Ana Isabel M. S. Sousa, Fernando Pedro O. Figueiredo, Lídia M. G.

VI Seminário Latino-Americano de Geografia Física
II Seminário Ibero-Americano de Geografia Física
Universidade de Coimbra, Maio de 2010
Aplicação do método electromagnético de prospecção ao estudo de
plumas de contaminação (Lixeira de Tábua-Midões-Portugal)
Ana I. M. S. SOUSA
Geógrafa, Centro de Geociências da Universidade de Coimbra, Largo Marquês de
Pombal,
3000-272 COIMBRA; +351 239 860 538; [email protected]
Lídia M. G. CATARINO
Professora Auxiliar, Centro de Geociências da Universidade de Coimbra, Largo
Marquês de Pombal, 3000-272 COIMBRA; +351 239 860 530; [email protected]
Fernando P. O. FIGUEIREDO
Professor Auxiliar, Centro de Geociências da Universidade de Coimbra, Largo
Marquês de Pombal,
3000-272 COIMBRA; +351 239 860 538; [email protected]
INTRODUÇÃO
À semelhança de outros países da Europa, Portugal assistiu a partir da década de 70
(século XX) a um aumento na produção de resíduos cujo destino final não foi o mais
adequado, verificando-se por todo o país uma deposição mais ou menos
indiscriminada dos mesmos em lixeiras a céu aberto, gerando estas um vasto conjunto
de problemas ambientais.
Tal como em muitos outros concelhos, Tábua teve em funcionamento uma lixeira
que serviu uma população de aproximadamente 13500 habitantes, durante um
período superior a vinte anos e onde se depositou todo o lixo do concelho sem
qualquer tratamento prévio. Acabou por ser selada em 1998, no cumprimento dos
normativos legais e das orientações da política ambiental, passando os resíduos a ser
depositados num aterro sanitário, localizado no concelho de Tondela, criado pela
Associação de Municípios do Planalto Beirão.
O presente trabalho foi realizado na área envolvente da lixeira selada de Tábua e
teve como objectivos a avaliação da contaminação gerada pelos lixiviados resultantes
do volume de resíduos depositados, bem como a determinação da extensão e direcção
da pluma de contaminação induzida pela antiga lixeira, recorrendo-se às técnicas de
prospecção geofísica com o método electromagnético. Na área em estudo foram,
também, determinados vários parâmetros físico-químicos da água, recolhidos em sete
pontos de água existentes nas proximidades da lixeira (Sousa, 2008).
1
Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
LOCALIZAÇÃO GEOGRÁFICA E ASPECTOS GERAIS DA ÁREA EM ESTUDO
A lixeira selada de Tábua, localizada numa área com características marcadamente
rurais, situa-se na freguesia da Póvoa de Midões, a pouco mais de 4km de distância da
sede de concelho estando localizada na bacia de drenagem do rio Mondego, onde as
linhas de água presentes confluem para a albufeira da barragem da Aguieira. A área
estudada situa-se na zona envolvente próxima da lixeira selada (Figura 1).
Figura 1 - Localização geográfica da área estudada (extracto da Carta Militar de Portugal,
folhas
nº
210
e
221,
na
escala
1/25000
e
mapa
adaptado
de
http://portugal.veraki.pt/concelhos/).
A observação das fotografias aéreas do Instituto Cartográfico do Exército, datadas
de 1958, permite enquadrar a actual lixeira selada num espaço onde se desenhavam
socalcos de terreno agrícola com topos aplanados, sendo visível uma área nitidamente
marcada pela prática da agricultura, com um espaço agricultável bem definido. O topo
aplanado, onde mais tarde se fixou a lixeira, parecia estar nessa época ocupado com
árvores.
De acordo com o Plano da Bacia Hidrográfica do Rio Mondego (1999), a área
estudada insere-se na Unidade Hidromorfológica do Alto Mondego, com valores
médios anuais de precipitação entre os 300 e os 1000/1200mm e uma temperatura
média anual entre os 11 e os 13⁰C.
A área envolvente à lixeira selada, apesar de mostrar actualmente alguns terrenos
com uma ocupação agrícola, permite também a observação de um espaço florestal,
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sendo o pinheiro bravo (Pinus pinaster), o eucalipto (Eucalyptus globulus) e o
medronheiro (Arbustus unedo) as espécies dominantes. A criação de gado ovino e
caprino em regime extensivo é outro aspecto a destacar, visível sobretudo nas áreas
de menor altitude.
Do ponto de vista geológico o espaço correspondente à área de estudo insere-se no
Maciço Antigo da Península Ibérica, com o predomínio do granito que se apresenta
alterado à superfície e com uma cobertura de solo pouco expressiva.
Sob a designação genérica de granitos porfiróides biotíticos, existem na região três
fácies graníticas passíveis de individualização cartográfica (Figura 2). A fácies designada
por Granito de Tábua, por ser esta a povoação mais próxima do seu ponto central, é
volumetricamente a mais importante e de granulometria mais grosseira. Aflora numa
área com aproximadamente 300km2, passando gradualmente a uma fácies interna
mais fina (Pereira, 1991).
Figura 2 – Carta geológica da área estudada e sua envolvente (adaptado de Pereira, 1991).
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Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
CARACTERIZAÇÃO DA LIXEIRA DE TÁBUA
A lixeira de Tábua terá na sua fase final de funcionamento recebido diariamente
cerca de sete toneladas de resíduos, segundo informação da Associação de Municípios
do Planalto Beirão, entidade responsável pela selagem da lixeira em 1998.
A área ocupada pela lixeira era de aproximadamente 10000m2. Apesar do espaço se
encontrar vedado, este não estava dotado de quaisquer infra-estruturas respeitantes
ao acondicionamento dos resíduos ou recolha de lixiviados, não se procedendo de um
modo sistemático à cobertura total dos resíduos aí depositados.
Na caracterização feita pela Associação de Municípios do Planalto Beirão antes da
selagem, destacava-se: a existência de uma vedação; a deposição de resíduos por cima
de outros que já lá se encontravam, estando os mesmos parcialmente cobertos com
terras; a não existência de drenagem, nem tratamento de lixiviados, admitindo que
estes quando se formavam se infiltrariam no terreno ou formavam escorrências
poluindo as águas superficiais, subterrâneas e os solos; a não cobertura diária e total
dos resíduos que originaria a emissão de cheiros desagradáveis sentidos a alguma
distância e a inexistência de qualquer sistema de libertação de gases (AMPB, 1997) e
ocasionalmente os resíduos entravam em combustão espontânea.
O projecto para a selagem contemplou um trabalho de movimentação e modelação
de resíduos, que à data se apresentavam numa massa instável e numa vertente com
um declive acentuado, estando os resíduos, dos mais variados tipos, espalhados por
toda a área. Contou também com a instalação de sistemas de drenagem ficando
assegurada o escoamento das águas pluviais através de uma valeta periférica à área
dos resíduos. A drenagem dos lixiviados ocorre através de valas periféricas que os
conduzem a um tanque localizado na base do aterro.
Foram instalados três piezómetros para monitorização da qualidade das águas
subterrâneas e três colectores de biogás que foram ligados a um queimador. A massa
de resíduos foi coberta com uma tela impermeável, de modo a minimizar a percolação
de águas pluviais através dos resíduos e deste modo diminuir o volume de lixiviados
(AMPB, 1997).
PROSPECÇÃO GEOFÍSICA – MÉTODO ELECTROMAGNÉTICO
A natureza não invasiva dos métodos utilizados na prospecção geofísica, aliada ao
baixo custo, comparativamente a outras metodologias, bem como a rapidez e a
facilidade de aplicação dos ensaios, torna-os particularmente adequados em
investigações de carácter ambiental (Reynolds, 1997). O recurso a estes métodos
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permite uma avaliação de problemas ambientais específicos, particularmente a
determinação de plumas contaminantes e a direcção do respectivo fluxo, em antigas
lixeiras ou em aterros sanitários (Busquet e Casas, 1994).
Nos trabalhos de prospecção geofísica efectuados recorreu-se ao método
electromagnético no domínio da frequência, com a utilização dos condutivímetros
Geonics EM31 e EM34 para a medição da condutividade eléctrica do terreno.
O equipamento EM31, transportado ao ombro por um operador (Figura 3a),
permite que se efectuem leituras em modo contínuo ou pontualmente, estando as
bobines inseridas num varão, distanciadas a 3,66m em posição complanar (Geonics,
1984). O condutivímetro opera com uma frequência de trabalho de 9800 Hz,
permitindo atingir duas profundidades aparentes de investigação, respectivamente 2,2
e 4,6m função da orientação horizontal ou vertical dos dipolos, HD e VD
respectivamente (Figura 3a).
O condutivímetro EM34 é constituído por um transmissor, um receptor e duas
bobines, uma emissora e outra receptora, ligadas entre si por um cabo de referência
que pode ter os comprimentos de 10, 20 e 40m. As bobines são transportadas
individualmente por dois operadores (Figura 3b e c) e o equipamento permite a
recolha de dados com profundidades aparentes de investigação entre os 5,9 e os
50,6m para as frequências de funcionamento de 6400, 1600 e 400 Hz e da orientação
horizontal ou vertical dos dipolos HD e VD (Geonics, 1990).
(a)
(b)
(c)
Figura 3 - Procedimento utilizado na recolha dos dados com os condutivímetros Geonics
EM31 e EM34 (Figueiredo, 2006).
TRABALHO DE CAMPO
O trabalho consistiu na medição da condutividade eléctrica do terreno em
diferentes alinhamentos, no espaço envolvente da lixeira selada de Tábua, numa área
de aproximadamente 11 hectares. As medições efectuaram-se recorrendo-se à
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Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
utilização dos condutivímetros Geonics EM31 e EM34, com a recolha de dados ao
longo de caminhos aí existentes, sendo cada ponto de leitura referida à posição da
bobine transmissora (Tx) (Figura 3).
Foram realizados seis perfis - PTEM1 a PTEM6, quatro a norte (jusante) e dois a sul
da lixeira (montante), perfazendo os mesmos um total de 1380 metros, com um
espaçamento entre os pontos de leituras de 10 metros (Figura 4).
Figura 4 – Localização dos perfis e dos pontos de água onde foram efectuadas as recolhas.
O tratamento dos dados da condutividade eléctrica do terreno, para cada um dos
perfis, foi efectuado recorrendo à metodologia descrita por Figueiredo (2006).
A análise dos seis perfis permite estabelecer uma relação estreita entre os valores
de condutividade registados com a topografia, com as características geológicas do
terreno e com a maior ou menor presença de água (Sousa et al., 2008; Sousa, 2008).
Genericamente o solo apresenta-se mais condutivo à superfície, com uma
porosidade dos materiais mais elevada e onde a presença de água se faz notar. Em
profundidade, a condutividade é mais baixa, porque a rocha apresenta menor
conteúdo de água, devido ao facto de se apresentar menos alterada. No entanto, em
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alguns locais foi possível o registo de maiores valores de condutividade, o que poderá
relacionar-se com a presença de fluidos.
Os valores de condutividade observados reflectem também a geologia da área em
estudo. Com efeito, a presença de falhas na área poderá constituir o caminho
preferencial para a circulação de água subterrânea, correspondendo esses locais a
valores de condutividade mais elevados.
Para uma interpretação espacial mais evidente da área em estudo, particularmente
para uma análise mais detalhada da contaminação existente e direcção da pluma de
contaminação, utilizaram-se os dados dos seis perfis na construção de um modelo
tridimensional da distribuição das condutividades aparentes, com o recurso ao suporte
informático Rockworks2006 (Figura 5).
(a)
(b)
Figura 5 – Vista conjunta dos seis perfis realizados, (a) e alinhamentos inferidos a partir do
bloco diagrama com a direcção N-S.
Regista-se neste espaço, correspondente à área envolvente à lixeira, a presença de
duas áreas distintas: uma para NE onde a contaminação está marcadamente presente,
visível na continuidade nos perfis elaborados e outra para SE onde a continuidade
demonstra uma área isenta de contaminação.
O trabalho de campo consistiu ainda na recolha de amostras em alguns pontos de
água localizados na área em estudo com a medição de alguns parâmetros físicoquímicos, nomeadamente o pH, a condutividade e a salinidade.
A variação do valor do pH nas recolhas efectuadas nos diferentes pontos de água,
poderá estar relacionada com o maior ou menor volume de água presente, bem como
com a maior ou menor diluição da mesma. Por outro lado, os valores registados em
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Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
alguns pontos, designadamente no tanque de lixiviados e no piezómetro próximo
deste (piezómetro jusante) estarão relacionados com a fase de degradação em que os
resíduos se encontram (Figura 6).
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J a n e ir o 2 0 0 7
O u tu b r o 2 0 0 7
12
J u lh o 2 0 0 8
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pH
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1)
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(7 )
Figura 6 – Distribuição dos valores do pH, nos sete pontos de água localizados na
envolvente da lixeira.
Os valores da condutividade da água são muito distintos nos vários pontos medidos.
A maioria dos pontos apresenta condutividade baixa e sempre inferior a 200 S/cm. Os
maiores valores de condutividade ocorrem no tanque de lixiviados e no piezómetro a
jusante apesar de neste último os valores serem genericamente inferiores aos
registados no tanque. Estes valores podem relacionar-se com a contaminação gerada
pelos resíduos acumulados, que afecta mais directamente estes dois locais de recolha.
No entanto, a contaminação estende-se à linha de água, que se localiza no
alinhamento do tanque de lixiviados (Figura 7).
A relação dos valores da condutividade com a maior ou menor quantidade de sais
dissolvidos na água é visível nos resultados obtidos, dado que os maiores registos para
este parâmetro correspondem aos pontos onde à partida a concentração de lixiviados
é maior e consequentemente onde há uma maior concentração de sais.
A salinidade apresenta valores entre os 0 e os 0,4 mg/l, tendo este parâmetro
sempre o valor de 0 mg/l no piezómetro a montante, na poça de água e na linha de
água. A salinidade é mais elevada quer no tanque de lixiviados, quer no piezómetro a
jusante. Na mina de água, a última medição efectuada apresentou um valor elevado,
eventualmente relacionado com uma contaminação momentânea de outra origem. Os
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valores mais elevados de salinidade correspondem aos pontos onde a condutividade
também é elevada (Figura 8).
1000
J a n e ir o 2 0 0 7
O u tu b r o 2 0 0 7
J u lh o 2 0 0 8
C o n d u t iv id a d e ( S /c m )
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Figura 7 – Valores da condutividade eléctrica medida nos sete pontos de água localizados
na envolvente da lixeira.
0 .5
J a n e ir o 2 0 0 7
O u tu b r o 2 0 0 7
J u lh o 2 0 0 8
S a lin id a d e ( m g /l)
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ço
(7 )
Figura 8 – Valores da salinidade medida nos sete pontos de água localizados na envolvente
da lixeira.
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Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A análise dos seis perfis de condutividade eléctrica permite concluir que existe uma
relação estreita entre os valores de condutividade registados e as características
geológicas do terreno.
A condutividade apresenta valores mais elevados à superfície e mais baixos em
profundidade. Os maiores valores de condutividade estão associados à presença de
água, à maior porosidade e permeabilidade do solo e da rocha alterada. No entanto,
em alguns locais a condutividade elevada prolonga-se em profundidade, situação que
se deverá justificar com a presença de falhas geológicas, onde ocorrerá a circulação de
fluidos.
Os valores da condutividade do terreno registados na área em estudo comprovam a
existência de contaminação, gerada pelos lixiviados resultantes da acumulação de
resíduos. Essa contaminação ocorre essencialmente à superfície, tendo em
determinados locais continuidade em profundidade. Nesta situação, a contaminação
estende-se a uma profundidade que varia entre os 20 e os 30m.
A contaminação da área e a direcção da pluma de contaminação estarão também
relacionadas com as características geológicas descritas. A presença de falhas
geológicas na área em estudo pode constituir caminho preferencial para a circulação
da água subterrânea/lixiviados.
A informação obtida na área em estudo permite localizar a pluma de contaminação
a NNE da antiga lixeira, podendo essa contaminação afectar de forma mais intensa a
água superficial e os terrenos da área envolvente. Estando a lixeira inserida na bacia de
drenagem do rio Mondego e confluindo as linhas de água para a barragem da Aguieira,
será de esperar que estes lixiviados constituam um foco de contaminação dessa água,
contribuindo para a sua degradação. No entanto, não foi possível determinar na
totalidade os limites da pluma de contaminação a jusante, pelo facto de o estudo
realizado não ter abrangido a totalidade da bacia de drenagem das linhas de água
existentes na área estudada.
Os registos feitos nos diferentes pontos de recolha de água permitiram definir como
pontos de referência de água não contaminada a água da mina (ponto 4) e a água do
poço (ponto 7).
A condutividade e a salinidade são os parâmetros medidos onde mais se destaca a
contaminação apresentando os valores mais elevados no tanque de lixiviados e no
piezómetro a jusante.
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De acordo com as medições efectuadas, pode aferir-se acerca da potencial
contaminação da água gerada a partir do volume de resíduos acumulado no espaço da
antiga lixeira. Com efeito, a água existente nos diferentes locais a jusante pode estar
afectada pela pluma de contaminação gerada pelos lixiviados produzidos.
Na área envolvente da lixeira selada os terrenos são aproveitados para a prática
agrícola e pastoreio, onde a água assume um papel preponderante, sendo conveniente
limitar a sua utilização.
O trabalho realizado permite concluir que a área em estudo se apresenta
contaminada, afectando quer os solos, quer a água. Apesar de ser essencialmente
superficial, a contaminação estender-se-á em profundidade em alguns locais.
De acordo com o estudo efectuado, considera-se que a área em estudo deverá ser
sujeita a um trabalho contínuo de monitorização.
Para este espaço, propõem-se as seguintes acções minimizadoras:
A realização na lixeira selada e sua envolvente de uma monitorização mais
intensa e rigorosa devendo a recolha de água ser efectuada não apenas nos
piezómetros e tanque de lixiviados, mas também na água superficial, uma vez
que esta é utilizada na actividade agro pastoril.
Maior área de amostragem dos pontos de água da região.
Verificação do eventual alargamento da contaminação à albufeira da
barragem da Aguieira, através da principal linha de água existente na área.
Futura campanha de prospecção geofísica para determinação da evolução da
pluma de contaminação, designadamente a sua extensão e sentido.
Realização de análises químicas da água dos diferentes pontos, para
determinação e quantificação dos contaminantes.
Prevê-se que a pluma de contaminação gerada pelos lixiviados se continue a
movimentar, continuando a afectar os solos e a água, tornando essa área mais
vulnerável, no que concerne à degradação ambiental.
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Tema 3 - Geodinâmicas: entre os processos naturais e socioambientais
BIBLIOGRAFIA
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Comunicação 94, 9º. Congresso da Água, Associação Portuguesa dos Recursos
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http://portugal.veraki.pt/concelhos/ consultado em 26/03/2009
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