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Águas subterrâneas
 A Terra possui tanta água que recebeu o apelido de Planeta Água, desde a primeira vez em que foi visualizada do espaço, pela inconfundível predominância desta substância quer na sua atmosfera, como na sua superfície, sob a forma de oceanos e mares ou como gelo, nas calotas polares.

O Ciclo Hidrológico 

A água é um recurso renovável, graças ao interminável Ciclo Hidrológico, em atividade desde a formação da hidrosfera e da atmosfera, aproximadamente 3,8 bilhões de anos atrás. O ciclo consiste nas fases que a água percorre em sua trajetória no globo terrestre, envolvendo os estados líquido, gasoso e sólido, um verdadeiro mecanismo vivo que mantém a vida no planeta. Desse modo, a água evapora-se dos mares, rios e lagos e transpira da vegetação, formando as nuvens, que precipitam-se sob a forma de chuvas. Ao atingir o solo, parte da água das chuvas infiltra-se, abastecendo os aqüíferos, enquanto outra parte escoa para os rios, lagos e mares, onde recomeça o ciclo. Segundo o Programa Hidrológico Internacional (UNESCO, 1998) o Ciclo Hidrológico envolve um volume de água de 577.200 km3/ano.

Ciclo hidrológico, com a indicação dos volumes de água envolvidos no processo (in Rebouças, 1999)


A Crise da Água

Contudo, o mundo atual se depara com uma crise de escassez de água no horizonte. Como isso é possível?

Embora o volume total de água existente na Terra seja de 1.386 milhões de km3, 97,5 % deste total é constituído pelos oceanos, mares e lagos de água salgada (Shiklomanov, 1998 in IHP, UNESCO ou in Rebouças, 1999). Na parte formada pela água doce, mais de 2/3 estão nas calotas polares e geleiras, inacessíveis para o uso humano pelos meios tecnológicos atuais. Vendo as coisas dessa forma, restam apenas cerca de 1% da água para a vida nas terras emersas. Nesta parcela a água subterrânea corresponde a 97,5%, perfazendo um volume de 10,53 milhões de km3. Deste ponto de vista foi formulado o conceito da água como um recurso finito.

Distribuição da água no planeta.
(Fonte: Fetter, C.W. Applied Hidrogeology. New Jersey, 1994)


O prognóstico da crise da água em um prazo de algumas décadas tem por base o crescimento da população mundial (atualmente 6 bilhões de habitantes), o consumo mínimo de 1.000 m3/habitante/ano, adotado pelas Nações Unidas e o volume estocado nos rios e lagos (cerca de 180 mil km3). Apesar do consumo atual da humanidade representar 11% da descarga anual dos rios, estimada em 41.000 km3, o recurso é distribuído desigualmente no planeta. Enquanto um grupo de países ricos em água têm uma descarga de rios de 1 a 6 trilhões de m3/ano, no grupo de países mais pobres essa descarga fica no intervalo de apenas 15 a 900 bilhões m3/ano (Margat, 1998 in Rebouças, 1999), com países já em situação de “estresse de água”.

O Brasil, o país mais rico em água do mundo, tem uma descarga dos rios de 6,22 trilhões de m3/ano. Apesar da grande disponibilidade do Brasil, vivemos situações de escassez no Nordeste, principalmente durante as periódica secas. Esse problema vem se manifestando em outras partes do país devido a falhas de suprimento e pela cultura de desperdício, além de fatores climáticos. Recentemente, tivemos racionamentos em Recife e na Região Metropolitana de São Paulo. No Rio de Janeiro o sistema de abastecimento é também deficiente tanto na capital como na Região Metropolitana e nos municípios da Região dos Lagos, em particular, onde muitas vezes se configura um quadro de escassez.

Água Subterrânea e Aqüíferos

A água subterrânea é a parcela da água que permanece no subsolo, onde flui lentamente até descarregar em corpos de água de superfície, ser interceptada por raízes de plantas ou ser extraída em poços. Tem papel essencial na manutenção da umidade do solo, do fluxo dos rios, lagos e brejos. A água subterrânea é também responsável pelo fluxo de base dos rios, sendo responsável pela sua perenização durante os períodos de estiagem. Essa contribuição em todo o mundo é da ordem de 13.000 km3/ano (World Resources Institute, 1991 in Rebouças, 1999), quase 1/3 da descarga dos rios.

Em determinadas áreas, como regiões áridas e certas ilhas, a água subterrânea pode ser o único recurso hídrico disponível para uso humano. Geralmente ela dispensa tratamento, economizando na execução de grandes obras como barragens e adutoras. Mais da metade da população do mundo depende da água subterrânea para suprimento de suas necessidades de água potável.

As águas subterrâneas estão contidas nos solos e formações geológicas permeáveis denominadas aqüíferos. Existem três tipos primários de aqüíferos:

Tipos de Aqüífero
(Fonte da Figura: UNESCO, 1992, Ground Water. Environment and Development - Briefs. No. 2. - traduzida e adaptada pelo DRM/RJ)


Aqüífero poroso - aquele no qual a água circula nos poros dos solos e grãos constituintes das rochas sedimentares ou sedimentos;

Aqüífero cárstico – aquele no qual a água circula pelas aberturas ou cavidades causadas pela dissolução de rochas, principalmente nos calcários;

Aqüífero fissural - aquele no qual a água circula pelas fraturas, fendas e falhas nas rochas.

Aqüíferos Livres e Confinados

As formações geológicas portadoras de água superpostas por camadas impermeáveis são denominadas aqüíferos confinados. O seu reabastecimento ou recarga, através das chuvas, dá-se somente nos locais onde a formação aflora à superfície. Neles o nível hidrostático encontra-se sob pressão, causando artesianismo nos poços que captam suas águas. Já os aqüíferos livres são aqueles constituídos por formações geológicas superficiais, totalmente aflorantes, portanto com a recarga no próprio local, em toda a extensão da formação. Os aqüíferos livres têm a chamada recarga direta e os aqüíferos confinados, a recarga indireta.

Aqüífero livre.
(Fonte: Fetter, C.W. Applied Hidrogeology. New Jersey, 1994 - traduzida e adaptada pelo DRM/RJ)

 

Aqüífero confinado e artesianismo.
(Fonte: Fetter, C.W. Applied Hidrogeology. New Jersey, 1994 - traduzida e adaptada pelo DRM/RJ)


Funções dos Aqüíferos

Além da função de produção, os aqüíferos podem cumprir algumas outras funções, como:

Função estocagem e regularização

Corresponde à utilização do aqüífero para estocar excedentes de água que ocorrem durante as enchentes dos rios, correspondentes à capacidade máxima das estações de tratamento durante os períodos de demanda baixa, ou referentes ao reuso de efluentes domésticos e/ou industriais. Esses volumes infiltrados serão bombeados durante as picos sazonais de demanda durante períodos de escassez ou situações de emergência resultantes de acidentes naturais como avalanches, enchentes e outros tipos de acidentes que reduzem a capacidade do sistema básico de água da metrópole.

Função filtro

Corresponde à utilização da capacidade filtrante e de depuração biogeoquímica do maciço natural permeável. Para isso são implantados poços a distâncias adequadas de rios perenes, lagoas, lagos ou reservatórios, para extrair água naturalmente clarificada e purificada, reduzindo substancialmente os custos dos processos convencionais de tratamento.

A Gestão Sustentável da Água

A água é um dos recursos naturais mais importantes, cuja utilização deve ser feita de maneira a não comprometer a disponibilidade para as gerações futuras. Sua disponibilidade é hoje limitada não apenas quanto à quantidade mas também pela qualidade. Um dos maiores desafios atuais para o desenvolvimento sustentável será minimizar os efeitos da escassez permanente ou sazonal e da poluição da água. A água para a conservação dos ecossistemas também deverá receber mais atenção como tema sócio-político. Será imprescindível que os novos projetos para atender a demanda sejam concebidos dentro de uma perspectiva de sustentabilidade econômica, social e ambiental. A solução vai exigir tanto a exploração cuidadosa de novas fontes, quanto medidas para estimular o uso mais eficiente da água (Salati, Lemos e Salati, 1999).

Para enfrentar os desafios da escassez e da poluição, a grande ferramenta será a gestão do suprimento e da demanda de água. A gestão do suprimento significa a adoção de políticas e ações relativas à quantidade e qualidade da água desde sua captação até o sistema de distribuição. A perspectiva de suprimento a partir de águas de superfície vem se tornando cada dia mais difícil, em virtude do crescimento dos custos de construção, devido às distâncias cada vez maiores dessas fontes, exigindo obras de grande porte e complexidade, além de acirrada oposição dos ambientalistas. A gestão da demanda trata do uso eficiente e de ações para evitar o desperdício. Dessa forma além de medidas para reduzir o índice elevado de perdas nas redes públicas, mas também a adoção de práticas e técnicas mais racionais de uso, a exemplo da irrigação por gotejamento na agricultura (Salati, Lemos e Salati, 1999).

O Papel Estratégico das Águas Subterrâneas

Perfazendo 97,5% da água doce acessível pelos meios tecnológicos atuais, com um volume de 10,53 milhões de km3, armazenado até 4.000 metros de profundidade (Rebouças, 1999), as águas subterrâneas tornam-se estratégicas para a humanidade. Além de mais protegidas contra a poluição e os efeitos da sazonalidade, apresentam em geral boa qualidade, decorrente do “tratamento” obtido da sua percolação no solo e subsolo. Seu aproveitamento tem se revelado uma alternativa mais econômica, evitando custos crescentes com represas e adutoras e dispensando tratamento, na maioria dos casos.

Distribuição da água doce no planeta e a participação das águas subterrâneas (in Rebouças, 1999)


A UNESCO avalia que 75% do abastecimento público da Europa seja feito por água subterrânea, índice que chega de 90 a 100% na Alemanha, Áustria, Bélgica, Holanda e Suécia. Após o acidente nuclear de Chernobyl, seu uso tende a crescer por terem se revelado uma via mais segura. Nos Estados Unidos são extraídos mais de 120 bilhões de m3/ano, atendendo mais de 70% do abastecimento público e das indústrias. No Brasil, um grande número de cidades de pequeno e médio porte do sul do país, suprem suas necessidades de água a partir do Aqüífero Guarani, o maior do mundo, com uma reserva de 48.000 km3 (Rebouças, 1999), sendo 80% de sua ocorrência em território brasileiro. Capitais estaduais como São Luís, Maceió e Natal são abastecidas por água subterrânea, assim como 80% das cidades do Estado de São Paulo.

A Gestão das Águas Subterrâneas

A gestão das águas subterrâneas não pode ser dissociada da das águas superficiais, haja visto as duas possuírem uma inter-relação na fase líquida do ciclo hidrológico. Nesses termos, as duas poderiam ser consideradas como tão somente a água em sua fases superficial e subterrânea. Ou seja, a água subterrânea tanto pode tornar-se superficial nas nascentes de um rio ou alimentando-o pela base, como um rio pode alimentar um reservatório natural de água subterrânea, como costuma acontecer em certas regiões de clima seco. Este pressuposto, sustenta a moderna visão de gestão integrada da água, entrando os dois tipos de água na contabilidade geral das disponibilidades hídricas.

Interação entre água superficial e água subterrânea.
(Fonte: Fetter, C.W. Applied Hidrogeology. New Jersey, 1994 - traduzida e adaptada pelo DRM/RJ)


Apesar de abundante, a água subterrânea não é inesgotável e, como qualquer recurso natural, tem que ser conservada e usada adequadamente para assegurar a disponibilidade no futuro. No seu caso particular, a conservação deve compatibilizar o uso com as leis naturais que governam a sua ocorrência e reposição. A água subterrânea pode ser retirada de forma permanente e em volumes constantes, por muitos anos, dependendo do volume armazenado no subsolo e das condições climáticas e geológicas de reposição. A água contida em um aqüífero foi acumulada durante muitos anos ou até séculos e é uma reserva estratégica para épocas de pouca ou nenhuma chuva. Se o volume retirado for menor do que a reposição a longo prazo, o bombeamento pode continuar indefinidamente, sem provocar efeitos prejudiciais. Se, por outro lado, o bombeamento exceder as taxas de reposição natural, começa-se a entrar na reserva estratégica, iniciando um processo de rebaixamento do lençol freático, chamado superexplotação. Quando a captação localiza-se em áreas litorâneas todo o cuidado deve ser tomado para evitar a intrusão da água do mar infiltrada, provocando a salinização da água dos poços e, em alguns casos de todo o aqüífero na faixa costeira.

Superexplotação de aqüíferos.
(Fonte da Figura: UNESCO, 1992, Ground Water. Environment and Development - Briefs. No. 2. - traduzida e adaptada pelo DRM/RJ)


Embora mais protegidas, as águas subterrâneas não estão a salvo da poluição e seu aproveitamento envolve um planejamento técnico criterioso, com base no conhecimento de cada ambiente onde se localizam e de suas condições de circulação. Atividades humanas como agricultura, indústria e urbanização podem degradar sua qualidade. Dependendo da sua natureza e localização espacial, os aqüíferos podem ter maior ou menor grau de vulnerabilidade, mas quando ocorre, a poluição é de mais difícil e dispendiosa remediação, entre outras razões, devido ao fluxo lento (centímetros por dia) das águas subterrâneas. A poluição da água subterrânea pode ficar oculta por muitos anos e atingir áreas muito grandes.

Sabe-se que as águas subterrâneas resultam da infiltração das águas das chuvas, portanto é necessário proteger essa ponta do processo. Nos aqüíferos confinados o reabastecimento ocorre somente nos locais onde a formação portadora de água aflora à superfície (zonas de recarga). Estas áreas precisam ser preservadas. Nenhuma atividade potencialmente poluidora deve nelas se instalar, a exemplo de distritos industriais, agricultura tradicional, aterros sanitários, cemitérios, etc.

Contaminação de aqüíferos.
(Fonte da Figura: UNESCO, 1992, Ground Water. Environment and Development - Briefs. No. 2. - traduzida e adaptada pelo DRM/RJ)


Já nos aqüíferos livres, a recarga é direta, isto é, ocorre em toda a superfície acima do lençol freático. Neste caso as medidas de proteção podem variar de acordo com o ambiente geológico e em relação as diversas atividades poluidoras. Em lugares onde o lençol freático for muito próximo à superfície, o uso de fossas sépticas pode ser pernicioso, porque o efluente não inteiramente tratado é lançado diretamente no lençol, contaminando-o.

A - Embora a água contaminada atravesse mais de 100 metros antes de alcançar o Poco 1, a água move-se muito rapidamente através do calcário cavernoso para ser purificada;
B - Como a descarga da fossa séptica percola através de um arenito permeável, ela é purificada em uma distância relativamente curta.
(Fonte da Figura: UNESCO, 1992, Ground Water. Environment and Development - Briefs. No. 2. - traduzida e adaptada pelo DRM/RJ)


Uma grande preocupação são os postos de gasolina. Os casos de vazamento em tanques ou na linha tem sido comuns em qualquer parte do mundo. Segundo a USEPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos) os acidentes chegam a 1.000 por ano naquele país. No Brasil, estima-se que existam 5.700 casos de vazamentos. Soma-se aos vazamentos a contaminação de cursos d’água e do solo resultante da lavagem dos carros. Para evitar esses danos, torna-se necessário a implantação de normas técnicas, cercando de máxima impermeabilização os tanques e pisos desses postos e implantando drenagens e sistemas de tratamento para os efluentes da lavagens de carros.

Contaminação da água subterrânea por postos de gasolina.
(Fonte: Jornal da ABAS - Janeiro/2001)


Corrigir problemas resultantes do uso inadequado pode demandar soluções tecnológicas caras e muito tempo. Assim, os meios mais econômicos e eficazes para assegurar o suprimento de água subterrânea limpa são a proteção e o cuidadoso gerenciamento destes recursos.

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