A ÁGUA SUBTERRÂNEA: CICLO HIDROLÓGICO, DISTRIBUIÇÃO, AQUÍFEROS E SUBSOLO CEARENSE

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Não importando sua fonte, a água subterrânea, movendo-se através de pequenas aberturas entre o solo e partículas de sedimento e espaços nas rochas, age como um filtro, removendo impurezas, como microrganismos que causam doenças e muitos poluentes. No entanto, nem todos solos e rochas são bons filtros; algumas vezes, pode estar presente tanto material indesejável que contamina a água subterrânea. A marcha da água subterrânea e sua recuperação em poços dependem de dois aspectos críticos dos materiais em que se move: porosidade e permeabilidade.

2.1 A marcha da água

A marcha da água subterrânea é uma parte do ciclo da água (Figura 2). A gravidade é quem movimenta a água subterrânea de forma descendente. A água que penetra no solo move-se através das zonas de aeração e saturação. Quando a água chega ao lençol freático, ela continua a mover-se através da zona de saturação de áreas onde o lençol freático está mais alto em direção à área onde ele se encontra mais baixo, tais como correntes, lagos ou pântanos. Uma parte da água segue a rota reta ao longo da inclinação do lençol freático. A maior parte toma caminhos mais longos e curvos e depois penetra em correntes, lagos ou pântanos pela parte inferior, porque ela se move de áreas de alta pressão para áreas de pressão mais baixa na zona saturada.

A velocidade da água subterrânea varia muito e depende de muitos fatores. Pode ser de 250 m por dia em material extremamente permeável até menos de alguns centímetros por ano em material quase impermeável. Nos aquíferos mais comuns, a velocidade média da água subterrânea é de alguns centímetros por dia.

3 A ABSORÇÃO DA ÁGUA PELO SOLO

A porosidade e a permeabilidade são propriedades físicas extremamente importantes que caracterizam os materiais da Terra e são, em grande parte, responsáveis pela quantidade, disponibilidade e locomoção da água subterrânea. A água encharca o chão porque o solo, sedimento ou rocha possuem espaços abertos ou poros. A porosidade é a porcentagem do volume total em um material de espaço de poro, mas outros tipos de porosidades incluem também, rachaduras, fraturas, falhas e vesículas em rochas vulcânicas.

A porosidade varia entre muitos tipos de rocha e depende muito do tamanho, formato e estrutura do material. A maioria das rochas ígneas e metamórficas, assim como muitos calcários e dolomitos, possuem baixa porosidade pois consistem em cristais fortemente arranjados. No entanto, sua porosidade pode ser aumentada se forem desgastados ou fissurados, isso é particularmente verdadeiro para calcário e dolomito maciços, cujas fraturas podem ser aumentadas pela água subterrânea ácida.

Contudo, rochas sedimentares detríticas compostas de grãos homogêneos e bem arredondados possuem uma alta porosidade, porque dois grãos se tocam em um único ponto, deixando espaços. Rochas sedimentares heterogêneas, no entanto, normalmente possuem baixa porosidade porque grãos menores preenchem os espaços entre os grãos maiores, reduzindo ainda mais a porosidade. Além disso, a quantidade de cimento entre grãos diminui a porosidade.

A porosidade determina a quantidade de água subterrânea que os materiais da Terra podem armazenar, mas não garante que a água possa ser extraída de maneira fácil. Assim, além de serem porosos, os materiais da Terra devem ser capazes de transmitir fluidos, ou seja, serem permeáveis. A permeabilidade não depende apenas da porosidade, mas também do tamanho dos poros ou fraturas e seus arranjos. Por exemplo, depósitos de silte ou argila são geralmente mais porosos que a areia ou o cascalho. No entanto eles possuem baixa permeabilidade porque os poros entre as partículas de argila são minúsculos e a atração molecular entre as partículas e a água é imensa, impedindo o movimento da água. Em contraste os espaços de poro entre os grãos em arenito e conglomerado são muito maiores, e a atração molecular sobre a água é, portanto, baixa. Rochas sedimentares químicas e bioquímicas, tais como calcário e o dolomito, e muitas rochas ígneas e metamórficas, que são altamente fraturadas, podem ser muito permeáveis se as fraturas se interconectarem.

4 DEFININDO AQUÍFERO E LENÇOL FREÁTICO

Quando há precipitações, parte dela sobre a terra evapora e parte entra nas correntes e volta para os oceanos pelo escoamento superficial. O restante penetra no solo. À medida que essa água vai se aprofundando, uma pequena parte adere ao material através do qual ela se move e interrompe a descida. Com exceção dessa água suspensa, o resto penetra e se acumula até preencher todos os espaços de poros disponíveis. Dessa forma, são definidas duas zonas de acordo com o principal conteúdo dos espaços ocupados nos poros, pelo ar ou pela água: a zona de aeração e a subjacente zona de saturação, onde se encontram os aquíferos. A superfície que separa essas duas zonas é o lençol freático (Figura 3).

Figura 3 – Zona de aeração, lençol freático e zona de saturação

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Fonte: Elaborado pelo autor (Joaquim Silveira)

Aquífero é uma formação geológica do subsolo, constituída por rochas permeáveis, que armazena água em seus poros ou fraturas. Outro conceito refere-se a aquífero como sendo, somente o material geológico capaz de servir de depositório e de transmissor da água aí armazenada. Assim, uma litologia só será aquífera se, além de ter seus poros saturados de água, permitir a fácil transmissão da água armazenada. Rochas impermeáveis que não possuem fraturas não forma aquíferos, pois não movimentam a água. Esse tipo de rocha e outros materiais que impedem o movimento da mesma, formam os aquicludes (Figura 4).

Figura 4 – Aclicude e aquífero suspenso[pic 2]

Fonte: Elaborado pelo autor (Joaquim Silveira)

Um aquífero pode ter extensão de poucos quilômetros quadrados a milhares de quilômetros quadrados, ou pode, também, apresentar espessuras de poucos metros a centenas de metros (REBOUÇAS et al., 2002). Etimologicamente, aquífero significa: aqui = água; fero = transfere; ou do grego, suporte de água (HEINEN et al., 2003).

Os aquíferos localizam-se nas zonas de saturação, logo acima fica o lençol freático, como visto anteriormente, é a transição entre as zonas de aeração e saturação. Uma grande diferença entre o aquífero e o lençol freático, é o que

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