RELAÇÃO TEMPORAL

Um dos fatores mais importantes é a diferença entre o tempo da entrada da água na zona saturada e a manifestação desta água como uma fonte de água efetivamente explotável (BALEK, 1988). Isto se deve ao fato de que a água que atinge o aquífero pode ser extraída subsequentemente por evapotranspiração (DE VRIES e SIMMERS, 2002).

Fetter (2001) afirma que o tempo de movimentação da água infiltrante é função da espessura da zona não-saturada e da condutividade hidráulica não-saturada vertical e pode ser desde poucas horas em regiões úmidas, solos muito grossos e nível da água raso até alguns anos em regiões áridas e níveis da água profundos.

A escala temporal é uma condição decisiva na interpretação da recarga da água subterrânea. Dependendo da escala utilizada, pode-se determinar se certo sistema local é considerado como parte da recuperação do reservatório em longo prazo (DE VRIES e SIMMERS, 2002). Os principais tipos de recarga com relação ao tempo são (BALEK, 1988):

- Recarga de curta duração: gerada depois de chuva intensa, principalmente em regiões com períodos secos e úmidos não definidos.

18 - Recarga Sazonal: ocorre regularmente em períodos de degelo, em regiões temperadas, ou períodos úmidos, em regiões com estações definidas.

- Recarga perene: pode ocorrer em partes úmidas dos Trópicos, onde existe um fluxo descendente quase permanente.

- Recarga histórica: aconteceu há muito tempo e contribuiu para a formação dos recursos de água subterrânea atuais.

Segundo De Vries e Simmers (2002), a recarga pode ser estimada por diversos modos dependendo da resolução temporal requerida. Para o propósito da estimativa da recarga direta, uma das técnicas mais apropriadas, segundo Healy e Cook (2002), é o estudo da variação de nível d’água do aquífero. Para estimar a recarga por este método, é necessário conhecer os valores do rendimento específico. Estes valores são obtidos em ensaios de campo e/ou laboratório. Uma vez obtido um valor confiável para o rendimento específico, a simples multiplicação deste valor pela elevação do nível do aquífero freático no período de interesse é suficiente para obter a altura equivalente de água adicionada à zona saturada.

De acordo com Lerner et al. (1990), os métodos existentes para a estimativa da recarga podem ser classificados em quatro tipos básicos, sendo que cada um deles pode ser aplicado nos vários estratos (superfície, zona não saturada e zona saturada): medidas diretas; balanço hídrico; aproximações darcynianas e técnicas com traçadores.

Scanlon et al. (2002) consideram as medidas diretas e as aproximações darcynianas como métodos de base física. Além disso, os autores incluem as modelagens numéricas como um dos métodos para a estimativa de recarga. Sendo assim, os métodos podem ser classificados entre: Balanço hídrico; de base física; técnicas com traçadores e modelagens numéricas.

Ressalta-se que qualquer um dos métodos para a estimativa da recarga possui suas potencialidades e limitações. O melhor método dependerá de fatores como o objetivo do estudo e das escalas espacial e temporal (SIMMERS, 1988; SHARMA, 1989; LERNER, et al. 1990; ROBINS, 1998).

2.4.1.1 Estimativas de recarga

I – Medidas diretas

Dos métodos baseados em medidas diretas destaca-se a observação da variação do nível de água em poços de observação, o uso de lisímetros e, a aplicação de traçadores.

19 O uso de lisímetros não é um método prático de estimativa de recarga devido ao custo associado à sua construção e o tempo necessário para a sua estabilização. Outro fator negativo é o caráter estritamente localizado dos seus resultados.

De acordo com Eilers (2004), atualmente, muitos trabalhos têm sido publicados apresentando o uso de traçadores para a estimativa indireta de recarga. Esta técnica utiliza uma grande variedade de elementos químicos para caracterizar o fluxo de água na zona não saturada. Os chamados traçadores podem ser divididos em: (i) históricos, ou seja, análise de assinaturas decorrentes de um evento particular, por exemplo, testes nucleares; (ii) ambientais, entre eles, cloretos, nitratos, isótopos estáveis; e, (iii) artificiais, que são aplicados diretamente no local investigado, por exemplo, uso de trítio injetado.

Os problemas associados a estes métodos estão relacionados com as incertezas decorrentes da amostragem e interpretação dos resultados, bem como, pelas inúmeras simplificações conceituais adotadas.

II – Balanço hídrico

O balanço hídrico é o resultado da aplicação do princípio de conservação de massa, expresso pela equação da continuidade, na qual se considera o balanço dos componentes do ciclo hidrológico em uma área e intervalo de tempo específico (CALIJURI e CUNHA, 2013), que pode ser observado na Figura 8.

Segundo Cavalcanti (2002) as entradas e saídas de água do sistema e as direções de fluxo fazem parte do modelo conceitual. A recarga resulta da precipitação, a partir de corpos d’água superficiais e do tratamento sanitário. Já as saídas de água do sistema referem-se à evapotranspiração, aos corpos d’água superficiais e aos poços de abastecimento. O cálculo do balanço hídrico destina-se à avaliação de aspectos como: comportamento hidrológico das bacias hidrográficas, impactos de mudanças climáticas, efeitos da mudança de uso do solo e padrões espaciais e temporais de oferta e demanda hídrica. Afirma-se ainda, que o balanço hídrico envolve a quantificação dos componentes do processo de transferência de água através da bacia (TUCCI e BELTRAME, 2004 apud CALIJURI e CUNHA, 2013).

20 Figura 8. Representação esquemática dos principais processos hidrológicos em um balanço

hídrico.

Fonte. Eilers (2004).

III – Aproximações darcynianas

Por fim, a recarga pode ser estimada utilizando-se métodos numéricos baseados na solução da equação de Darcy, combinado com a equação de conservação de massa. Esta metodologia permite a elaboração de modelos computacionais utilizados para simular o fluxo de água no meio não saturado em diferentes condições físicas. Embora a Lei de Darcy seja aplicável em condições de fluxo não saturado, o valor da condutividade hidráulica K varia significativamente em função do conteúdo volumétrico e do potencial total. As incertezas na determinação da interação de K com o conteúdo volumétrico, associado ao grande número de parâmetros exigidos por modelos mais complexos, dificultam a utilização de modelos em condições com pouca disponibilidade de dados.