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RECURSOS HIDROGEOLÓGICOS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 1 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS ÍNDICE Introdução Ciclo Hidrológico O que é um aquífero? Zonas de um aquífero Aquíferos Livres Aquíferos Confinados Tipos de captações das águas subterrâneas Parâmetros dos aquíferos Tipos de aquíferos (Litologia) Composição química das águas Conclusão Gestão sustentável dos recursos Bibliografia e Webgrafia 2 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS INTRODUÇÃO A água é um bem vital e essencial para toda a biosfera, sendo um fator determinante no estabelecimento da vida. É um recurso renovável, porém apenas uma pequena percentagem se encontra disponível para ser utilizada pelo Homem, daí ser necessária uma gestão sustentável da mesma. A água circula na Natureza ora constituindo diferentes reservatórios no meio abiótico, como oceanos, rios , glaciares, ora fazendo parte dos seres vivos. Apesar de existirem águas subterrâneas e águas superficiais, neste trabalho iremonos focar sobretudo no primeiro tipo. 3 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS INTRODUÇÃO A Hidrologia é a ciência que estuda o movimento e os fenómenos físicos e químicos de todas as águas existentes no planeta e das suas relações com o ambiente. A Hidrogeologia é um ramo da Hidrologia que se ocupa com o estudo das subterrâneas, nomeadamente os aquíferos. 4 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS INTRODUÇÃO Figura 1 – Diferentes reservatórios de água na Natureza 5 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS CICLO HIDROLÓ GICO O ciclo hidrológico é o movimento da água no nosso planeta. É contínuo e interminável. As águas subterrâneas integram a componente que não é diretamente observada pelo ser humano e também a mais lenta do ciclo hidrológico. Figura 2 - Ciclo da água 6 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS CICLO HIDROLÓ GICO O ciclo hidrológico é constituído pelas seguintes etapas: E v a p o r- a ç ã o Condensação Precipitação Infiltração Subida da água para a superfície, a partir do solo Respiração e transpiração Evapotranspiração 7 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS CICLO HIDROLÓ GICO https://www.youtube.com/watch?v=i2y4x_Vdbrg 8 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS AQUÍFEROS Os recursos hidrogeológicos, como a água subterrânea, são fundamentais para a atividade humana, uma vez que representam uma percentagem importante da água doce existente no planeta. Os aquíferos são formações geológicas subterrâneas capazes de armazenar água e de permitir a sua circulação e extração de forma economicamente rentável, evitando impactes ambientais negativos. A zona que contribui para a realimentação do aquífero denomina-se recarga. 9 Figura 3 - Esquema representativo de vários aspetos acerca dos aquíferos ZONAS DE UM AQUÍFERO Te o r e m á g u a ÁGUAS SUBTERRÂNEAS Figura 4 - Zonas de um aquífero 10 Te o r e m á g u a ÁGUAS SUBTERRÂNEAS ZONAS DE UM AQUÍFERO Zona de aeração: Localiza-se entre a superfície do terreno e o nível hidrostático. Nesta zona os espaços vazios entre as partículas das rochas são ocupados por água e por ar. Figura 5 - Zona de Aeração 11 Te o r e m á g u a ÁGUAS SUBTERRÂNEAS ZONAS DE UM AQUÍFERO Zona de saturação: Apresenta na base uma camada impermeável, sendo limitada superiormente pelo nível hidrostático. Nesta zona todos os espaços vazios encontram-se completamente preenchidos com água. Figura 6 – Zona de Saturação 12 Te o r e m á g u a ÁGUAS SUBTERRÂNEAS ZONAS DE UM AQUÍFERO Nível freático: Corresponde à profundidade a partir da qual surge água. Este nível varia de região para região e ao longo do ano. Figura 7 – Nível hidrostático 13 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS AQUÍFEROS LIVRES Os aquíferos livres são limitados no topo por uma camada permeável e na base por uma camada impermeável. Relativamente à sua pressão, este tipo de aquíferos apresenta uma pressão hidrológica igual à pressão atmosférica. A recarga é rápida e é feita ao longo de toda a extensão do terreno, pela precipitação. Figura 8 - Esquema representativo de dois tipos de aquíferos 14 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS AQUÍFEROS CONFINAD OS Os aquíferos confinados são limitados no topo e na base por camadas impermeáveis. A pressão da água nestes aquíferos é superior à pressão atmosférica. A recarga é feita lateralmente, de forma lenta. Figura 8 - Esquema representativo de dois tipos de aquíferos 15 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS C A P TA Ç Ã O D A S Á G UA S SUBTERRÂNEAS CAPTAÇÃO Quando a captação de água subterrânea ocorre num A Raquífero T E S Iconfinado, A N A dado que a água se encontra a uma pressão superior à pressão atmosférica, a água subirá até à cota correspondente ao nível freático. CAPTAÇÃO ARTESIANA Quando a captação é feita num local R Eonde P UoXnível A Nfreático T E está acima do nível topográfico, a água extravasa naturalmente a boca da captação, não sendo necessário qualquer sistema de bombagem. Figura 9 - Tipos de captação 16 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS C A P TA Ç Ã O D A S Á G UA S SUBTERRÂNEAS CAPTAÇÃO ARTESIANA Quando a captação de água subterrânea ocorre num aquífero confinado, dado que a água se encontra a uma pressão superior à pressão atmosférica, a água subirá até à cota correspondente ao nível freático. CAPTAÇÃO ARTESIANA REPUXANTE Quando a captação é feita num local onde o nível freático está acima do nível topográfico, a água extravasa naturalmente a boca da captação, não sendo necessário qualquer sistema de bombagem. Figura 9 - Tipos de captação 17 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS PARÂMETROS D OS AQUÍFEROS POROSIDADE Quantidade do volume total da rocha que é ocupado por espaços vazios. Constitui uma medida da capacidade da rocha em armazenar água. Depende do tamanho e da forma dos grãos, bem como do grau de compactação do material geológico. Figura 10 - Esquema sobre a porosidade das rochas 18 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS PARÂMETROS D OS AQUÍFEROS POROSIDADE Quantidade do volume total da rocha que é ocupado por espaços vazios. Constitui uma medida da capacidade da rocha em armazenar água. Depende do tamanho e da forma dos grãos, bem como do grau de compactação do material geológico. Figura 10 - Esquema sobre a porosidade das rochas 19 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS PARÂMETROS D OS AQUÍFEROS PERMEABILIDADE Capacidade de movimentação da água no aquífero. Está relacionada com as dimensões dos poros. Figura 11 - Esquema sobre a permeabilidade 20 TIPOS DE AQUÍFEROS (LITOLOGIA) ÁGUAS SUBTERRÂNEAS Aquífero poroso: a água circula através dos espaços vazios (poros) entre os grãos que compõem as rochas (ex: rochas detríticas). Aquífero cársico: aquífero que contém cavidades originadas por dissolução da rocha que permitem uma circulação rápida da água (ex: calcários, dolomitos). Aquífero fraturado: aquífero cuja porosidade e permeabilidade estão fundamentalmente relacionadas com fraturas que afetam o material de suporte (ex: rochas magmáticas e metamórficas). Poroso Cársico Fraturado Figura 12 - Tipos de Aquíferos conforme o contexto geológico 21 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS COMPOSIÇÃO QUÍMICA A composição química das águas subterrâneas varia de local para local conforme o contexto geológico da região onde são captadas. Estas águas nunca são puras, apresentando numerosas substâncias dissolvidas. As rochas magmáticas e metamórficas fornecem água de muito boa qualidade com baixas concentrações em sais dissolvidos. As rochas sedimentares fornecem água de boa qualidade. Geralmente, as que são captadas em arenitos são mais ricas em sódio, e as provenientes de rochas carbonatadas mais ricas em cálcio e magnésio. 22 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS COMPOSIÇÃO QUÍMICA Em Portugal e de acordo com a legislação, as águas subterrâneas destinadas ao consumo humano podem ser classificadas como águas minerais naturais e águas de nascente. Engarrafada sem tratamento Águas para consumo humano Tratamento Sem propriedades terapêuticas Água de Nascente Com propriedades terapêuticas Água mineral natural Água da rede Figura 13 – Diferentes tipos de água para consumo humano 23 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS COMPOSIÇÃO QUÍMICA A DUREZA DAS A dureza é uma propriedade da água que ÁGUAS reflete o seu teor em iões alcalino-terrosos, como os iões cálcio e magnésio, geralmente é expressa em mg/L de carbonato de cálcio (CaCO3 ). Figura 14 - Dureza das águas conforme o teor em CaCO3 Figura 15 - Dureza da água em Portugal 24 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS COMPOSIÇÃO QUÍMICA Água Caramulo Água Vimeiro 25 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS G E S TÃ O S U S T E N TÁV E L D O S RESCURSOS Uma das questões essenciais que se enfrenta neste século é a de procurar encontrar uma gestão sustentável dos recursos naturais e, em especial, das águas subterrâneas. As atividades antrópicas podem introduzir impactes negativos muito diversificados e significativos na composição das águas subterrâneas. Extração de água subterrânea de forma não controlada nos Degradação dos aquíferos. aquíferos costeiros Entrada de água salgada no Extração de água doce aquífero nestes sistemas 26 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS G E S TÃ O S U S T E N TÁV E L D O S RESCURSOS É importante evitar a poluição das águas subterrâneas, visto que uma vez poluídas não podem ser utilizadas para consumo humano. Causas de poluição nos aquífero • Lixiviação de pesticidas, herbicidas e fertilizantes resultantes da atividade agrícola • Contaminação por materiais orgânicos, detergentes e metais pesados depositados em lixeiras ou aterros, e arrastados por águas lixiviantes • Lixiviação de metais pesados, de produtos tóxicos e de ácidos resultantes da atividade mineira, principalmente devido às escombreiras Contaminação das águas do aquífero, situação esta praticamente irreversível! 27 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS G E S TÃ O S U S T E N TÁV E L D O S RESCURSOS DESENVOLVIMENTO A exploração dos recursos geológicos deve assentar em decisões que evitem o rápido SUSTENTÁVEL esgotamento das reservas, bem como minimizarem os impactes ambientais dessas atividades. Uma exploração sustendada dos recursos geológicos tem de estar enquadrada COOPERAÇÃO Ação de operar em conjunto num modelo global de desenvolvimento que permita que as gerações atuais satisfaçam as suas necessidades sem pôr em risco a possibilidade de as gerações futuras virem a satisfazer as suas própria. Desenvolvimento Sustentável SOLIDARIEDADE Das gerações atuais para com as gerações futuras SUSTENTABILI DADE Uso sustentável da Natureza pelas gerações atuais 28 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS CONCLUSÃO Graças a este trabalho compreendemos o que são aquíferos, quais as características que um bom aquífero apresenta, e os mecanismos existentes para a captação de águas subterrâneas. Refletimos, também, acerca da importância dos aquíferos enquanto reservatórios de água, sendo a água um bem fundamental ao homem e à biosfera em geral. Apesar da água subterrânea ainda ser considerada um recurso renovável, está a tornar-se um recurso cada vez mais escasso, devido à contaminação da água e à sobreexploração. A sociedade deve, pois, ser alertada sobre a importância dos aquíferos e as entidades responsáveis devem implementar medidas que promovam a sua proteção. 29 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS BIBLIO GRAFIA E WEBGRAFIA SILVA, Amparo Dias da [et al.] – Terra, Universo de Vida: 2ª Parte Geologia. 1ª ed. Porto: Porto Editora, 2012. ISBN 978-972-0-42172-2 CARVALHO, La Salete; VARELA, António – Biologia e Geologia 11º Ano. Lisboa: Coleção Resumos, 2013. ISBN 978-989-740-001-8 http://www.escolavirtual.pt - Exploração sustentada dos recursos geológicos - Recursos hidrogeológicos - Recursos hídricos - Aquíferos http://www.notapositiva.com/pt/trbestbs/geologia/11_aguas_subterraneas_d.htm http://www.notapositiva.com/pt/trbestbs/geologia/11_recursos_hidrogeologicos_d.htm http://www.slideshare.net/MiguelFernandes15/poluiao-dos-aquiferos 30
