informações das sondagens elétricas, mostrandoque a cunha salina avança até o final do perfil.
No Perfil IV, a influência da água salgada se manifestaaté pouco mais que 50 metros, segundo os dados do caminhamentoeletromagnético apresentados nas Figuras 70 e 71.
A anomalia condutora em torno do ponto 500 metros, observada em todas as medidas, não pode ser explicada com clareza,mas certamente não está relacionada à presença de água salgada, Tal-vez se deva à interferêncía nas medidas causada pelarede elétrica, ou tubulações enterradas.
Nos Perfis V e vf, praia de Maresias, os dados doscaminhamentos eletromagnéticos correspondentes confirmaramas informações das sondagens eÌétricas de que a cunha salinapenetra até 200 metros aproximadamente , a partir da linha dapraia.
Por ú1timo, os valores de resistividade aparente (ohm.m)
medidos nas sondagens elétricas foram transformados em condutividade (mmho/m) e com efes traçados perfis para diferentesarranjos de efetrodos, denominados caminhamento Elétrico.
Nas Figuras 72 a 75 estão lançados os va.lores de condutividade aparente calcuLados a partir das resistividades medidas nas sondagens eIétricas ao longo do Perfit I.
A correlação com os dados do caminhamento eletronagnético é bastante satisfatória, apesar da menor densÍdade de
pontos investigados, o que dá maÍor credibilidade a estes doisprocedimentos de trabalho.
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Flcunn 70 - pERFls DE coNDUTtvIDADE APARENTE'
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Fteuna 71 - pERFIS DE coNDUTTvTDADE ApARENTE,
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tr
140.
MAPEAMENTO E MONITORAMENTO DETALHADO DE UMA AREA
INDUSTRIAL COM PROBLEMAS DE POLUIÇAO T CONTAMINAÇAO
Para o mapeamento e monitoranento detafhado de uma áreapoluida e contaminada foi escolhido o parque industriaf de
uma empresa multinacional situada aproximadamente 5 Km a lestede São José dos campos, próximo à VÍa Dutra ¡ BR-116.
O histórico desta indústria, que processa substânciasquÍmicas de alta periculosidade, pode ser estendido a muitasoutras multinacionais insta.Ladas não só no Ímportante eixoRio-São Paulo, mas em vários outros compl-exos industriais.
ImpLantadas há algumas décadas no país, valendo-se de
incentivos fiscais, esses grandes grupos adquiriram extensasáreas reservando-as para futuras expansões.
Nas fases iniciaís de operação, devido ao não cumprímento das leis vigentes ã época, as áreas sub-utilizadas eram,em geral, aproveitadas inadequadamente para servir como aterros de lixo e residuos industriais ou como .Iagoas de tratamento dos efluentes. Por serem mal construídos e/ou operados,esses reservatórios sofriam vazamentos poluindo com diferentesgraus de lntensidade o sub*so1o, inclusive as águas subterrâneas .
t"iais recentemente. com a maior rigidez na fiscalizaçãopor parte dos órgãos responsáveis, tem sido exigido das
indústriais a despoluição e descontaminação dessas áreas, como
condição para a aprovação de projetos de implantação de novasunidades.
Esse fato ocorreu com a Índústria em questão, que, no
f inal- de 1986, sol-icitou ao CEPAS-IG/USP um estudo paracaracterizar e aval-iar a intensidade e extensão dos processospoJ-uentes do sub-solo, decorrentes da infiltração e vazamentode efluentes industriais. Este estudo foi descnvolvido scc¡undo
orientação baseada em l-evantamento geofísico detalhado da
área.
5,1 - eeoloolR
A área de estudo está situada na extremidade SI¡f daBacia Sedimentar de Tuabaté. Esta bacj.a, de idade cenozóica,constitui-se numa unidade geológica que tem sido estudadapor vários autores, haja vista apresentar caracterÍsticasgeológicas, tectônicas e deposicionais bastante peculiares.
Está entalhada no Complexo Cristal-ino Pré-Cambriano doleste de São Paulo, entre a Serra da À4antiqueira, aô norte,e o Pl-analto da Bocaina, ao SuI; e entre as serrarj-as daregião de Arujá, a oeste, e de Quel-uz, a leste (FÍgura 76). Tem
cerca de 173 Km de comprimento e até 20 Km de largura, com
extensão aproximada de 2400 k¡n, (Hasui & ponçano , 19781 .
A Bacia SedÍmentar de Taubaté é representada pelo crupode mesmo nome, subdividido nas Formações Tremembé (inferior)e Caçapava (superior) .
A Formação Tremembé é constÍtuída, predominantemente ,de siltitos e argilitos intercalados com folhelho pirobetuminosos, areias e arenitos, apresentando coloração verde-oliva,cujas tonalidades variam conforme o teor de umidade. Uma caracterÍstica marcante dessa formação é seu conteúdo fossilíferobastante rico e diversificado, A sedimentação desta formaçãoestá rel-acionada a ambiente lacustre (Carneiro et af. t 1976) .
A Formação Caçapava é composta de camadas alternadas deargilas, areias e conglomerados. Esta formação se constituiusob condições fluviais, de canais e planícies de inundação derios anastomosados (Suguio, 1969 in Carneiro et al-. , 19761 .
A espessura dos sedimentos das duas formações é muitovariável e pouco conhecida, pois dificilmente se consegue fazer a distinção entre eles, mesmo com a existência de perfisde sondagens para pesquisa de foLhelho pirobetuminoso, bem
como de poços tubulares para exploração de água subterrânea.
Figuro 76- Mopo geológico simplificodo do Bocio Sedimenlor de Touboté (Modiricodo
vESPUCCI, 1984 )
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143.
Petri & Fúlfaro (1983) admitem espessuras superiores a
200 metros para os sedimêntos da Formação Caçapava em algunsIocais da bacia. Em conjunto com a Formação Tremembé, opacote sedimentar pode chegar a apresentar at6 520 metros deespessura, no centro da bacia, segundo dados de poços perfurados para exploração de água subterrânea,
Na área de estudo existem dois poços profundos que abastecem a indústria, e que atingiram as rochas do embasamentocristalíno a 130 e 102 metros, como mostra a Figura 77. Como
pode ser observado, a descrição dos perfis não chega a fornecer elementos que permitam caracterizar as duas formações, oque não autoriza a afirmar que a Formação Tremembé ocorre enprofundidade, ou que a Formação Caçapava foi depositada dÍretamente sobre o embasarnento no loca1 em questão.
No entanto, esta indefinição é relevante para os objetivos do trabalho, pois, em linhas gerais, pode ser admitido omesmo comportamento hidrogeológico dos sedi¡nentos das dua s
formações face ao fluxo das soluções poluentes observadas naárea de estudo.
5.2 - LEVANTAMENTo GEoFlsrco
Considerando a arnplitude da área, do sistema deescoamento e tratâmento dos ef l-uentes e dos possÍveis focosde potuição subterrânea, iniciou-se o mapeamento geofÍs icocobrindo de uma forma generalizada toda a extremidade NI^l daárea, em torno das lagoas de tratamenCo, que por estar situadaem cotas mais baixas recebe todo o fluxo das águas subterrâneasque percolam o complexo industrÍal (Figura 78).
Em função do pouco espaço dlsponível devido ao grandenúmero de edificações, optou-se por iniciar os trabafhos medindo a condutividade dos materiais do sub-sofo com os equípamentos EM31 e EM34, já que as medidas de resistividade requeremum espaço l-ivre maior.
144 .
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Freunn Z - pERFrs Dos pocos EXrsrENrEs ruR ÁnE¡ INDUsTRTAL (rone: coRNER s,A,pocos nRrEst¡¡ros l¡¡núsrnln E co'ÉRclo),
145.
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LEGENDAot pERnL ele tnou¡oru Étrcot-t Áne¡ do LEVANTATVENTO elEtRot"t¡o¡¡ÉTIco+ Poço pRoFuN Do
Figuro 78 - Plonto do <íreo industriol com o locolizocõo do levontomenlogeofísico.
O 50 IOO tso m
ESCALA
146 .
As medidas foram feitas em pontos espaçados de10 metros,ao longo de perfis dispostos nas áreas definidas como potencialmenteprobl-emáticas (áreasdol-evantamento eletrornagnético) . Mesmo nesta fase considerada preliminar, os perfisforam estendidos de forma a se obter valores normais quepudessen ser considerados como "back-ground" regional. Nesteprimeiro levantamento foram feitas medidas ao longo de aproximadamente 5000 metros de perfis.
De modo a facilitar a apresentação dos resultados obtidos, a área foi divfdida em vários setores consÍderando asáreas das lagoas e o norte da planta.
Os setores definidos como os mais problemáti cos foramos W, E, ENE e NE, que foram alvo de um levantamento detaLhadocom pontos de medida distancÍados de 5 metros e perfis espaçados de, no máximo, 10 metros.
Os dados de campo estão apresentados na forma de dB decondutividade, com o objetivo de ampltar os pequenos contrastes e mininizar os grandes picos (dB = 20.log valor medido/valor do "back-ground" ) .
No setor W foram feitas medidas com EM31 e EM34-10 e
EM34-20 metros .
As figuras 79, 80 e 81 mostram os resultados destasmedÍdas, indicando uma anomalia condutora nuito acentuada em
sua extremídade norte, devendo corresponder à grande concentração de agentes poluentes condutores. No Ievantamento com o
EM34-10m, ela chega a 20 dB.
No setor S as Flguras 82, 83 e 84, correspondentes aolevantamento com o EM31 , E¡..134-10m e EM34-20m, respectivamente,mostram anomall-as até 10 dB de contraste, Localizadas no
extremo SE e na parte V{ do setor.
No setor N não foi detectado nenhuma anomalia condutorasignificativa, sendo que os maiores contrastes forarn da ordemde 3 dB de condutividade.
dB CONDUTIVIDADT AREA W EM51
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FIGURA 79 - LEVANTAMENTo ELETRoMAGNETIc0,
dB CONDUTIVIDADE ARIA W tM34 1OM
FIGURA 80 - LEvnrurAMENTo ELETRoMAGNETIco,
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dB CONDUTIVIDADE AREA W EMJ4 ZOM
FIGURA 81 - levnNrAMENTo ELETRoMAGNETIco,
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dB CONDUTIVIDADT ARIA S EM31
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FIGURA 82 - IevnnTAMENTo ELETRoMAGNETIco.
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dB CONDUTIVIDADI ARIA S IM34 lOM
FIGURA BJ - IevnnTAMENTo ELETRoMAGNETIco.
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dB CONDUTIVIDADT ARIA S EM34 2OM
FIGURA 84 - levanrAMENTo ELETRoMAGNETTco,
153.
No setor SE o levantamento foí feito com EM31 e E¡434-10m
e os resultados também não apresentaram anomalias condutorassignificativas,
No setor ENE o levantamento executado com o EM31 indicouduas grandes anomallas na parte central e na extremidade sul-do setor. Os dados do EM34-10m confirmaram estas anomalias (Flguras 85 e 86).
No setor assinalado como RUÀ, os levantamentos nãoacusaram anomalias importantes e no setor SETAL as medidasforam prej.udicadas pela grande quantidade de ferramentas e
tubos espalhados pelo local .
No setor NE as medidas tiveram a finalidade de verificara presença de anomal-ias provocadas por produtos advindos da
unidade P', O., Os resuLtados do levantamento apresentados nasFiguras 87 e 88, indicaram a presença de uma anomalia na partecentral onde se constatou corresponder a tubulações aIienterradas, e uma outra na extremidadeNE gue deve estar correIacionada à presença de substãncias condutoras.
Os dados obtidos com esse levantamento revelaram a
presença de áreas anômalas que deverão ser aLvo de investigaçãodireta e detalhada.
5.3 - ¡lrtoooloetR eMpneeAoa
Os dados revelados através do levantamento geofísicoapontaram, dentro do compi-exo industrial estudado, algumasáreas com anomalias bastante significativas, Ievando à
execução de um trabalho sistemátlco, abrangendo as etapas de
talhadas a seguir,
5,3,I - AMPLTAçÃo DA REDE DE poços
À partir do resultado do mapeamento geofísico,selecionados dez locais considerados estratégicos do
foramponto
dB CONDUTIVIDADE AREA tNE EM31
FIGURA 85 - lrvnnrAMENTo ELETRoMAGNETIco,
dB CONDUTIVIDADE ARIA ENE tr\4J4 t 0rv1
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FIGURA 86 - LevnNrAMENTo ELETRoMAGNETIco,
dB CONDUTIVIDADF AREA Nf IIü31
FTGURA BZ - lrvnrurAMENTO ELETRoMAGNETIco,
dB CONDUTIVIDADI AREA NE EM34 1OM
FrcuRA 88 - lEvnrurAMENTO ELETRoMAGNETtco,
1s8.
de vista da infiltração e/ou vazamento de poluentes para o
sub-soIo com a finalidade de construir poços de monitoramento.
os furos foram executados pelo método de percussão de
caçamba amostradora, com profundidades variando entre 6 e Imetros. Esses poços de monitoramento foram perfurados em
diâmetro de 8" e revestidos com tubos de PVc de 4", encasca
lhados e com proteçâo sanitária.
os dez novos poços construÍdos (nçs' 11, 12, 13t 19t 21 ,
25, 27, 32, 43 e 44) completam a rede existente na indústria,totalizando 44 pontos de monitoranento e amostragem, Não há
Ínformações sobre os perfis litológicos e construtivos dos 34
poços de monj,toramento já existentes.
Vale salÍentar que existem dentro da área de estudodoís poços tubuLares profundos para abastecÍnento de água da
J"ndústria, cujos perfis lítológicos e construtivos foramapresentados na Figura 77,
5 ,3 ,2 - MoN r ToRAMENTo
Entre março e maio de 1987 foram coletadas e analisadasamostras de água dos 44 poços da rede de monitoramento. Os
parâmetros medidos foram: cota rel-ativa do nível da agua,condutividade elétrica, pH, teor em cloro, teor em P2o5 e
teor em carbono orgânÍco total (ToC). o ouadro VIII apresentado a seguir mostra os valores médio dessas amostras paracada parâmetro considerado,
5,3,3 - PERMEABILIDADE,, IN SITU,,
ObjetÍvando avaliar a permeabilidade do meio não saturado, foram realizados ensaÍos de permeabilidade nos furosrecém-construídos , utilizando-se a técnica de carga variáveIem furos sem .revesÈimento. Para realização desses ensaios, a
profundidade dos furos foi de 2 metros.
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0upono VIII - mnæ Dos poÇos (Ánrn l¡r¡usrnl¡D,
1 60.
os valores de permeabilidade medidos na área variaramde 1 a 9 cm/s, cujo interval-o é coerente com a heterogeneidadedos sedimentos no locaI.
5,3.4 - PERFILAGEM ELÉTRIcA
Considerando que os agentes poluentes podem ter diversasformas de niscibilldade, bern como sêrem fortemente condicionados pel,a geologia loca1 , gerando assim zonas de maior ou menor
concentração por meio de medidas geoelétricas (resistividade)foram feitas perfilagens dos poços perfurados.
o arranjo utilizado constou de 4 eletrodos que foi descido no furo e a cada 5 cm foi determinada a resistividade. Os
resultados obtidos, FÍguras 89 e 90' mostram uma relativa homo
geneÍdade da solução dentro dos furos. Por outro lado, percebeu-se uma variaçâo de resistividade entre os furos, evidenciando os diferentes graus de contaminação detectados pelomapeamento geofisico e demais resul-tados obtidos.
5,3,5 - cAMINHAMENTo ELETRoMAGNÉTIc0
Este caminhamento foi realizado com o objetivo de se
obter valores representativos do "back-ground". Considerandoa forma de ocupação da área (tubulações subterrâneas, efeitosde poluição e linhas de a.Lta tensão) foi possível realizar as
medidas na área verde, no local assinalado na figura 78.
Foram utilizadosmedidas feitas com as
tal.Nas medidas com
de 3,7m o que permitedas de 3 a 6 metros.
os equipamentos EM31 e 8M34, sendo as
bobinas nas posições vertícaI e horizon
o EM31 o espaçamento entre as bobinas é
uma prospecção a profundidades aproxima
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Frcunn S - pERFILAGEM Eurnlcq (ÁnE¡ l¡¡rusrnl¡ù,
163.
Nas medidas com o EM34 utilizou-se espaçamento entre asbobinas de 10 e 20m o que possibifita a investigação deprofundidades entre 7 e 15 metros e 15 e 30 netros, respectivarnente.
Os resultados obtidos são mostrados na Figura 91 verificando-se uma relativa homogeneidade geoelétrica no sentidohorizontal e uma variação vertical , certamente associada ao
crescente grau de umidade da canada prospectada e¡n função daprofundidade.
Nessas condições, o "back-ground" da área não contaminada situa-se entre 5 e 15 mmho/m.
As anomal-Ías observadas nas extremidades do perfil se
devem a influências das tubulações existentes no ínicio r e
proxÍmidade de linhas de alta tensâo na sua extremidade fina1.
5.3,6 - INSTALACÃo DE cÁpsuLAS poRosAS
A instalação das cápsulas porosas teve a fÍnalidade de
retirar amostras de água da faixa não saturada, de modo a
facilitar a caracÈerização de eventuàis nÍveis de poluição no
sub-soIo.
Os pontos escolhidos para a instalação das referÍdas cápsulas foram aqueles onde havia suspeita de infiltração superficial de soluções poJ-uidoras. Em cada um desses pontos foramcolocadas duas cápsulas a 1 e 2 metros de profundidade, distanciadas, no mínimo, um metro entre si.
5.4 - nNÁLIsr oos nesultnoos osttoog
Com os dados obtidos no decorrer do trabalho, foipossÍvel evidenciar setores com nÍveis de poluição distlntoslevando em conta as diferentes fontes dos agentes, potencialmente, poluidores. Assim, a área de estudo foi subdividida em
três setores: Gliphosate, P205 e Lagoas (Figura 92).
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165.
O 50 IOO l5O m
ESCALA
POços e s efores de
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LEGENDA
- SEÍOR do MONIToRAIVENTO
. POçOS de MON lToR AlVl E NTo
Figuro 92 - Plonto do círeo induslriol com o locolizocõo dosmon itoro men to.
166 .
5.¿I ,1 - SETOR GLIPHOSATE
Neste setor encontram-se poços de monÍtoramento de
n9s. 14, 15, 16 e 17, com profundidades entre 4,86 e 6,67 me
tros e nÍveis de água entre 4, 14 e 6,11 metros (06/06/87r. A
camada arenosa está situada no intervalo entre 5 e 7 metros deprofundidade.
Considerando os parâmetros medidos nos furos (pH '
condutividade elétrica, CI , P2O5 e TOC), verificou-se que aságuas desses furos estão sendo contaminadas, provavelmente,por infiltração de efluentes, As Figuras 93,94,95 e 96 nostram aLteração nos valores medidos, onde o pH se mantém praticamente no furo 15, variando ligeiramente nos furos 14 e 17.Os terores de CI variam no poço 15 e quase se mantém constantenos poços 14 e 17. O val-or de condutividade elétrica e TOC
apresentam uma pequena variação apenas no póço 15, O aumentosimultâneo de CI e TOC no poço 15 (Quadro VIII) sugere uma
contamínação por organoclorado.
5,4,2 - sEToR P2o5
Os poços de monitoramento de n9s. 8,9,10,11,12, 13
estão concentrados neste setor. As profundidades variam entre6,3 e I metros. Os nÍveÍs da água situam.-se entre 3,91 e 5,98metros (5/06/871.
Os efeitos de infiLtraçâo das ãguas residuais despejadasno setor e/ou um provável transbordamento do tanque dedecantação do sulfato de arsên1o, são observados nos furos demonitoramento, notadamente no número 13. As Ftguras 97,98,99e 100 apresentam e mostram esta tendência.
Os teores de TOC no poço 12 e de PrO, nos poços I e 13
(Quadro VIII) também sugerem uma infiltração devido ao vazamento do tanque è/ou disposição de resÍduos contaminadosno setor, em eþocas anteriores.
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Frcunn 93 - DADOS E Mo\troRAtENro DOS Pocos,
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(
Fr cunn 94 - DADOS E rqûllroRruqNro Dos P0c0s'
Flcunn 95 - DADOS DE MqITToRAJVENTO Dos pocos,
110.
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DIO ARTA GLIPHOSATE
Freunn 96 - DADos DE MotltroRAt€NTo Dos POCos'
(
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II.e.lf'\o/1l \ /
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ARIA PZQ|I
FIcun¡ 9/ - DADos DË l'lcrfltroRAtvENTo DOS pocos,
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/';:\g.lNÑ\=--/ Il,,bN-J
TEOR MEDIO EM CLORO NRr¡ P2O5
Fleunn 98 - DADos E Mü\IroRAÆNIo Dos P0c0s'
coNõuTN/IDADE î4Éon - Ánrn p2os
Fleunn 99 - DAms DE t"lcNIToRA,'tNTo ms Pocos,
174.
C]Io
OCMED ARIA P2O5
Frcunn 100 - DADos DE t"1o\troRA¡.tNTo Dos pæos,
Considerando os dados disponÍveis da pesquisa, é
175.
provável que existam, neste setor, duas formas principais de
poluição: uma, proveniente do empoçamento das águas residuárias de lavagem do complexo industrial da produção do ácidofosfórico, evidenciada pelos poços de nonÍtoramento 9, 10 e 11;uma outra, pelo transbordamento e/ou vazamento subterrâneo dotanque de decantação de sulfato de arsênio. Os poços demonitoramento 8, 12 e 13 detectam essa influêncía.
5,q,3 - sEToR DAs LAGoAS
Estão implantados 27 poços de monitoramento (n9s. 18 a
44), uma vez que a complexidade desse setor é maior que osanteriores. As profundidades dos poços variaram entre 3,02 a
8r30 metros enquanto que os nÍveis d'água variaram entre 1,31a 5r10 metros.
Os poços de monitoramento 28, 30 e 40 apresentam Èeoresem TOC e Cl mais eLevados que os outros poços do setor. Esse
fato pode sugerir um vazamento exporádíco ou acidental advindo das lagoas de tratamento.
Esses dados levam a conclufr que o Setor das Lagoas é o
mais problemático da área de estudo. Os poços 25 e 27 detectaram um vazamento do sistema condutor de efluente, alérn de
vazamento subterrâneo das Lagoas de tratamento evicÌenci.ado,também, nos poços 28, 30 e 32, Os poços 38, 43 e 44 revelaramum extravazamento das lagoas e/ou do sistema de transporte de
efluente,
Os valores médios de pH, teores de CI, condutividade eIétrica e ToC, Figuras 101, 102, 103 e 104, re spectivamente, indicam anomalias muito elevadas, principalmente nos poços 22,24, 25, 26, 27, 32, 38 e 43. Outras fontes de poluição foramdetectadas em, praticamente, todo o Setor das Lagoas.
pH MEDTO ARIA LAGOAS
Freunn 101 - DADOS rE ¡4oNrroRA¡€Nro DOS pocos,
ffiiO -----.- \5l)
mttbTEOR MEDIO EM CLORO _ ÁNEN LAGOAS
Freun¡ 102 - DADos IE ltlrroRAl€Nlo DOS pocos,
CI)NDUTIVIDADT MTDIA _ AREA LAGOAS
Frcunn l-OJ - DAD6 E Mo\lroRAl'1ENro Dos P0c0s'
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Id\ or''
s'T O C MIDIO AREA LAGOAS
Fieunn 104 - DADos iE Mo\troRn€Nro Dos P0c0s'
Os efeitos dessas fontes poluidoras atingem ofreático, conforme verificado no ponto de observação ng 21 em
que o pH está situado entre 4,62 e 4,87, mais baixo do que naágua, cujos valores situam-se entre 5r5 e 5,9. Os teores em
cloro também são balxos em superflc:i.c, entre 0,84 e 3,87 contra valores de 2,9 e 4,7 ppm ern profundldade. O P2O5 dlminulgradativamente com a profundÍdade, desaparecendo na água dofreático.
180.
lençoI
dos
5.5 - coNSIDERACÕES GERAIS
A anáIise dos dados disponÍveis obtidos atravéstrabalhos desenvolvidos, permitiram diagnosticar as catacterísticas gerais da área de estudo sob o ponto de vista hidrogeológico e, principalmente, Iocalização e identificação dasprincipaÍs formas e fontes de poluÍção do solo e do sub-solo,atingindo as águas subterrâneas.
Apesar do período de monitoramento ter sido relativamente curto, os dados revelaram a existência de fontes depoluição e contaminação constantes, atingindo todos os setoresda área. Destacam-se como pontos geradores de poluição e/oucontaminaçâo, os vazanentos nos sistemas de condução dosefluentes t águas reslduals de lavagem de instalações industrlais e/ou de depósitos de produtos quÍmicos; extravazamentosdas lagoas dos sistemas de ¿ratamento de efluentes e perdas deprodutos durante o transporte, estocagem e manuseio,
A despoluição e a descontaminação da área de estudo requer, outras fases de trabalho, com uso de simulação matemática dos processos hidrodlnâmicos e físico-quÍmicos de transporte de poluentes, para que os níveis de limpeza sejam compa
tÍveis, no mlnimo, com a legislação ambiental en vigor.
181
CONCLUSOES
Os resuttados dos estudos geofÍsicos descritos no
presente trabalho permitem concluir pela viabilidade da
aplicação de técnicas geofísicas no mapeamento e monÍtoramento de poluição e contaminação de águas subterrâneas.
o método da eletrorres i st ividade , tradiciona lmente utilizado na pesquisa de águas subterrâneas, e o método eletromagnético Índutivo, que mais recentemente vem desenvolvendo equ!pamentos portáteis para medir diretamente a condutividade dos
materiais do sub-solo, com o auxÍ1io das modernas técnicas ana
Iíticas e de processamento de dados, têm se mostrado os maisversáteis e os gue apresentarn respostas mais rápidas e confiáveis nos estudos de poluição subterrânea.
As informaqões obtídas através das duas metodologias se
conpletam, sendo que em alguns casos particulares podem ficarevidenciadas as vantagens da utilização de uma delas com
relação \a outra. Através dos casos relatados neste trabalhoé possÍve1 tirar-se algumas conclusões sobre o assunto:
- de ujna maneira geral os dados da e letrorres i s t ividadepermitem uma interpretação quantitativa mais precisa, atravésdo procedimento de sondagem;
a interpretação qualitativa dos perfis e mapas de
isovalores de resistividade ou condutividade ' obtidos a partirdo procedimento de caminhamento, se equivalem em termos de
precisão e nível de informaÇão, porém as medidas de conduÈividade pelo nétodo eletromagnético indutivo sáo extremamente
mais rápídas, o que representa uma grande vantagem com relaçáoao binômio custos-prazos, fundamental em qualquer atividadecomercial ou de pesquisa;
- no estudo de problemas cono os enfocados neste trabalho, que não requerem grande profundidade de investigação, o
método eletromagnético indutívo (EM) apresenta uma grande
182 .
vantagem sobre a eletrorre s i stividade (ER) , pois a operação de
seus eguipamentos exige a participação de no ¡náximo duas pes
soas, enquanto o outro método pode exigir até cinco;
- nas medídas de condutividade com o EM não é necessárioo contato de eletrodos com o solo, a corrente é induzida pelabobina transmissora, o que the confere algumas vantagens,pois elimina a resistividade de contato' possibilita um
registro contÍnuo das leituras e as torna bem mais rápídas;
- as leituras com o equÍpamento ER sofrem interferênciade correntes telúricas, de grande intensidade nas bordas de
bacias sedimentares e no litoral , e exige uma fonte bastantepotente para possibilitar boas leituras de A,V quando baixasresistências do solo estão envolvidas;
- as medidas com equipamentos EM perdem a Iinearidade em
Iocals de alta condutividade porque sâo influenciadas mais
fortemente por feições superficiais do que profundas;
- as duas metodologias são vulneráveis a interferênciasnaturais e artificiaÍs, aéreas ou profundas (tempestades
magnéticas, linhas de alta tensão, proximidade de veículos e
objetos de metal, fugas de corrente, objetos de metal enterrados , etc, ) ;e
- tanto o ER quanto o EM medem propriedades físicasdos materiais do sub-solo (resistividade e condutividade) diretamente afetadas por substâncias poluentes,
As duas metodologias se compLetanI com a el-etrorresistivldade apresentando vantagens na determínação do número de
cqmadas, suas espessuras e resistivídade até grandes profundidades sob um ponto determinado do terreno, através de
sondagens eIétricas, e o eletromagnético indutivo no
mapeamento e medidas de direção de fluxo de manchas poluentespor meio de caminhamentos eletromagnéticos.
183.
O mapeamento da influência de aterros sanj.tários e áreasde infiltração de vinhaça nos materiais do sub-solo deverãocontinuar sendo feitos de maneira como o foi nos casos refatados neste trabalho, com a utilização dos dois métodos citados,numa proporção ditada pelas particular idades de cada caso.
No caso do mapeamento da cunha salina para controle de
intrusão marinha nos aquíferos costeiros, notadamente juntoa pequenos centros urbanos onde os já parcos recursos financeÍros dificilmente são destinados a obras de prevenção, osestudos poderão ser conduzidos como os realizados na regiãolitorânea estudada, onde os perfís foram dispostos perpendicularmente à praia. Nestes perfis devem ser executadas algumassondagens elétricas preliminares com o objetivo de determínaras camadas el-étricas, suas espessuras e resistividade, buscando correlacionar estes dados com a LitoLogia, profundidade do
nÍveL d'água, qualidade da água de saturação e profundidade do
topo rochoso.
o caminhamento eletromagnético deve ter maior densidadede pontos de medida próximo å praia, e se estender ao longodo perfil até não ser mais notada a influêncía da água salgadanas leíturas de condutividade, A partir daÍ os pontos investigados poderão ser mais espaçados, e as medidas deverão continuar a seren tomadas até se obter um valor constante correspondente ao "back-ground",
O tempo requerido para o levantamento de um perfil de
1.000 metros, com estas características é estimado em no
máximo 3 dias, con a participação de um técnico e dois braçais, apenas.
Assim, a repetição das medidas, em doÍs ou maÍs perfisde uma mesma área litorânea, em perÍodos de 6 meses a 1 ano,ou maiores dependendo do caso, poderão determÍnar a posiçãorelativa da Ínterface água doce/água salgada e com isso mapear
o avanço da cunha salina, permitindo medidas de prevenção e
184
controle da contaminação dos aquÍferos costeiros causados pelasuper-explora ção dos mesmos .
Normalmente os parques industriais com problemas depoluição apresentam poucas e reduzidas áreas disponÍveis paraexecução de investigações geofÍsicas, devido o grande númerode edificações. Neste caso deve ser dada preferência ao métodoeletromagnético indutivo, que é mais versátil e requer menosespaço físico para ser aplicado, como aconteceu na áreaindustrial estudada.
As sondagens elétricas, neste caso, devem ser Ìocadasnos pontos que possibilitem a maior extensão possÍveI do arranjo de eletrodos, para que a interpretação das curvas correspondentes permitam tirar conclusões sobre a Iitologia, profundidade do nível d'água, espessura das camadas e profundidadedo topo rochoso, Na área industrial objeto de estudo destetrabalho, não foi necessário esta prática pois já existiam noIocaI dois poços tubuLares profundos com dados técnicos confiáveis, a partir dos quais se obteve essas informações.
Um levantamento preliminar deverá ser executado com urTl
equipamento que investigue pequenas profundidades (8M31), sem
uma preocupação maior com a amarração dos pontos. Medidas do"back-ground" deven ser efetuadas em locais seguramente nãoafetados pel-o problema, geralmente a montanÈe da áreapesquisada.
Uma vez definida (s) a(s) área(s) problema (s) o levantamento deverá ser efetuado segundo uma malha regular com pontosespaçados de no máximo 5 metros, e com equipamentos quepossibilitem a investigação de profundidades maiores que as d.a
mancha de poluição.A localização dos piezômetros e poços de amostragem é
fundamental para as etapas seguintes do estudo, e devem serfeitas com base nas anomalias condutoras detectadas no levantamento geofísico.
185
Os poços de monitoramento deverão ser perfilados eletricamente para identificar as variações verticais de resistividade, que são causadas por zonas de maior ou menor concentração dos agentes poluentes, Como eLas são forternente condicionadas pela geologia do local, os poços perf iJ.ados deverão terrevestimento de PVC rígído, de modo a facilitar a introduçãode sondas bem justas na parte interna do revestimento, perfurado para permitir a medida de resistividade das paredes do
furo.
Outras netodologias devem ser aplicadas no monitoramento, dependendo das caracterÍsticas partículares de cada caso,sempre segundo a orientação do estudo geofÍsico executado naprimeira fase, e o acompanhamento através de outras mediçõesexecutadas paraLe}amente ao monitoranento.
186.
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