BARRAGEM SUBTERRÂNEA: A EXPERIÊNCIA DO PROGRAMA
XINGÓ
Suzana Maria Gico Lima Montenegro1, Jucelino Machado Martins Schaeffer2, Abelardo Antônio de Assunção Montenegro3, Isabel de Sá Marinho2
RESUMO - Apresenta- se nesse trabalho a experiência do Programa Xingó para implantação
de barragens subterrâneas na bacia do rio São Francisco em comunidades com carência de água. A implantação de barragens foi antecedida por investigação levando em consideração aspectos geológicos, técnicos e sociais. As etapas de investigação e o processo construtivo são descritos nesse artigo. As comunidades participaram do processo de implantação das barragens e demonstraram interesse na utilização da água acumulada. Apresenta- se a relação das barragens implantadas, seus usos atuais e a população aproximada atendida. Das barragens implantadas, apenas uma não vem sendo utilizada em razão de a água subterrânea ter salinizado. Destaca-se o monitoramento da salinidade e da precipitação como elemento importante na avaliação da influência da barragem na tendência de salinização da água subterrânea.
Palavras-chave: Programa Xingó, barragem subterrânea, semi-árido, bacia do rio São
Francisco.
INTRODUÇÃO
O rio São Francisco possui uma disponibilidade de água de 64,4 bilhões de m3/ano, respondendo por 69% da disponibilidade de águas superficiais e por 73% da disponibilidade superficial garantida do Nordeste, face à sua perenidade. Apesar desse potencial hídrico, grande parte da bacia se localiza na região semi-árida marcada por um déficit hídrico em diversos meses do ano e em períodos prolongados com a ocorrência de secas periódicas. A situação é agravada pelos aspectos desfavoráveis à acumulação de água no subsolo. Uma consequência desses fatos é que pequenas comunidades rurais inseridas na bacia do Rio São Francisco enfrentam carência extrema de água. Em diversas localidades na bacia, as comunidades são muitas vezes abastecidas por caminhões-pipa. A ocorrência de água
1 Profa. Adjunta do Departamento de Engenharia Civil da UFPE.
Rua Padre Landim, 312/704 – Torre, 50710-470 Recife-PE. e-mail: suzanam@ufpe.br. 2
Programa Xingó.
subterrânea, embora em quantidade e qualidade limitadas, pode representar uma fonte para o abastecimento humano e animal e até suprimento para irrigação em pequenas comunidades. O Programa Xingo, instituído por meio de uma parceria entre o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq, a Companhia Hidroelétrica do São Francisco - CHESF e Universidades, foi idealizado como uma instituição que pudesse contribuir com propostas e ações para promover o desenvolvimento sustentável da bacia do rio São Francisco no semi-árido. O Programa Xingo foi iniciado em 1997 e desde então contou com a participação de diversas outras instituições em parceria, abrangendo 29 municípios de quatro Estados (Alagoas, Bahia, Pernambuco e Sergipe). Nove áreas temáticas atuam em projetos de pesquisa e desenvolvimento focalizados nos objetivos do Programa Xingó, dentre elas a de Recursos Hídricos e Qualidade da Água. Um dos projetos do Programa Xingó na área temática Recursos Hídricos e Qualidade da Água é o de “Barragens Subterrâneas”.
A justificativa para a implantação de barragens subterrâneas é a necessidade de incrementar a capacidade de acumulação da água nos aqüíferos aluviais existentes nas bacias de rios intermitentes. O regime de precipitações, com chuvas em geral de curta duração e elevada intensidade, e a limitada capacidade de infiltração do solo, fazem com que boa parte dessa precipitação seja perdida por escoamento superficial rápido. Dispositivos comuns de captação do escoamento superficial nessas bacias hidrográficas constituem os açudes e barreiros, que, pelas altas taxas de evaporação características do semi-árido, têm boa parte do seu volume armazenado perdido antes de sua utilização. A evaporação nesses casos também tende a incrementar a salinidade das águas captadas nesses dispositivos, tornando sua utilização imprópria para diversos fins. A barragem subterrânea promove a infiltração e o armazenamento da água de chuva no depósito aluvial, com maior proteção à evaporação e salinização quando comparada com os açudes e barreiros.
Esse trabalho apresenta os principais aspectos e impactos do projeto Barragens Subterrâneas no âmbito do programa Xingo, destacando a importância dessa estrutura hídrica como dispositivo de captação de água de chuva, de baixo custo, simplicidade de execução e manutenção e com potencial impacto na melhoria da qualidade de vida e combate à fome no semi-árido.
SELEÇÃO DE LOCAIS PARA IMPLANTAÇÃO DE BARRAGENS
SUBTERRÂNEAS
Foram adotadas as seguintes etapas para a seleção dos locais e implantação de barragens subterrâneas.
1- Identificação das comunidades - Junto às prefeituras municipais foi feita uma identificação das comunidades com carência de recursos hídricos, levantando os dados: população, potencial hídrico e elétrico, sistema de abastecimento de água e poder econômico das comunidades;
2- Identificação preliminar das áreas - Concluída a primeira etapa, foi feita inspeção in-loco com o objetivo de identificação de riachos ou córregos e nestes a existência de depósitos aluvionares com boa capacidade de armazenamento, avaliando espessura e largura da seção, e verificação expedita de sua granulometria. Procedeu- se a um cadastramento das áreas visitadas e uma pré-seleção de locais com possibilidades de construção das barragens subterrâneas, baseando-se na qualidade da água subterrânea , no tipo e dimensões do aqüífero aluvial, na existência de cacimbas e poços e se são utilizadas, no período de utilização e na qualidade das suas águas, no tamanho aproximado da bacia de contribuição, etc.;
3- Prospecção das áreas pré- selecionadas - Nessa etapa é efetuada medição precisa
da profundidade, largura e extensão do patamar previamente selecionado. São executados furos de sondagem de tal forma a poder traçar pelo menos dois perfis verticais, um no sentido transversal e outro longitudinal ao fluxo da água, e mais alguns para determinar precisamente o local de cada elemento que irá compor a barragem subterrânea (septo, poço amazonas, enrocamento de pedras e piezômetros) e ainda coletar amostras de solo e água para analises.
4- Elaboração do projeto
EXECUÇÃO DAS BARRAGENS E UNIDADES ASSOCIADAS Modelo Costa e Melo
As barragens subterrâneas implantadas no âmbito do Programa Xingó vêm sendo executadas segundo a metodologia de COSTA e MELO (1990), com algumas modificações e adaptações às características peculiares da região. O modelo é constituído basicamente pelos elementos seguintes:
Barragem subterrânea
O processo de construção consiste em escavar uma trincheira perpendicular à direção doe escoamento do riacho, cortando todo o aqüífero aluvial até atingir uma camada impermeável. O septo impermeável é instalado por meio da colocação de uma lona plástica ao longo da trincheira. A vala é, então, preenchida com o próprio material da escavação.
Unidades associadas
-Um ou mais poços amazonas, revestidos com anéis porosos de concreto pré-moldado, e posicionados ao longo do pacote aluvial, que serão utilizados para retirada da água retida pelo septo e acumulada na bacia de acumulação ou reservatório subterrâneo;
-Enrocamento de pedras executado na mesma direção e sobre o septo, elemento que serve para diminuir a velocidade do fluxo superficial da água, aumentando a sua permanência à montante da barragem e, conseqüentemente, aumentando a infiltração da água no pacote aluvial da bacia de acumulação, melhorando a sua capacidade de captação;
-Um ou mais piezômetros instalados ao longo da área de acumulação, que servirão para coletas periódicas da água armazenada, para acompanhamento da salinidade.
O modelo foi escolhido principalmente pelo uso da lona plástica para impermeabilização do septo, por ser esta de baixíssimo custo e de fácil aquisição, armazenamento, transporte, além de ser de aplicação extremamente rápida e simples, não requerendo mão-de-obra especializada, podendo ser utilizada a da própria comunidade, gerando assim um rendimento adicional para a população local e diminuindo custos.
Modificações e adaptações feitas pelo Programa Xingó
1. POÇO AMAZONAS – No modelo Costa e Melo, o poço Amazonas era executado
com anéis porosos de concreto armado sobrepostos. Em razão de resultados de pesquisas que avaliaram a baixa eficiência desses anéis de concreto (COSTA et al., 2000). No modelo implantado pelo Programa Xingó, o poço Amazonas é executado em alvenaria de tijolos furados de seis ou quatro furos. São utilizados tijolos de argamassa de cimento por serem mais resistentes do que os de cerâmica em relação à salinidade. Os tijolos em alguns casos são executados pela própria comunidade. A seção filtrante do poço é revestida externamente com tela plástica tipo mosquiteiro presa na alvenaria encobrindo os orifícios dos tijolos nesta faixa, servindo como filtro da água, impedindo que as areias do aluvião migrem junto com ela para o interior do poço. É também instalado um dreno radial, executado em pedras, para facilitar a velocidade de escoamento da água para o interior do poço e diminuir o tempo de recarga do poço, após o bombeamento.
2. PIEZÔMETROS – No modelo Costa e Melo, são utilizadas um ou mais unidades
instaladas à montante do septo na bacia de acumulação da barragem. Nas barragens instaladas pelo Programa Xingo, foram instalados um piezômetro à montante e outro à jusante do septo para melhor verificação da estanqueidade do septo e da salinidade da água.
BARRAGENS SUBTERRÂNEAS IMPLANTADAS PELO PROGRAMA XINGÓ
Foram realizados pelo Programa Xingo, de agosto de 2000 a outubro de 2002, trabalhos de investigação em nove municípios de sua área de abrangência: Água Branca-AL, Delmiro Gouveia-AL, Olho d’Água do Casado-AL, Pão de Açúcar-AL, Pariconha-AL, Piranhas-AL, São José de Tapera-AL, Paulo Afonso-BA e Canindé do São Francisco-SE. De duzentos e vinte e cinco locais prospectados, foram pré-selecionados quarenta e dois para instalação de barragem subterrânea.
Foram construídas até o presente momento cinco unidades, incluindo uma no módulo demonstrativo de aproveitamento de poços tubulares profundos de Morro Vermelho (Poço Redondo-SE), para complementação da água do rejeito do dessalinizador, utilizada nos viveiros de cultivo de camarão marinho e no desenvolvimento da Atriplex, planta halófita que apresenta como principal característica, capacidade de absorção do sal presente no solo (MONTENEGRO et al., 2001). A Tabela 1 apresenta a relação das barragens implantadas e seus usos atuais.
Tabela 1. Relação das barragens implantadas pelo Programa Xingo e seus usos atuais.
MUNICÍPIO UF COMUNIDADE UTILIZAÇÃO E
POPULAÇÃO ATENDIDA
Olho D’água do Casado AL Consolo Uso esporádico
01 comunidade – 70 hab.
Pão de Açúcar AL Xexéu Dessedentação animal
01 comunidade – 300 hab.
Pão de Açúcar AL Boa Esperança Dessedentação animal
08 comunidades - 1300 hab.
São José da Tapera AL Cachoeira Dessedentação animal
07 comunidades - 1500 hab.
Poço Redondo SE Morro Vermelho Cultivo camarão e Atriplex
01 comunidade - 170 hab.
SITUAÇÃO ATUAL DAS BARRAGENS CONSTRUÍDAS
As unidades implantadas pelo Programa Xingó encontram-se nas seguintes situações: - Barragens subterrâneas de Xexéu e Boa Esperança, no município de Pão de Açúcar-AL e a de Cachoeira de São José da Tapera-Açúcar-AL: são utilizadas exclusivamente para o consumo animal, onde as comunidades retiram a água manualmente dos poços e a carregam em carros de bois. Durante o período das chuvas, a água dos poços não é utilizada, sendo captada água de outras fontes como barreiros e cacimbas. O principal motivo identificado para essa tendência é que os membros dessas comunidades se baseiam no conhecimento de que as águas dos seus barreiros e cacimbas e barragens de superfície são perdidas por
evaporação mesmo sem uso, e que as águas armazenadas na barragem subterrânea são mais protegidas desse efeito, podendo ser utilizadas quando as outras fontes forem exauridas.
A Figura 1 apresenta a condutividade elétrica da água subterrânea na bacia hidráulica da barragem subterrânea de Boa Esperança, podendo-se notar a elevada variabilidade espacial entre pontos de observação, bem como o efeito de diluição promovido por precipitação intensa no mês de agosto de 2002. 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 8 /8 1 5 /8 2 2 /8 2 9 /8 5 /9 1 2 /9 1 9 /9 2 6 /9 3 /1 0 1 0 /1 0 1 7 /1 0 2 4 /1 0 3 1 /1 0 7 /1 1 1 4 /1 1 2 1 /1 1 2 8 /1 1 5 /1 2 1 2 /1 2 1 9 /1 2 DATA C O N D U T IV ID A D E ( d S /m )
POÇO AMAZ. PIEZOMETRO - 01 PIEZOMETRO - 02 PIEZOMETRO - 03
Figura 1. Condutividade elétrica da água subterrânea no ano de 2002 na barragem de Boa Esperança (Pão de Açúcar-AL).
Os dados da barragem de Cachoeira evidenciam um elevado nível de estanqueidade hídrica, avaliada a partir da comparação entre a profundidade do lençol à montante e à jusante da mesma (Figura 2).
profundidade do lençol freático (m)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 29-A pr 19-M ay 8-Ju n 28-J un 18-J ul 7-A ug 27-A ug 16-S ep 6-O ct 26-O ct 15-N ov piezômetro 1 piezômetro 2
Figura 2. Profundidade do lençol à montante e à jusante da barragem de Cachoeira.
-Barragem subterrânea de Morro Vermelho, no município de Poço Redondo-SE: desde que foi implantada, a salinidade da água sempre se mostrou elevada (com condutividade elétrica entre 32 e 37 dS/m). A salinidade é, no entanto, adequada ao uso pretendido para a
água da barragem que é o de complementação da água do rejeito do dessalinizador usada nos viveiros de criação do camarão marinho e cultivo da Atriplex, planta halófita com capacidade de extrair o sal do solo (MONTENEGRO et al., 2001).
flutuação do nível do lençol freático X CEa(m S/cm )
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1aQ uinz . out /00 2aQ uinz . out /00 1aQ uinz . nov /00 1aQ uinz . dez /00 2aQ uinz . dez /00 1aQ uinz . jan /01 2aQ uinz . jan /01 1aQ uinz . fev /01 2aQ uinz . fev /01 1aQ uinz . m ar/0 1 2aQ uinz . m ar/0 1 p ro fu n d id a d e (m ) 0 5 10 15 20 25 30 C E a (m S /c m ) profundidade CEa
Figura 3. Profundidade do nível d’água e salinidade na barragem de Morro Vermelho.
precipitações m ensais (m m ) 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00
Out/00 Nov/00 Dez/00 Jan/01 Fev/01 Mar/01 Abr/01
c h u v a (m m )
Figura 4. Pluviometria mensal na área da barragem de Morro Vermelho.
Observando-se as Figuras 3 e 4, pode-se notar o elevado potencial de diluição e de recarga promovidos pela pluviometria na barragem de Morro Vermelho, examinando-se período de monitoramento entre outubro de 2000 e março de 2001. Entretanto, a salinidade das águas subterrâneas é elevada, mesmo após a diluição.
-Barragem subterrânea de Consolo, município de Olho D’água do Casado-AL: quando implantada, seria utilizada para o consumo animal, pela sua capacidade e pela salinidade da água subterrânea (condutividade elétrica em torno de 5 dS/m). As elevadas precipitações ocorridas em dezembro de 2000 produziram como efeito o incremento na salinidade da água da barragem subterrânea (cerca de 32 dS/m) como conseqüência do escoamento produzido nos solos com elevado teor de sais e praticamente sem cobertura vegetal à montante da barragem. Segundo depoimentos da comunidade, a região enfrentava um período de cerca de
seis anos com precipitações muito baixas. A água da barragem não vem sendo utilizada pela comunidade.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A implantação de barragens subterrâneas no âmbito do Programa Xingo vem beneficiando comunidades da bacia do São Francisco que convivem com escassez de recursos hídricos. A implantação das barragens seguiu investigação acerca de aspectos geológicos, técnicos e sociais, identificando comunidades com revelado interesse na utilização da água de chuva captada nessa unidade, que tem a vantagem de reduzir o efeito da evaporação quando comparada com outros dispositivos de captação e armazenamento como os barreiros. A água das barragens vem sendo utilizada para dessedentação animal e cultivo de camarão e Atriplex, em complementação a outras fontes. Destaca-se a importância do monitoramento da salinidade da água para avaliação dos riscos de salinização da água. O monitoramento da pluviometria constitui elemento importante para interpretação dos dados de salinidade.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Costa, W. D.; Cirilo, J. A.; Abreu, G. H. F. G. de; Costa, M. R. 2000. O aparente insucesso das barragens subterrâneas em Pernambuco. Anais do I Congresso Integrado de Águas Subterrâneas. Fortaleza, CE. CD- rom.
Costa, W. D.; Melo, P. G. 1990. A subirrigação através de barragem subterrânea. Anais do Seminário Regional de Engenharia Civil. CIVIL 90, vol. 2. Recife, PE.
Montenegro, A. A. de A.; Montenegro, S. M. G. L.: Marinho, I.; Silva, V. de P.; Silva, J. G.; Bezerra, R. 2001. Management of groundwater quality and quantity in São Francisco river basin in benefit of small rural communities: the experience of the Xingó Program. Proceedings of the Fourth Inter- American Dialogue on Water Management. Foz do Iguaçu, PR.
