Hidrogeologia: Armazenamento e Fluxo da Água Subterrânea

Hidrogeologia: Armazenamento e Fluxo da Água Subterrânea

A hidrogeologia é a ciência que estuda a ocorrência, o movimento e a qualidade da água subterrânea em formações geológicas, chamadas aquíferos. Compreender a dinâmica da água no subsolo é essencial para o planejamento do uso sustentável dos recursos hídricos, prevenção de contaminação, instalação de poços, irrigação e abastecimento urbano.

Armazenamento e características dos aquíferos

A água subterrânea é armazenada nos aquíferos, que podem ser:

• Aquíferos livres (ou não confinados): a água está em contato direto com a atmosfera através de poros do solo.

• Aquíferos confinados: a água está aprisionada entre camadas impermeáveis, sob pressão.

As propriedades que controlam o armazenamento e o fluxo da água incluem:

• Porosidade: proporção de vazios no solo ou rocha que podem conter água.

• Permeabilidade: facilidade da água fluir pelos poros ou fraturas.

• Espessura do aquífero: influencia o volume total de água disponível.

Lençol freático e superfície potenciométrica

É fundamental diferenciar lençol freático de superfície potenciométrica:

• Lençol freático: é o nível da água em um aquífero não confinado, onde a pressão da água é igual à atmosférica. Pode variar com as estações do ano, precipitação e uso humano.

• Superfície potenciométrica: representa o nível ao qual a água subiria em poços perfurados em um aquífero confinado, refletindo a energia ou pressão da água no subsolo.

Enquanto o lençol freático segue aproximadamente o contorno do terreno, a superfície potenciométrica tende a ser mais suave, revelando o gradiente hidráulico e a direção do fluxo subterrâneo.

Carga hidráulica e fluxo de água

A carga hidráulica é a energia disponível da água em um ponto do aquífero, expressa em metros ou unidades de pressão. Ela determina a direção do fluxo, que ocorre das regiões de maior carga hidráulica para regiões de menor carga.

A água subterrânea infiltra-se em áreas elevadas, chamadas áreas de recarga, e desloca-se para áreas baixas, áreas de descarga, como rios, lagos ou o mar. Poços multinível podem detectar fluxos descendentes (de camadas superiores para inferiores) ou ascendentes (do fundo para camadas superiores).

Poços: monitoramento vs piezométrico

• Poço de monitoramento: perfurado para medir níveis de água e qualidade em diferentes profundidades. Permite análise detalhada de fluxos ascendentes ou descendentes em um aquífero multinível.

• Poço piezométrico: mede a carga hidráulica em um ponto específico, fornecendo informações para construção da superfície potenciométrica.

A escolha entre um poço piezométrico e um poço de monitoramento depende do objetivo do estudo: avaliação detalhada de fluxos internos ou medição do nível global do aquífero.

Mapas potenciométricos: conceito e necessidade

O mapa potenciométrico é uma ferramenta essencial para compreender a dinâmica do aquífero confinado. Ele representa, por meio de linhas de mesma carga hidráulica (isohipsas), a superfície imaginária que indica para onde a água tende a fluir.

Para construir um mapa potenciométrico é necessário:

1. Medir o nível da água em poços: cada poço fornece o nível da água em relação ao topo do poço, refletindo a carga hidráulica local.

2. Definir a cota altimétrica absoluta: a medição do nível da água deve ser referida a um ponto fixo, normalmente o nível médio do mar, garantindo comparabilidade entre diferentes poços.

3. Mínimo de três pontos de medição: para gerar uma superfície, é necessário pelo menos três poços com medições em diferentes locais. Quanto maior o número de poços, mais detalhado e preciso será o mapa.

O mapa potencial permite:

• Determinar a direção preferencial do fluxo da água subterrânea.

• Localizar áreas de recarga e descarga.

• Avaliar gradientes hidráulicos, que indicam a velocidade e intensidade do fluxo.

• Planejar a instalação de poços de captação e proteger o aquífero de contaminações.

Direção do fluxo e áreas de recarga e descarga

• Áreas de recarga: regiões elevadas e permeáveis onde a água da chuva ou de rios infiltra no solo.

• Áreas de descarga: locais onde a água emerge, alimentando nascentes, rios, lagos ou o mar.

Poços multinível podem indicar fluxos complexos, como correntes ascendentes de camadas profundas para rasas ou descendentes de camadas superiores para inferiores. A interpretação correta desses fluxos é essencial para gestão sustentável do recurso hídrico.