A água subterrânea é um recurso natural que faz parte do ciclo hidrológico e, portanto, é imprescindível que se compreenda sua interação com as águas superficiais em bacias hidrográficas (Feitosa et al. 2008). Esse recurso é essencial para o ser humano em diversos aspectos, dentre outros, para o fornecimento de água para consumo e para o uso doméstico, industrial e agrícola.
Assunção, P. H. S. 2019, Análise da zona de recarga e sua interação com o aquífero cárstico na Lagoa do Matadouro...
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2.3.1 Conceitos básicos em hidrogeologia
O conceito de porosidade total pode ser definido pela relação do volume de vazios (Vv) pelo volume total (Vt) que é definido pelo Vv mais o volume de sólido (Vs), presente nos meios geológicos.
Os espaços vazios existentes em uma rocha ou solo podem ter origem primária, ou seja, são intrínsecos à matriz ou podem ser secundários, promovidos por processos posteriores a formação da rocha ou solo, por exemplo, fraturas e dissolução (Feitosa et al. 2008). Alguns autores (Freeze &
Cherry 1979, Ford & Williams 2007, Goldscheider & Drew, 2007) consideram como porosidade terciária, os espaços produzido pela dissolução.
A permeabilidade está relacionada com a interconectividade dos espaços vazios que, ao depender do tipo de porosidade, pode ser classificada em permeabilidade primária, secundária e terciária. Quanto maior a conexão entre os poros, maior a capacidade de transmisão da água. No entanto, se a permeabilidade for baixa, a conectividade entre os espaços vazios será menor e, portanto, menor será a capacidade de transmissão da água subterrânea (Freeze & Cherry 1979, Karmann et al.
2000).
O aquífero é toda formação geológica que contém água armazenada em seu interior e sendo possível que haja o movimento natural das águas subterrâneas em quantidades significativas. Portanto, para que haja o fluxo da água subterrânea a formação geológica deve ser um meio poroso e permeável, por exemplos os arenitos. Além disso, é importante que o aquífero seja passível de ser explorado economicamente (Freeze & Cherry 1979, Tucci 2001, Feitosa et al. 2008).
O aquitardo é constituido por uma formação semipermeável, isto é, armazena grandes quantidades águas embora a transmita em uma taxa muito menor, em relação ao aquífero. Um aquitardo pode ser delimitado na base e/ou no topo por aquíferos podendo haver uma infiltração vertical ou drenança (Tucci 2001, Feitosa et al. 2008). Por outro lado, existe o aquiclude que são formações capazes de armazernar água em quantidade considerável, mas não conseguem transmití-la devido a baixa permeabilidade do meio geológico; bons exemplos são as argilas e pelitos. Formações que não são capazes de conter e nem transmitir volumes de água, ou seja, são denominadas de aquífugos (Freeze & Cherry 1979, Feitosa et al. 2008).
As propriedade hidrodinâmicas são importantes para o entendimento do funcionamento dos aquíferos. Pode-se destacar o coeficiente de armazenamento (S), que indica a relação entre mudanças de quantidade de água armazenadas no aquífero (Bear 1972). A transmissividade (T) é a capacidade de transmissão horizontal de água em uma espessura saturada do aquífero. A condutividade hidráulica (K) indica a facilidade com que a água é transportada pelos aquíferos; esta propriedade depende do meio e do fluido (Freeze & Cherry 1979, Feitosa et al. 2008).
Trabalho de Conclusão de Curso, n. 316, 81p. 2019.
9 2.3.2 Distribuição vertical da umidade no subsolo
A água subterrânea pode ser definida de acordo com a sua distribuição vertical ao logo das rochas e dos solos, podendo ser dividida em duas zonas principais: saturada e não saturada (Figura 2.3). A zona saturada, ou freática, é aquela em que todos os espaços vazios estão preenchidos por água, estando localizada abaixo do nível de água ou superfície freática. Por definição, a superfície freática ou piezométrica é onde água está submetida a somente a pressão atmosférica (Freeze &
Cherry 1979, Feitosa et al. 2008).
A zona não saturada, ou vadosa, é a região acima da superfície freática, onde os poros estão parcialmente prenchidos por gases e água, podendo ser dividida em três partes: zona de água no solo, zona intermediária e a franja capilar (Freeze & Cherry 1979, Feitosa et al. 2008). Na franja capilar, ocorre o fenômeno da capilaridade, que promove a acenção da água por meio de forças capilares, até um determinado nível. Além disso, a franja capilar é delimitada inferiormente pelo nível freático (Freeze & Cherry 1979, Feitosa et al. 2008).
Figura 2.3 – Figura representativa da distribuição vertical da água subterrânea no subsolo (Feitosa et al. 2008).
2.3.3 Classificação dos aquíferos
Existem algumas classificações dos tipos de aquíferos, sendo uma que considera a pressão hidráulica e a capacidade transmição de água em suas superfícies limítrofes e outra que o tipo da porosidade do meio geológico.
Baseados na pressão hidráulica e transmissividade nas superfícies limítrofes, os aquíferos livres ou não confinados possuem como seu limite superior o nível freático, que está apenas sob pressão atmosférica. Podem ser divididos em drenantes quando o limite inferior (base) for constituído de um meio semipermeável e não drenantes quando a base for delimitada por uma camada
Assunção, P. H. S. 2019, Análise da zona de recarga e sua interação com o aquífero cárstico na Lagoa do Matadouro...
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impermeável. O aquífero suspenso é um tipo específico de aquífero livre que ocorre sob uma camada restrita impermeável ou semipermeável, em uma zona vadosa. Segundo Feitosa et al. (2008), o conceito de aquífero confinado está relacionado à pressão da água em seu limite superior (topo), quando esta é maior que a pressão atmosférica, ou seja, existe uma pressão de carga, além da atmosférica.
Por fim, existem os aquíferos cársticos que são compostos por rochas solúveis favoráveis à dissolução. Este processo desenvolve a porosidade terciária (cárstica) desenvolvendo uma rede de condutos que transmitem a água (Karmann et al. 2000).
Figura 2.4 – Figura dos tipos de aquífero em relação a porosidade do meio, com destaque, vermelho, para os aquíferos cársticos (modificado de Teixeira et al. 2003).
2.3.4 Interação de águas superficiais e subterrâneas
O sistema hídrico como um todo é composto tanto pelas águas superficiais quanto pelas subterrâneas, além das águas atmosféricas, ambas obedecendo aos processos do ciclo hidrológico (Freezy & Cherry 1979).
Segundo Tucci (2001), o sistema hídrico é também constituído de componentes que relacionam entre si, sejam os elementos naturais (aquíferos, rios penetrantes no aquífero) ou elementos artificiais feitos pelo homem (poços, barragem, canais). Para que seja possível entender o sistema como um todo é preciso estudar separadamente cada um dos componentes e posteriormente compreender a interação entre cada um deles.
Considera-se, por exemplo, que haja interação de um rio com um aquífero, isso permite analisar se o rio é efluente, isto é, recebe água do aquífero, ou se ele é influente, fornecendo água para o aquífero (Karmann et al. 2000, Feitosa et al. 2008).
Trabalho de Conclusão de Curso, n. 316, 81p. 2019.