O volume da recarga baseou-se na área de influência de todos os poços, exceto do PM1, já que a área de influência deste ultimo poço não influencia na recarga dos demais poços, segundo o mapa de vetores que simula o fluxo da água subterrânea na área de estudo (ver Figura 41).
O volume da recarga foi obtido através da equação (16):
R = ∆h A ne Onde: R = Recarga ∆h = 10,09 m A = 155581 m2 ne = 0,1 ou 10%
Utilizando-se a área de influência de todos os poços, A = 155581 m2, o volume foi equivalente a 156981 m3. Dividindo-se o volume pela área, chegou-se a
um valor de que a contribuição da chuva no período analisado foi de 1 m/ano ou 1000 mm/ano.
Figura 41 – Mapa de vetor simulando o fluxo da água subterrânea evidenciando a delimitação da área de influência de todos os poços. Org. Rodrigo Vitor B. Sousa.
Na figura (41) a área de influência do PM1 está delimitada de verde apenas para mostrar que tal área não influencia na recarga dos demais poços, podendo ser facilmente visualizado através dos vetores. Desse modo, sabendo-se que a área de influência do PM1 é igual a 419 m2, calculou-se o volume da recarga, tendo como base a área de influência desse poço, em 422, 771 m3. Somando-se esse volume ao primeiro, tem-se um total de 157403 m3/ano que está sendo
contaminado ou no mínimo poluído pelo chorume e possivelmente por metais pesados.
Através do cálculo da recarga (infiltração efetiva) foi possível determinar o balanço hídrico completo anual, já que essa era a ultima variável a ser quantificada (ver Figura 42).
Balanço Hídrico Completo Anual
1501 1501 1022,23 1000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Prec ETR Esc R
mm
Figura 42 – Gráfico mostrando o balanço hídrico completo anual out/2006 – set/2007. Precipitação (Prec); Evapotranspiração real (ETR); Escoamento superficial (Esc); Recarga ou Infiltração efetiva (R). Org. Rodrigo Vitor B. Sousa.
Observando o gráfico da figura (42) verifica-se que a recarga apresentou uma taxa 1000 mm/ano ou 66,62% da precipitação, um valor alto para a região segundo especialistas da área12. A evapotranspiração real apresentou o mesmo valor que a precipitação, 1501 mm/ano, ou seja, 100% da precipitação, um dado extremamente importante, pois mostra que houve uma reduzida precipitação no ano hidrológico analisado. Quanto ao escoamento superficial, mesmo com o valor reduzido em 10%, apresentou uma taxa de 1022,23 mm/ano, o que equivale a 68,10% da precipitação 1,48% a mais do que a recarga.
12 Informação dada pelo Prof. Dr. André Celligoi, adjunto ao Departamento de Geociências – UEL –
Quanto ao dado de escoamento superficial, esse deve ser visto com cautela, já que a metodologia empregada para a quantificação desse dado superestima o resultado. Assim sendo, levando-se em consideração que o ano hidrológico analisado apresentou 87 mm a menos do que a média histórica dos últimos 30 anos da cidade de Londrina; que apresentou deficiência hídrica praticamente em todo o período analisado; e que o armazenamento da água no solo nem atingiu 50% da sua capacidade que é de 100 mm para a região, pode-se dizer que o escoamento superficial não condiz com todos esses dados obtidos. Acrescenta-se a isso, outros dois fatos, primeiro o da recarga ter sido a única variável obtida parcialmente de forma direta, já que houve medições periódicas do nível estático; segundo, o fato do software desenvolvido por Rolim; Sentelhas et al, (1999), baseado na teoria de Thornthwaite; Mather (1955), tendo como objetivo a determinação do balanço hídrico, ser altamente empregada em pesquisas dessa natureza. Dessa forma, tais resultados podem ser utilizados com mais segurança em detrimento dos dados de escoamento superficial. A fim de não comprometer os resultados da pesquisa, os dados de escoamento superficial, podem, a partir de agora, ser desconsiderados, já que pelo fato de serem superestimados, atrapalham a interpretação do conjunto dos dados. O balanço hídrico completo anual pode então ser compreendido da seguinte forma (ver Figura 43).
Balanço Hídrico Completo Anual 1501 1501 1000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Prec ETR R mm
Figura 43 – Gráfico mostrando o balanço hídrico completo anual out/2006 – set/2007. Precipitação (Prec); Evapotranspiração real (ETR); Recarga ou Infiltração efetiva (R). (Org. Rodrigo Vitor B. Sousa).
A alta taxa de contribuição da precipitação para a recarga, pode ainda ser compreendido pelo fato do solo ter se apresento muito seco, já que houve deficiência hídrica durante todo o período analisado. Nessas circunstancias, levando- se em consideração as características da área em que a pesquisa foi realizada, ou seja, um misto de área agrícola e de pastagem com solos não impermeabilizados, dificilmente haveria uma taxa de escoamento superficial igual ao apresentado na figura (42). Devido à deficiência hídrica registrada e o fato do solo ter se apresentado muito seco, chegou-se a conclusão que a maior parte da água precipitada foi evapotranspirada e infiltrada.
CAPÍTULO 7
DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Mesmo no geral a condutividade hidráulica ter sido classificada como baixa, entre 10-3 cm/s e 10-5 cm/s, segundo o quadro (3) é preciso salientar que há uma diferença de 10 vezes, por exemplo, entre 10-3 cm/s e 10-4 cm/s e uma diferença de 100 vezes entre 10-3 e 10-5 cm/s. Assim, ao analisar tais valores deve- se levar em conta que mesmo estando enquadrados na mesma classificação, condutividade hidráulica baixa, em algumas situações os resultados poderão estar distantes um do outro se analisados de forma pontual.
Essa distância será mais ou menos perceptível se levado em conta as características do conjunto dos resultados. Dessa forma, serão os resultados de todos os testes que classificará a condutividade como alta, média, baixa, muito baixa e praticamente impermeável. Nesse sentido, a condutividade hidráulica nunca deverá ser considerada igual, a partir de pontos isolados.
Um ponto importante que influencia nos testes de condutividade hidráulica, diz respeito à heterogeneidade do solo. Essa heterogeneidade está relacionada com as condições do mesmo, compactação, desnudação, macroporosidade, tipo de uso, enfim. Na prática, verificou-se que em algumas situações, testes realizados, por vezes em locais próximos, apresentaram resultados com diferença de até 10 ou 100 vezes, embora no geral, os resultados tenham se aproximado. Por esse motivo, ou seja, devido à heterogeneidade do solo, a condutividade hidráulica torna-se uma variável extremamente difícil de ser espacializada. Talvez através de uma análise estatística, apontando a quantidade ideal de testes na área em estudo, esse problema possa ser solucionado. As análises morfológicas e granulométricas mostraram-se extremamente importantes na classificação da condutividade hidráulica, já que essa variável depende muito do tipo do material do solo. Através destas análises é possível, antes mesmo dos testes com o permeâmetro, especular se a condutividade será alta, média, baixa, enfim.
É preciso frisar que todos os testes com o permeâmetro Guelph foram realizados a 40 cm de profundidade, um solo muito superficial, sendo todos executados na zona do solo (ver Figura 14). A fim de melhor aproveitar o potencial do aparelho, seria interessante que fosse realizado testes a profundidades maiores,
1m e superiores a 2m, já atingindo a zona intermediária do solo (ver Figura 14), com o objetivo de adquirir resultados mais consistentes referentes à permeabilidade da água em um perfil de solo. Na prática, verificou-se que a realização de testes a profundidades maiores é um problema que limita esse aparelho, embora o mesmo talvez seja o mais eficiente para ser utilizado in loco.
Embora se tenha calculado a condutividade hidráulica do solo em condição saturada, o mesmo pode ser utilizado para a quantificação da condutividade hidráulica não saturada, sendo esse talvez, o objetivo principal do aparelho. A quantificação, no entanto, depende de algumas etapas em laboratório, não realizadas nesse trabalho, devido a uma série de imprevistos, entre eles o tempo levado para entender o funcionamento e a parte teórica do aparelho, já que ninguém na UEL ainda trabalhava com o mesmo.
A metodologia utilizada para a determinação da condutividade hidráulica com o permeâmetro Guelph, baseada nas técnicas com uma altura de carga e com duas alturas de carga, mostrou-se satisfatória, já que a maioria dos resultados, bem como a média das duas técnicas e a média entre as duas técnicas, denotaram uma condutividade hidráulica baixa. Porém, é preciso frisar que ambos os testes foram realizados na mesma área de estudo. Em áreas distintas, como áreas florestadas, por exemplo, o resultado obtido possivelmente será outro, já que as condições da área e do solo influenciam nos resultados.
As medições do nível estático, realizadas ao longo do ano hidrológico, foram importantes não apenas para ajudar a quantificar a recarga do aqüífero, mas, também para melhor compreender como se comporta a superfície freática de acordo com a sazonalidade das chuvas. A fim, de facilitar a visualização desses dados, tentou-se espacializar a variação da cota do nível estático, através da criação de mapas de isolinhas (ver Figuras 31 a 34). É importante ressaltar que matematicamente, a variação da cota do nível estático, como somente do nível estático, representa o mesmo valor. Constatou-se ainda, durante as medições, que a geologia local apresenta-se de forma complexa, já que pelo menos três poços, PM5, PM8 e PM11, provavelmente foram locados em fraturas, imperceptíveis à nossa visão, mas, evidente durante a análise dos dados de variação do nível estático. Verifica-se, através dessa importante informação, que na área de estudo há uma forte conexão entre aqüífero livre e aqüífero fraturado.
A determinação do balanço hídrico realizou-se através de várias metodologias. Assim, os dados de precipitação e temperatura média foram adquiridos junto à estação do IAPAR em Londrina. As taxas de evapotranspiração real, evapotranspiração potencial, bem como, os dados de excedente, deficiência, retirada e reposição hídrica, foram adquiridos através da utilização do software desenvolvido por Rolim; Sentelhas et al (1999), baseado na teoria de Thornthwaite; Mather (1955). O dado de escoamento superficial foi obtido através do método proposto pelo Serviço de Conservação do Solo - Soil Conservation Service (SCS), conforme descrito em Tucci (2004, p.403), através das equações (14) e (15). Com relação à recarga ou infiltração efetiva, essa foi obtida através da metodologia proposta por Costa (1997, p.351) podendo ser visualizada na equação (16).
Desse modo, houve a determinação de um balanço hídrico mensal, através do software desenvolvido por Rolim; Sentelhas et al (1999) e um balanço hídrico anual, obtido através da associação dos dados de precipitação; evapotranspiração real – sendo esse obtido pelo software anteriormente citado; e recarga. Quanto ao dado de escoamento superficial, este não foi enquadrado no balanço hídrico anual pelo fato de apresentar-se superestimado, atrapalhando desse modo a interpretação do conjunto dos resultados.
Levando-se em conta que o volume total da recarga é 157403 m3/ano e que a qualidade dessa água está sendo alterada pela presença de chorume e possivelmente por metais pesados (ver Figuras 21 e 22), o ciclo hidrológico na área de estudo não deve ser compreendido como um simples sistema, cujas variáveis, se restringem à precipitação, evapotranspiração, escoamento superficial e infiltração. Isso porque, os depósitos tecnogênicos, materializados nesse caso, na má disposição dos resíduos sólidos, interferem diretamente no ciclo hidrológico. Nesse sentido, é preciso levar em consideração as atividades antrópicas inseridas nesse processo, particulares dessa área de estudo. A adoção de um ponto de vista geossistêmico e socioambiental talvez seja o melhor caminho para a compreensão do problema evidenciado, já que esse depende em maior grau da transformação do espaço, da interferência da paisagem e do relevo, interferindo diretamente no ciclo hidrológico.
Os trabalhos de campo realizados para a elaboração dessa pesquisa, foram de extremo valor, pois possibilitaram uma maior aproximação entre
a teoria e a prática. Entre testes com o permeâmetro e medição do nível estático, realizaram-se vinte e oito campos, descontando os campos iniciais em que o manuseio do permeâmetro ainda não era seguro, calculado entre seis a oito campos.
CAPÍTULO 8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Diante do exposto, pode-se dizer que foram alcançados de forma satisfatória os objetivos propostos no trabalho. Durante um ano, realizou-se um monitoramento hidrogeológico no lixão de Londrina, sendo que de todas as etapas, a quantificação da condutividade hidráulica com o permeâmetro Guelph, modelo 2800, talvez tenha sido a mais trabalhosa e ao mesmo tempo a mais inovadora nesse trabalho. Durante os ensaios com o permeâmetro, foi praticamente inevitável o contato com pesquisadores de outras áreas como, geólogos, agrônomos, engenheiros, técnicos e geógrafos da UEL e de outras instituições, em particular da UNESP – Rio Claro. Graças a essa troca de experiências, não apenas pela necessidade, mas, principalmente pela força de vontade, concluiu-se que o manuseio desse aparelho sem uma base teórica consolidada, torna-se inútil. Assim, a utilização do permeâmetro por si só, pode induzir o pesquisador a interpretações e conclusões errôneas, havendo desse modo, a necessidade de um cruzamento de dados, não apenas do permeâmetro, para que os resultados tenham alguma validade.
Quanto aos outros objetivos alcançados, as medições do nível estático, mostraram-se de grande valor, pois, possibilitou uma melhor compreensão desse fenômeno, passado muitas vezes despercebido na literatura. Durante as diferentes estações do ano, foi possível visualizar na prática, algumas vezes em baixo de chuva ou em períodos de maior estiagem, a oscilação do nível estático e alguns fenômenos associados a isso, como por exemplo, afloramento ou não de água em área de várzea, uma experiência que sem dúvida contribuiu muito para minha formação como geógrafo e que aumentou ainda mais meu interesse pelos estudos hidrológicos. Devido a área de estudo apresentar uma quantidade considerável de poços e um relevo suavemente ondulado, em algumas ocasiões essa foi uma etapa exaustiva.
A avaliação do balanço hídrico, englobando as taxas de precipitação, evapotranspiração real, escoamento superficial e recarga foi importante, pois, mostrou como a água se distribui durante um ciclo hidrológico anual na área em questão. Essa distribuição, entretanto, não é linear, podendo variar ano a ano, onde
a precipitação, atrelada aos fenômenos atmosféricos é quem dita o ritmo. Como o ano hidrológico investigado mostrou-se um ano atípico, apresentando deficiência hídrica durante todo o período analisado, pode-se dizer que os dados de variação do nível estático e balanço hídrico incluindo a recarga, certamente não representam o comportamento padrão da região.
Embora não tenha sido publicado nenhum trabalho que ateste a qualidade química das águas subterrâneas e superficiais adjacentes ao lixão, as mesmas apresentam fortes indícios de estarem contaminada não só pelo chorume, mas também por metais pesados. Por esse motivo, a má disposição dos resíduos sólidos na cidade de Londrina é um problema que deve ser debatido de forma mais séria, visando alternativas de curto e médio prazo, entre elas o encerramento das atividades no aterro controlado de Londrina. Ressalta-se ainda, que o volume da recarga determinado é apenas uma amostra do montante de água que está sendo degradada, uma vez que a despoluição de um aqüífero, além de custoso é praticamente impossível. Durante a análise dos dados de variação do nível estático, verificou-se que há na área de estudo, uma conexão entre aqüífero livre e aqüífero fraturado. Desse modo, não apenas a água do aqüífero livre está sendo degradada, mas também a água do sistema aqüífero Serra Geral. O monitoramento periódico, incluindo coletas e análises de água, pode ser considerado uma ferramenta essencial para se evitar problemas dessa natureza. Espera-se que esse trabalho contribua de alguma forma para a realização de pesquisas futuras.
REFERÊNCIAS
AB’ SÁBER, Aziz. Os Domínios de Natureza no Brasil. Potencialidades Paisagísticas. São Paulo: Ateliê Editorial, 2003, p.38.
BERNARDES JR, Cyro. CLEARY, Robert W. Contaminação de águas subterrâneas por poluentes orgânicos tóxicos e cancerígenos. Um estudo de caso. In: Centro de Pesquisa de Águas Subterrâneas - CEPAS, Boletim IG-USP, série científica, 16: p. 256-265, 1985.
CABRAL, Jaime. Movimento das Águas Subterrâneas. In: FEITOSA, Fernando. A.C; FILHO, João. M (Org). Hidrogeologia: Conceitos e Aplicações. Fortaleza: CPRM, LABHID-UFPE, 1997, p. 41.
CELLIGOI, André. Recursos Hídricos Subterrâneos da Formação Serra Geral em Londrina – PR, 1993, p.24. Dissertação (Mestrado) – Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo.
CELLIGOI, André; SOUSA, Rodrigo V. B; MEDEIROS, Hugo R; LAMÔNICA, Diogo; MACAHADO, A de C. Utilização do permeâmetro Guelph na determinação da condutividade hidráulica da zona não- saturada do aqüífero freático nas imediações do lixão de Londrina – PR. In: XIV Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas, 2006. Anais... Curitiba: ABAS - Associação Brasileira de Águas Subterrâneas, 2006. Cd-rom.
Centro Pan-Americano de Engenharia Sanitária e Ciências do Ambiente - CEPIS. Poluição das águas subterrâneas. Um documento executivo da situação da América Latina e Caribe com relação ao abastecimento de água potável. São Paulo: Secretaria do Meio Ambiente, 1993. p.15 - 33.
COELHO NETTO, Ana L. Hidrologia de Encosta na Interface com a Geomorfologia. In: GUERRA, Antonio. J. T. CUNHA, Sandra B (Ogr). Geomorfologia. Uma Atualização de Bases e Conceitos – 6º ed – Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2005. p.115; 120.
COLLISCHONN, Bruno; KIRCHHEIM, Roberto. Quantificação da Recarga e das Reservas do Aqüífero Coxilha das Lombas (RS) Através de Balanço Hídrico. In: XIV Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas, 2006. Anais... Curitiba: ABAS - Associação Brasileira de Águas Subterrâneas, 2006. Cd-rom.
COSTA, Waldir Duarte. Uso e Gestão de Água Subterrânea. In: FEITOSA, Fernando. A.C; FILHO, João. M (Org). Hidrogeologia: Conceitos e Aplicações. Fortaleza: CPRM, LABHID-UFPE, 1997, p. 347.
Departamento Nacional da Produção Mineral - DNPM. Geologia do Brasil. Brasília: 1984, p. 341 – 347.
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - EMBRAPA. Manual de Métodos de Análise de Solo. Rio de Janeiro: EMBRAPA – Centro Nacional de Pesquisa de Solos, 1997, p. 27.
FEETER, Charles W. Applied Hydrogeology. 4th ed. New Jersey: Prentice – Hall inc., 2001, p. 81; 82.
FREEZE, R. A. CHERRY, J.A. Groundwater. New Jersey: Prentice – Hall inc., 1979. p. 15; 16.
FUSCALDO, Wladimir. C. Resíduos Sólidos: Práticas e Conceitos. Um estudo a partir da experiência de Londrina, 2001. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São de Paulo, São Paulo.
GUERRA, Antônio T. GUERRA, Antônio. J. T. Novo Dicionário Geológico - Geomorfológico. 3º ed. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2003. p.153.
HEATH, Ralph. C. Hidrologia de água subterrânea básica. Dept. of Natural Resource and Community Development. North Carolina, 1982, p.4.
HIRATA, Ricardo. Recursos Hídricos. In: TEIXEIRA, Wilson. TOLEDO, M. C. M. [et al.] Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2003, p.422.
INSTITUTO DE PESQUISA E PLANEJAMENTO URBANO DE LONDRINA - IPPUL. Levantamento Planialtimétrico da cidade de Londrina – PR. Londrina: IPPUL, 2001.
KARMANN, Ivo. Ciclo da Água, Água Subterrânea e sua Ação Geológica. In: TEIXEIRA, Wilson. TOLEDO, M. C. M. [et al.] Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2003, p.114 -115.
KIEHL, Edmar José. Manual de Edafologia: Relações Solo – Planta. São Paulo: Editora Agronômica Ceres, 1979, p. 112 - 125.
LICHT, Otavio A. B. A geoquímica multielementar na gestão ambiental: Identificação e caracterização de províncias geoquímicas naturais, alterações antrópicas da paisagem, áreas favoráveis à prospecção mineral e regiões de risco para a saúde no Estado do Paraná, Brasil, 2005, 236p. Tese (Doutorado), Universidade Federal do Paraná, Curitiba (PR).
MAACK, Reinhard. Geografia Física do Estado do Paraná. 2º ed. Rio de Janeiro: J. Olympio; Curitiba: Secretaria da Cultura e do Esporte do Governo do Estado do Paraná, 1981. p.233 - 420.
MANOEL FILHO, João. Ocorrência das Águas Subterrâneas. In: FEITOSA, Fernando. A. C; MANOEL FILHO, João (Coord). Hidrogeologia: Conceitos e Aplicações. Fortaleza: CPRM, LABHID-UFPE, 1997, p. 17 - 110
MENDONÇA, Francisco de A. O Clima e o Planejamento Urbano de Cidades de Porte Médio e Pequeno: Proposição Metodológica Para Estudo e Sua Aplicação À Cidade de Londrina/PR, 1994, p.99 -103. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo. Departamento de Geografia, São Paulo.
________________________________ Geografia socioambiental. Terra Livre, São Paulo, n.16, p.
139-158, 1º semestre/2001.
________________________________ Dinâmica atmosférica e tipos climáticos predominantes da
bacia do rio Tibagi. In: MEDRI, Moacyr E., et al (editores). A Bacia do Rio Tibagi. Londrina: 2002, p. 64.
Minerais do Paraná S.A – MINEROPAR. Atlas Geológico do Estado do Paraná. Curitiba: Governo do Estado do Paraná, 2001, p.15. CD-ROM.
PACHECO, Alberto. As águas subterrâneas como fonte de abastecimento no município de São Paulo. In: Centro de Pesquisa de Águas Subterrâneas - CEPAS, Boletim IG-USP, série científica, 16: p. 535-543, 1985a.
PACHECO, Alberto. O problema geo-ambiental da localização de cemitérios em meio urbano. In: Centro de Pesquisa de Águas Subterrâneas - CEPAS, Boletim IG- USP, série científica, 16: p. 207-215, 1985b.
PARISOT, E.H; GUIGUER Jr, N; REBOUÇAS, Aldo C; CABRAL Jr, D; DUARTE, Uriel. Monitoramento das águas sbterrâneas adjacentes ao aterro sanitário de Taubaté (SP)- primeiros resultados. In: Centro de Pesquisa de Águas Subterrâneas - CEPAS, Boletim IG-USP, série científica, 16: p. 32 – 45, 1985.
PASSOS, Messias M. dos. A raia divisória: geossistema, paisagem e eco-história: Maringá: EDUEM, v.1, 2006, p. 44 – 63.
PELOGGIA, Alex. O homem e o ambiente geológico: geologia, sociedade e ocupação urbana no município de São Paulo. São Paulo: Editora Xamã VM, 1998. PETRI, Setembrino; FÚLFARO, José Vicente. Geologia do Brasil. São Paulo: Universidade de São Paulo, v. 9, 1983. p. 235.
PINTO, H. S; ALFONSI, R. R. Estimativas das temperaturas médias, máximas e mínimas mensais no Estado do Paraná, em função de altitude e latitude. Cadernos