ST 045 - Unicamp

FACULDADE DE TECNOLOGIA / UNICAMP
FT / UNICAMP – CAMPUS 1 - LIMEIRA - SP
ST 045
HIDROLOGIA DAS ÁGUAS
SUBTERRÂNEAS
Prof. Hiroshi Paulo Yoshizane
[email protected]
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
CEP 13083-970 , CAMPINAS, SP. BRASIL
www.unicamp.br
FACULDADE DE TECNOLOGIA / UNICAMP
FT/UNICAMP – CAMPUS 1 - LIMEIRA - SP
DTCC – DIVISÃO TENOLÓGICA DE CONSTRUÇÃO CIVIL
DTSA – DIVISÃO TECNOLÓGICA DE SANEAMENTO
FACULDADE DE TECNOLOGIA / UNICAMP
FT / UNICAMP – CAMPUS 1 - LIMEIRA - SP
DTCC – DIVISÃO TENOLÓGICA DE CONSTRUÇÃO CIVIL
DTSA – DIVISÃO TECNOLÓGICA DE SANEAMENTO
R. Paschoal Marmo, 1888 - CEP:13484-332 - Jd. Nova Itália - Limeira, SP
Contato: (19) 2113-3368 / 2113-3339 ou [email protected]
Limeira, SP. - Brasil
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
CEP 13083-970 , CAMPINAS, SP. BRASIL
20 DE AGOSTO DE 2009
SALA - SA18 – 21:30 hs
ST - 045 - Hidrologia das Águas Subterrâneas
Pré-requisito: ST - 306 ( Hidrologia e drenagem )
EMENTA
1-Recursos hídricos.
2-Tipos de aqüífero.
3-Origem e distribuição de águas subterrâneas.
4-Processos físicos do fluxo de água em meios porosos e fraturados.
5-Métodos de investigação das águas subsuperficiais e subterrâneas.
6-Noções de hidrogeoquímica de águas subterrâneas. Físicoquímica dos
processos de contaminação de águas subterrâneas.
7-Processos de descontaminação e remediação de áreas contaminadas.
8-Estudos de casos.
S É C U L O XXI
ÁGUA - O MAIOR DESAFIO DA HUMANIDADE E DO MEIO AMBIENTE
ÁGUA !
POTABILIDADE
QUALIDADE
ORGANIZAÇÃO
SUBSISTÊNCIA
e
DESENVOLVIMENTO
CAPTAÇÃO - FONTE
EQUILÍBRIO
e
SUSTENTABILIDADE
RESERVAMENTO
SAÚDE!
QUANTIDADE
INVESTIMENTO
O que é
SAUDE ?
DISTRIBUIÇÃO
► A ÁGUA é essencial à Vida
► A ciência mostra que a vida originou na água e que
é a matéria predominante nos organismos vivos.
► Não há um tipo de vida que dispense o uso da água:
► para beber e cozinhar;
► para a higiene pessoal e do lugar onde vivemos;
► para uso industrial; para irrigação das plantações;
► para geração de energia; e para navegação.
► Mas, mesmo com tanta água disponível, é um recurso restrito!
PRECISAMOS PRESERVAR E CONSERVAR !
MAS !
COMO REALIZAR ?
1- RECURSOS HÍDRICOS
►
►
Encontrado em três estados físicos da matéria:
• sólido ( gelo ),
• gasoso ( vapor ),
• líquido ( solução ).
Captação : (mananciais)
• de rios,
• lagos, represas e
• aqüíferos (águas subterrâneas)
1- RECURSOS HÍDRICOS
¨
Na natureza: ¨RENOVÁVEL¨
Composição “ Estado líquido ”:
► (gases dissolvidos) • oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio.
• sais, como nitratos, cloretos e carbonatos.
► (solução líquida)
• sólidos, poeira e areia em suspensão.
► (partículas)
► (outras substâncias) • dão cor e gosto à água.
► (Íons reativos) • tornam a água alcalina ou ácida.
► (temperatura) • variam com a profundidade e local, e influenciam:
• químicamente.
• bacteriológicamente.
1- RECURSOS HÍDRICOS
►
CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
• Começa a se compor ainda em seu trajeto atmosférico.
As partículas sólidas e os gases atmosféricos se dissolvem nas
águas que se precipitam sobre a superfície da terrestre.
Em forma de nevoeiro,
Em forma de neblina,
Em forma de chuva,
NEVOEIRO
►Minúsculas gotículas de água em suspensão numa camada
de ar próxima à superfície.
►Por convenção internacional: ( importante saber )
•Nevoeiro é quando a visibilidade horizontal é inferior a
1.000m;
•Neblina é quando a visibilidade horizontal é superior a
1.000m;
►É uma nuvem rente ao solo e se forma quando o ar
atmosférico se satura por resfriamentos:
de ar )
• radiativo ( perda de calor da superfície para o ar adjacente )
• advectivo ( deslocamento de ar por ação do vento ou correntes
• por expansão (sem troca de calor com o meio )
• por adição de vapor d’água ( por evaporação e transpiração )
▶ NEBLINA - NEVOEIRO - SERRAÇÃO
Rodovia SP 310 – 06/2007 – Foto prof Hiroshi
• É a condensação que ocorre junto à superficie.
• É causado pelo resfriamento do ar quente e úmido em contato com
uma superfícia sólida ou líquida mais fria.
• O ar quente perde calor para a superfície, fazendo com que o vapor de
água se condense.
• Não é tóxica.
SEGURANÇA NAS ESTRADAS
SOB NEVOEIRO
QUANDO VISIVEL
Rodovia SP 127 – 04/ 07/2009 – Foto prof Hiroshi
Rodovia SP 127 – 04/ 07/2009 – Foto prof Hiroshi
Nevoeiro é quando a visibilidade horizontal é inferior a 1.000m;
Neblina é quando a visibilidade horizontal é superior a 1.000m;
SEGURANÇA NAS ESTRADAS
Rodovia SP 127 – 04/ 07/2009 – Foto prof Hiroshi
SEGURANÇA NAS ESTRADAS
Rodovia SP 127 – 04/ 07/2009 – Foto prof Hiroshi
Rodovia SP 160 – NOVA IMIGRANTES – foto prof. Hiroshi
NEVOEIRO DE RADIAÇÃO
►Condições de ocorrência:
• noites com céu limpo,
• ventos de superfície fracos,
• umidade relativa de média a alta quantidade,
• com a alta umidade relativa, o resfriamento reduz a
temperatura do ar até atingir a temperatura de ponto
de orvalho formando nuvens,
• se o ar atmosférico se manter estável e calmo forma o
nevoeiro raso (delgado),
• com ventos de 3 a 4 km/h., ocorre um nevoeiro mais
espesso.
►INFLUÊNCIA DOS VENTOS:
• Vento fraco :
Gera uma mistura fraca, e transfere calor para a superfície fria, e
influencia numa camada maior resfriando até abaixo do ponto de
orvalho o que faz o nevoeiro se elevar de 10 a 30 metros sem dispersão.
• Vento calmo :
Não induz a mistura e transfere calor por condução, assim, sendo o ar
mau condutor de calor, somente uma fina camada de ar próxima ao
solo se resfria até a saturação.
• Vento muito calmo :
Favorecem a formação de orvalho ou de geada ao invés do nevoeiro de
radiação.
• Vento forte :
O ar úmido em níveis mais baixos se misturam com o ar mais seco em
níveis acima e a umidade relativa se reduz impedindo a formação dos
nevoeiros de radiação.
ORVALHO
• São conseqüências do resfriamento radiativo noturno.
• À noite, objetos sobre a superfície da Terra emitem radiação terrestre
(calor radiante – quantum de energia) para a atmosfera, resfriando-se.
• A atmosfera então emite radiação terrestre de volta para a superfície, em
que parte é absorvida pelo objeto, assim se aquecendo.
• Numa noite com céu limpo ( baixo efeito estufa ) e também calma e
estável ( sem convecção ), o objeto emite mais radiação do que recebe da
atmosfera e a superfície do objeto vai se tornando cada mais frio que o ar
atmosférico de seu entorno e passa a resfriar o próprio ar.
• O ar atmosférico do entorno começa a se saturar e se estiver acima do
ponto de congelamento, o vapor d’água condensa-se
sobre o objeto
em forma de orvalho.
ENTÃO : Orvalho ? Não é precipitação !
GEADA
• Se a temperatura do ar estiver abaixo da temperatura de
congelamento,
o vapor d’água deposita-se como geada, e se depositar-se sobre as
plantas, passa a congelar a seiva.
• A geada também não é precipitação, porque ela não vem das
nuvens, e
sim se desenvolve no local, sobre as superfícies dos objetos e corpos.
• É o fenômeno que ocorre quando gotículas se formam ao lado
externo
de uma latinha de cerveja gelada ou refrigerante gelado ou de um copo
de vidro com água gelada.
ENTÃO : Geada ? Não é precipitação !
A FÍSICA é LINDA e FASCINANTE !
ORVALHO ( imagens ) fotos prof. Hiroshi
gramado
Chapa de ferro
Chapa de inox
Tubo de ferro
EXEMPLOS DE ORVALHO - fotos prof. Hiroshi
Taça com água à 6°° C
Taça com água à 6°° C
Taça com água à 8°° C
caneca com água à 7°° C
Taça com água à 7°° C
O QUE É A GEADA FÍSICAMENTE ?
É o congelamento do orvalho depositado na superfície foliar
da planta, durante as madrugadas frias e úmidas, típicas
no domínio e vanguarda das frentes frias e avanços das
massas polares de atmosféricas.
Este congelamento não requer uma temperatura do ar de 0°°C
ou menos.
Analisando físicamente, denomina-se técnicamente de
temperatura de relva, quando a temperatura superfície
foliar da planta, estiver atingindo até 5°°C à menos que a
do ar atmosférico, passando sim a depender da perda
radioativa da superfície.
As maiores conseqüências são sofridas pelas agricultura e
pecuária em regiões de climas tropical e subtropical, que em
muitas vezes requerem uma interferência governamental, com
subsídios, para evitar especulações nos preços do mercado
consumidor.
Como exemplo:
-Cafeicultura,
-Citricultura,
-Hortifruticultura,
-Cerealiculturas diversas,
-Bananicultura,
-Tomaticultura,
-As Pecuárias de modo geral.
GEADA PRETA OU NEGRA
Ocorre quando a seiva da planta se congela pela
exposição direta ao fluxo do vento frio, carreadas
pela ação de uma massa de ar polar.
É muito devastadora e ocorrem em regiões serranas
de latitudes altas, no Brasil abrange principalmente
nas regiões serranas do sul.
Se formam pelo vento muito frio incidente sobre as
plantas, ocorrendo em situações sem deposição de
gelo na superfície da planta, e ocorrem a qualquer
hora do dia com ar seco e frio predominante
GEADA ( imagens )
FACULDADE DE TECNOLOGIA / UNICAMP
FT / UNICAMP – CAMPUS 1 - LIMEIRA - SP
ST 045
HIDROLOGIA DAS ÁGUAS
SUBTERRÂNEAS
Prof. Hiroshi Paulo Yoshizane
[email protected]
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
CEP 13083-970 , CAMPINAS, SP. BRASIL
www.unicamp.br
FACULDADE DE TECNOLOGIA / UNICAMP
FT/UNICAMP – CAMPUS 1 - LIMEIRA - SP
DTCC – DIVISÃO TENOLÓGICA DE CONSTRUÇÃO CIVIL
DTSA – DIVISÃO TECNOLÓGICA DE SANEAMENTO
FACULDADE DE TECNOLOGIA / UNICAMP
FT / UNICAMP – CAMPUS 1 - LIMEIRA - SP
DTCC – DIVISÃO TENOLÓGICA DE CONSTRUÇÃO CIVIL
DTSA – DIVISÃO TECNOLÓGICA DE SANEAMENTO
R. Paschoal Marmo, 1888 - CEP:13484-332 - Jd. Nova Itália - Limeira, SP
Contato: (19) 2113-3368 / 2113-3339 ou [email protected]
Limeira, SP. - Brasil
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
CEP 13083-970 , CAMPINAS, SP. BRASIL
20 DE AGOSTO DE 2009
SALA - SA18 – 21:30 hs
ST - 045 - Hidrologia das Águas Subterrâneas
Pré-requisito: ST - 306 ( Hidrologia e drenagem )
EMENTA
1-Recursos hídricos.
2-Tipos de aqüífero.
3-Origem e distribuição de águas subterrâneas.
4-Processos físicos do fluxo de água em meios porosos e fraturados.
5-Métodos de investigação das águas subsuperficiais e subterrâneas.
6-Noções de hidrogeoquímica de águas subterrâneas. Físicoquímica dos
processos de contaminação de águas subterrâneas.
7-Processos de descontaminação e remediação de áreas contaminadas.
8-Estudos de casos.
S É C U L O XXI
ÁGUA - O MAIOR DESAFIO DA HUMANIDADE E DO MEIO AMBIENTE
ÁGUA !
POTABILIDADE
QUALIDADE
ORGANIZAÇÃO
SUBSISTÊNCIA
e
DESENVOLVIMENTO
CAPTAÇÃO - FONTE
EQUILÍBRIO
e
SUSTENTABILIDADE
RESERVAMENTO
SAÚDE!
QUANTIDADE
INVESTIMENTO
O que é
SAUDE ?
DISTRIBUIÇÃO
► A ÁGUA é essencial à Vida
► A ciência mostra que a vida originou na água e que
é a matéria predominante nos organismos vivos.
► Não há um tipo de vida que dispense o uso da água:
► para beber e cozinhar;
► para a higiene pessoal e do lugar onde vivemos;
► para uso industrial; para irrigação das plantações;
► para geração de energia; e para navegação.
► Mas, mesmo com tanta água disponível, é um recurso restrito!
PRECISAMOS PRESERVAR E CONSERVAR !
MAS !
COMO REALIZAR ?
1- RECURSOS HÍDRICOS
►
►
Encontrado em três estados físicos da matéria:
• sólido ( gelo ),
• gasoso ( vapor ),
• líquido ( solução ).
Captação : (mananciais)
• de rios,
• lagos, represas e
• aqüíferos (águas subterrâneas)
1- RECURSOS HÍDRICOS
¨
Na natureza: ¨RENOVÁVEL¨
Composição “ Estado líquido ”:
► (gases dissolvidos) • oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio.
► (solução líquida)
• sais, como nitratos, cloretos e carbonatos.
► (partículas)
• sólidos, poeira e areia em suspensão.
► (outras substâncias) • dão cor e gosto à água.
► (Íons reativos) • tornam a água alcalina ou ácida.
► (temperatura) • variam com a profundidade e local, e influenciam:
• químicamente.
• bacteriológicamente.
1- RECURSOS HÍDRICOS
►
CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
• Começa a se compor ainda em seu trajeto atmosférico.
As partículas sólidas e os gases atmosféricos se dissolvem nas
águas que se precipitam sobre a superfície da terrestre.
Em forma de nevoeiro,
Em forma de neblina,
Em forma de chuva,
NEVOEIRO
►Minúsculas gotículas de água em suspensão numa camada
de ar próxima à superfície.
►Por convenção internacional: ( importante saber )
•Nevoeiro é quando a visibilidade horizontal é inferior a
1.000m;
•Neblina é quando a visibilidade horizontal é superior a
1.000m;
►É uma nuvem rente ao solo e se forma quando o ar
atmosférico se satura por resfriamentos:
de ar )
• radiativo ( perda de calor da superfície para o ar adjacente )
• advectivo ( deslocamento de ar por ação do vento ou correntes
• por expansão (sem troca de calor com o meio )
• por adição de vapor d’água ( por evaporação e transpiração )
▶ NEBLINA - NEVOEIRO - SERRAÇÃO
Rodovia SP 310 – 06/2007 – Foto prof Hiroshi
• É a condensação que ocorre junto à superficie.
• É causado pelo resfriamento do ar quente e úmido em contato com
uma superfícia sólida ou líquida mais fria.
• O ar quente perde calor para a superfície, fazendo com que o vapor de
água se condense.
• Não é tóxica.
SEGURANÇA NAS ESTRADAS
SOB NEVOEIRO
QUANDO VISIVEL
Rodovia SP 127 – 04/ 07/2009 – Foto prof Hiroshi
Rodovia SP 127 – 04/ 07/2009 – Foto prof Hiroshi
Nevoeiro é quando a visibilidade horizontal é inferior a 1.000m;
Neblina é quando a visibilidade horizontal é superior a 1.000m;
SEGURANÇA NAS ESTRADAS
Rodovia SP 127 – 04/ 07/2009 – Foto prof Hiroshi
SEGURANÇA NAS ESTRADAS
Rodovia SP 127 – 04/ 07/2009 – Foto prof Hiroshi
Rodovia SP 160 – NOVA IMIGRANTES – foto prof. Hiroshi
NEVOEIRO DE RADIAÇÃO
►Condições de ocorrência:
• noites com céu limpo,
• ventos de superfície fracos,
• umidade relativa de média a alta quantidade,
• com a alta umidade relativa, o resfriamento reduz a
temperatura do ar até atingir a temperatura de ponto
de orvalho formando nuvens,
• se o ar atmosférico se manter estável e calmo forma o
nevoeiro raso (delgado),
• com ventos de 3 a 4 km/h., ocorre um nevoeiro mais
espesso.
►INFLUÊNCIA DOS VENTOS:
• Vento fraco :
Gera uma mistura fraca, e transfere calor para a superfície fria, e
influencia numa camada maior resfriando até abaixo do ponto de
orvalho o que faz o nevoeiro se elevar de 10 a 30 metros sem dispersão.
• Vento calmo :
Não induz a mistura e transfere calor por condução, assim, sendo o ar
mau condutor de calor, somente uma fina camada de ar próxima ao
solo se resfria até a saturação.
• Vento muito calmo :
Favorecem a formação de orvalho ou de geada ao invés do nevoeiro de
radiação.
• Vento forte :
O ar úmido em níveis mais baixos se misturam com o ar mais seco em
níveis acima e a umidade relativa se reduz impedindo a formação dos
nevoeiros de radiação.
ORVALHO
• São conseqüências do resfriamento radiativo noturno.
• À noite, objetos sobre a superfície da Terra emitem radiação terrestre
(calor radiante – quantum de energia) para a atmosfera, resfriando-se.
• A atmosfera então emite radiação terrestre de volta para a superfície, em
que parte é absorvida pelo objeto, assim se aquecendo.
• Numa noite com céu limpo ( baixo efeito estufa ) e também calma e
estável ( sem convecção ), o objeto emite mais radiação do que recebe da
atmosfera e a superfície do objeto vai se tornando cada mais frio que o ar
atmosférico de seu entorno e passa a resfriar o próprio ar.
• O ar atmosférico do entorno começa a se saturar e se estiver acima do
ponto de congelamento, o vapor d’água condensa-se
sobre o objeto
em forma de orvalho.
ENTÃO : Orvalho ? Não é precipitação !
GEADA
• Se a temperatura do ar estiver abaixo da temperatura de
congelamento,
o vapor d’água deposita-se como geada, e se depositar-se sobre as
plantas, passa a congelar a seiva.
• A geada também não é precipitação, porque ela não vem das
nuvens, e
sim se desenvolve no local, sobre as superfícies dos objetos e corpos.
• É o fenômeno que ocorre quando gotículas se formam ao lado
externo
de uma latinha de cerveja gelada ou refrigerante gelado ou de um copo
de vidro com água gelada.
ENTÃO : Geada ? Não é precipitação !
A FÍSICA é LINDA e FASCINANTE !
ORVALHO ( imagens ) fotos prof. Hiroshi
gramado
Chapa de ferro
Chapa de inox
Tubo de ferro
EXEMPLOS DE ORVALHO - fotos prof. Hiroshi
Taça com água à 6°° C
Taça com água à 6°° C
Taça com água à 8°° C
caneca com água à 7°° C
Taça com água à 7°° C
O QUE É A GEADA FÍSICAMENTE ?
É o congelamento do orvalho depositado na superfície foliar
da planta, durante as madrugadas frias e úmidas, típicas
no domínio e vanguarda das frentes frias e avanços das
massas polares de atmosféricas.
Este congelamento não requer uma temperatura do ar de 0°°C
ou menos.
Analisando físicamente, denomina-se técnicamente de
temperatura de relva, quando a temperatura superfície
foliar da planta, estiver atingindo até 5°°C à menos que a
do ar atmosférico, passando sim a depender da perda
radioativa da superfície.
As maiores conseqüências são sofridas pelas agricultura e
pecuária em regiões de climas tropical e subtropical, que em
muitas vezes requerem uma interferência governamental, com
subsídios, para evitar especulações nos preços do mercado
consumidor.
Como exemplo:
-Cafeicultura,
-Citricultura,
-Hortifruticultura,
-Cerealiculturas diversas,
-Bananicultura,
-Tomaticultura,
-As Pecuárias de modo geral.
GEADA PRETA OU NEGRA
Ocorre quando a seiva da planta se congela pela
exposição direta ao fluxo do vento frio, carreadas
pela ação de uma massa de ar polar.
É muito devastadora e ocorrem em regiões serranas
de latitudes altas, no Brasil abrange principalmente
nas regiões serranas do sul.
Se formam pelo vento muito frio incidente sobre as
plantas, ocorrendo em situações sem deposição de
gelo na superfície da planta, e ocorrem a qualquer
hora do dia com ar seco e frio predominante
GEADA ( imagens )