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Revista de Geologia, Vol. 18, nº 2, 203-213, 2005
www.revistadegeologia.ufc.br
Caracterização Geoambiental e Hidrogeológica da Zona Portuária do Pecém/CE
Mary Lucia Nogueiraa, Vagney Aparecido Augustob, Raimundo Mariano Gomes Castelo Brancoc & David Lopes de Castroc
Recebido em 25 de janeiro de 2005 / Aceito em 15 de janeiro de 2006
Resumo
O objetivo principal desta pesquisa foi fomentar a caracterização geoambiental e hidrogeológicas da região portuária do Pecém – CE com a finalidade de eleger as áreas mais susceptíveis aos processos de contaminação do aqüífero livre. A área de estudo está inserida no Complexo Industrial e Portuário do Pecém, localizado no litoral centro-oeste do Ceará. A geologia da região é composta pelas unidades do Complexo Gnáissico-Migmatítico de idade Pré-Cambriana, pela Formação Barreiras de idade atribuída ao Tércio-Quaternário e por unidades quaternárias, representadas pelos depósitos de praia, flúvio-marinhos, eólicos, fluviais e lacustrinos. A caracterização hidrogeológica consistiu na medida de condutividade elétrica e nível estático em cacimbas da região para geração de mapas de condutividade elétrica, níveis estático e potenciométrico. Além disso, foram realizadas análises de condutividade hidráulica e de capacidade de infiltração nos depósitos eólicos. Em maior parte da área, a condutividade elétrica se encontra inferior a 1.500 µS/cm, sendo águas próprias ao consumo humano. As baixas profundidades do nível freático e o alto potencial hidráulico da região pressupõem que, no caso da entrada de substâncias potencialmente solúveis em água, poderá haver uma rápida infiltração e migração destas substâncias em direção às áreas de reserva ambiental e da zona urbana. A siderúrgica, o pólo metal-mecânico e as áreas de expansão do porto estão em locais relativamente críticos, uma vez que os aqüíferos nestes pontos são os mais rasos e permeáveis da região.
Palavras-Chaves: Caracterização geoambiental, Hidrogeologia, Porto do Pecém
Abstract
The present research deals with the geological and hydrogeological characterization of the Pecém port zone, in the Ceará State. The major objective was to identify the more susceptive areas to the contamination for soluble composites in waters, such as the hydro-carbons of type BTEX, of the free aquifer. The study area is inserted in the Pecém Industrial and Harbor Plant, located in the central region of the Ceará State. The local geology is composed by Precambrian units of the Gnáissico-Migmatítico Complex, Barreiras Formation of Tertiary-Quaternary age and Quaternary units, represented for fluvial-marine, aeolian, fluvial and lacustrine deposits. The hydrogeological characterization is based on electric conductivity measurements, static and potenciometric levels of drilling wells, well as analyses of hydraulical conductivity and infiltration capacity, carried through in the aeolian deposits. In the most part of the area, the electric conductivity is less than 1,500 µS/cm, it suggests that the ground water is proper to human consumption. The low depths of the water level and the high hydraulical potential of the region suggest that, in the case of fuel leakage, it will have the high possibility of rapid infiltration and migration of the contaminantes in direction to the areas of environmental and urban reservation. The port and metallurgical areas and metal-mechanic plants are located in relatively critical sites due to the aquifer is very flat and has a high permeability.
Keywords: Environmental Characterization, Hydrogeology, Contamination, Pecém Harbor
a
Pós-Graduanda em Geociências/UFRN; email: marylsnogueira@yahoo.com.br
b
Pós-Graduando em Geociências/UNICAMP; email: vagney@ige.unicamp.br
c
Laboratório de Geofísica de Prospecção e Sensoriamento Remoto – UFC, Campus Universitário do Pici, Bloco 913, 60455-760, Fortaleza - CE, Tel.: (85) 4008-9870. E-mail: david@ufc.br, mariano@ufc.br
1. Introdução
O Governo Federal, em parceria com o Governo do Estado do Ceará através da Secretaria da Infra-Estrutura (SEINFRA), inaugurou oficialmente em março de 2002 o Terminal Portuário do Pecém, como parte inte-grante do Complexo Industrial e Portuário Governador Mário Covas (CearáPortos, 2003). A sua implantação teve como objetivo viabilizar a operação de atividades portuárias e industriais integradas, imprescindíveis ao desenvolvimento de um complexo com características de porto industrial.
Junto com a construção do porto foi desen-volvido um plano diretor de implantação do Complexo Industrial Portuário do Pecém (CIPP). Nesta região, está prevista a instalação de diversos pólos industriais, tais como: indústria siderúrgica, pólo metal-mecânico, indústria automobilística, refinaria de petróleo, estocagem de derivados de petróleo e gás natural, pólo petroquímico e bases de empresas distribuidoras de petróleo e gás (Fig. 1). Sua implantação ocorrerá em forma de glebas situadas em uma vasta área de campo de dunas até a BR-222, com aproximadamente 200 km2, englobando parte dos municípios de São Gonçalo do Amarante e Caucaia. A área de estudo está inserida no plano diretor (Fig.1), compreende uma superfície de 116 km2, situada no Distrito de Pecém, cerca de 45 km a oeste de Fortaleza.
O objetivo principal deste trabalho foi realizar uma caracterização geoambiental e hidrogeológi-ca da área de estudo e avaliar, de forma qualitativa, a vulnerabilidade do meio rochoso frente às futuras instalações do CIPP. Tal análise pretende fornecer subsídios iniciais para o diagnóstico ambiental das águas subterrâneas, principal fonte de abastecimento da população local, e reforçar a necessidade de um constante
monitoramento geoambiental, diante dos possí-veis impactos ambientais associados à implan-tação e operação das indústrias na região.
A implantação de empresas ligadas à indústria do petróleo, mas especificamente do segmento
downstream, torna ainda mais premente a
preo-cupação em monitorar os compartimentos ambi-entais desta área. Tal preocupação se justifica pelos seguintes fatores: a) as atividades de trans-porte e armazenamento de hidrocarbonetos por si só apresentam potenciais riscos de possíveis derramamentos e vazamentos; b) apresentam compostos como Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xileno (BTEX), que possuem uma razoável solubilidade em água e podem atingir facilmente o lençol freático (Corseuil et al., 1997; Guiguer, 2000); e c) os hidrocarbonetos BTEX são subs-tâncias tóxicas e carcinogênicas, bastante nocivo ao ser humano.
2. Caracterização geoambiental
A área de estudo é marcada por um clima tropical chuvoso, quente e úmido, com chuvas de verão e outono (Köeppen, 1948 apud Souza, 2002), com precipitação média anual de 1642,3 mm, segundo dados da Fundação Cearense de Meteorologia (FUNCEME). Destacam-se os meses mais chuvosos de Janeiro a Junho e os mais secos de Julho a Dezembro. A temperatura atinge uma média anual de 27°C, com uma evaporação média anual de 1469,2 mm.
Na porção sul da área, ocorre o domínio geomorfológico dos escudos e maciços antigos (Fig. 2), litologicamente representados por gnais-ses e migmatitos de idade Pré-Cambriana Supe-rior e Indiviso (Brandão, 1995). As porções norte e centro sul da área são caracterizadas pelo domínio dos depósitos sedimentares cenozóicos, representados pelos tabuleiros pré-litorâneos,
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Fig. 1. Projeto (Plano Diretor) de implantação do Complexo Industrial Portuário do Pecém (CIPP). Fonte: Seinfra, Governo do Estado do Ceará.
constituídos pelos sedimentos da Formação Barreiras e pela planície litorânea. Esta última caracterizada pelas feições da faixa de praia, campos de dunas móveis e fixas, paleodunas, planícies flúvio-marinhas, planícies e terraços fluviais, além de beachrocks e eolianitos aflorantes na faixa de praia da área de estudo (Fig. 3).
Na porção leste da área, está inserida a microbacia do rio Cauípe, que faz parte da bacia metropolitana de Fortaleza, possuindo uma área de 296,99 km2 e um potencial hídrico de 93,4 x 106 m3/ano (Brandão, 1995; SRH, 2003). Os principais corpos d’água existentes na área de estudo são: o rio Cauípe, o riacho Guaribas e as lagoas do Pecém e das Bolsas. Nesta região, podem-se distinguir três domínios hidrogeológi-cos principais: rochas cristalinas, coberturas sedi-mentares e os depósitos aluvionares (CPRM, 1999; Marinho & Vasconcelos, 2000; Castelo Branco, 2000).
De acordo com o Atlas do Ceará (INPLAN-CE, 1997), foram verificados solos do tipo: a) podzólico vermelho-amarelo distrófico, localiza-do no localiza-domínio da Formação Barreiras; b) solos halomórficos e aluviais, próximos aos cursos d’água e lagoas; c) planossolo solódico, próximo
aos afloramentos de rochas do embasamento; e d) areias quartzosas marinhas e areias quartzosas distróficas, distribuídas na faixa litorânea e pré-litorânea.
Com relação à vegetação, há um predomínio do complexo vegetacional da zona litorânea, que abrange as unidades fitoecológicas: a) vegetação pioneira psamófila, presente na planície litorânea e, muitas vezes, na área de dunas móveis e fixas; b) floresta a retaguarda das dunas, com espécies vegetais que ocorrem nas serras úmidas, serras secas e na caatinga arbórea; e c) vegetação dos tabuleiros litorâneos, sendo a maior diversificação vegetacional e florística, podendo ser encontrada mata de tabuleiro, o cerrado e a caatinga.
Duas importantes unidades de conservação estão presentes na área: a) o Lagamar do Cauípe, designado como uma unidade de uso sustentável sendo assim uma área de proteção ambiental (APA); e b) a Estação Ecológica do Pecém, caracterizada por unidade de proteção integral.
3. Levantamento hidrogeológico
A caracterização hidrogeológica constou do cadastramento de 111 cacimbas, das quais foram
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adquiridos o posicionamento geográfico com um GPS, medidas de condutividade elétrica (C.E) a partir de um condutivímetro digital portátil e medidas de nível estático (NE) com um medidor de nível eletrônico. Os dados de altitude para o calculo do nível potenciométrico foram obtidos a partir do Levantamento Plani-altimétrico da Região do Pecém na escala de 1:10.000 de onde foi estimada a cota topográfica por meio do programa AutoCad. Adicionalmente, nos depó-sitos eólicos foram realizados testes de capaci-dade de infiltração (CI) in situ, pelo método dos anéis (Caudoro et al., 1984) e coletadas em cada ponto, amostras para posterior ensaio de condu-tividade hidráulica (CH) pelo método do permeâ-metro de carga constante no Laboratório de Solos do Departamento de Transportes - UFC.
A Figura 4 mostra a localização das cacimbas cadastradas e dos ensaios de CH e CI. A amos-tragem das cacimbas foi realizada aleatoriamente, levando em consideração simplesmente à presen-ça destas na área. Já os ensaios de CH e CI foram realizados estrategicamente nos domínios dos depósitos eólicos, pela predominância na área e por se tratarem de pacotes sedimentares relativa-mente homogêneos, não-coesos, arenosos e de alta porosidade. Segundo Fetter (1994), tais características tornam estes litotipos mais suscep-tíveis aos processos de infiltração de contami-nantes solúveis em água, principalmente em relação às outras unidades litológicas existentes na área de estudo.
De posse destes dados, foram gerados mapas de isovalores da condutividade elétrica e dos
Fig. 3. Mapa Geológico da Área de Influência do CIPP. Fonte: SUDENE, 1971 e reconhecimento de campo pelos autores.
níveis estático e potenciométrico da região do CIPP. Tais mapas foram sobrepostos ao plano diretor (Fig. 1) e avaliados com relação às locali-zações das futuras instalações industriais.
4. Resultados e discussões
Avaliando os parâmetros hidrogeológicos obtidos em campo em função das atividades
industriais das futuras instalações previstas no plano diretor do CIPP, pode-se destacar que:
Na maior parte da área, as medidas de condu-tividade elétrica da água subterrânea apresen-taram-se abaixo de 1.500 µS/cm (Fig. 5), dentro dos limites recomendados pela Organização Mundial de Saúde (Hirata, 1994). Valores anôma-los foram registrados na porção norte, que possi-velmente podem estar associados a avanços
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naturais da cunha salina sob o continente. Na por-ção sul, as cacimbas com valores elevados de con-dutividade elétrica podem estar recebendo alguma contribuição do sistema de aqüíferos fissurais sub-jacentes (embasamento cristalino), os quais nor-malmente apresentam maiores teores de sais.
No mapa potenciométrico (Fig. 6), são obser-vadas duas regiões com altos valores de potencial hidráulico, uma localizada na porção sudoeste e
outra na porção mais central. Ambas apresentam fluxo radial e divergente, sugerindo que a bacia de drenagem do rio Cauípe e do riacho Guaribas, com seus respectivos tributários, demonstram um funcionamento típico de bacias de captação. As áreas destinadas à expansão urbana encontram-se localizadas em pontos com boas condições para captação de água subterrânea, com níveis potencio-métricos relativamente baixos e nível freático raso.
A região destinada à instalação de uma distribuidora de combustível e uma parte da área prevista para refinaria localizam-se em zonas, cu-jas profundidades do aqüífero são normalmente maiores (Fig. 7). Porém, em termos de potencial hidráulico, tais localidades apresentam altos potenciais, pois apresentam uma forma radial e divergente. Tal condição pode condizer numa si-tuação de vazamento que o fluxo tenderá a migrar
para todas as direções, podendo comprometer a qualidade das águas subterrâneas da área de expansão urbana adjacente.
As áreas previstas para implantação da side-rúrgica, do pólo metal-mecânico e de expansão do porto na proximidade do litoral são justamente as regiões mais críticas no contexto geoambiental, pois estão posicionadas em terrenos com profun-didades do nível freático inferiores a 3 m e, em
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alguns locais, até mesmo aflorante. Contudo, a siderúrgica e o pólo metal-mecânico não tratam diretamente com o armazenamento e transporte de petróleo, implicando em um menor risco para contaminação destes aqüíferos. Já a região por-tuária, onde uma quantidade bastante expressiva de hidrocarbonetos e seus derivados é manipulada,
caracteriza-se como uma zona de maior risco potencial e de maior susceptibilidade ambiental.
As áreas de implantação industrial mais a sul mostram-se teoricamente menos susceptíveis, pois se localizam em áreas constituídas por depó-sitos de alteração do embasamento e da Formação Barreiras. Tais unidades geológicas contêm teori-camente menor capacidade de infiltração e condu-tividade hidráulica, além de se localizar na região onde a profundidade do aqüífero varia localmente de 6 a 9 m. Estas camadas superficiais de baixa
condutividade hidráulica formam barreiras natu-rais, relativamente espessas, para o acesso dos contaminantes ao lençol freático (Custódio & Llamas, 1993; Feitosa et al., 1997).
Os ensaios de CH e CI realizados nos depósitos eólicos mostraram valores médios de 1,4x10-2 cm/s e 1.600 mm/h, respectivamente (Tab. 1). Esses valores são considerados altos (Tucci, 2001), indicando condições favoráveis para infiltração e migração de contaminantes solú-veis em águas, sendo esta situação provavelmente mais favorável nos períodos chuvosos.
É importante ressaltar que todos os dados foram adquiridos no período entre outubro e dezembro, ou seja, numa época de menor índice pluviométrico, o que pode sugerir condições de solos mais secos e menos susceptível aos proces-sos de infiltração.
5. Conclusões
A caracterização geoambiental e hidrogeoló-gica do Complexo Industrial e Portuário do Pecém permitiu identificar três unidades geoló-gicas distintas: o Complexo Gnáissico-Migmatí-tico de idade Pré-Cambriana, a Formação Barreiras do Tércio-Quaternário e as unidades quaternárias dos depósitos costeiros. A caracteri-zação hidrogeológica consistiu na medida dos parâmetros de condutividade elétrica, do nível estático e potenciométrico além da análise da condutividade hidráulica e capacidade de
infil-tração em pontos escolhidos nos depósitos eóli-cos. A água subterrânea da região pode ser considerada para o consumo humano, devido aos baixos valores de condutividade elétrica. O nível estático apresenta profundidades médias de poucos metros, chegando até 9 m nas áreas mais afastadas da linha de costa. Vale ressaltar que o nível freático medido encontra-se na sua profundi-dade maior, indicando uma época do ano teorica-mente menos susceptível à infiltração. As medidas de condutividade hidráulica e capacidade de infiltração caracterizam o aqüífero livre com alto potencial hidráulico e altas taxas de permeabili-dade. Diante deste cenário, conclui-se que o projeto de implantação do CIPP está posicionado numa região ambientalmente sensível, onde a instalação e o funcionamento dos futuros pólos industriais e urbanos devem ser acompanhados e fiscalizados pelos órgãos governamentais respon-sáveis, além de serem monitorados os comparti-mentos ambientais a fim de se evitar possíveis problemas de poluição e/ou contaminação de solos e água subterrânea.
Agradecimentos
Agradecemos ao Projeto GEOFAMB “Pro-grama de monitoramento geo-ambiental das atividades de exploração e produção de petróleo nas Bacias do Ceará e Potiguar” - Edital CT-PETRO/CNPq/FINEP 03/2001 pelo apoio financeiro para realização desta pesquisa, ao
o t n o P Coordenadas C.H(Média) C.I 1 0 524.120 9.603.512 4,56E-03 981.05 2 0 522.845 9.605.468 4,79E-03 1660.24 3 0 518.958 9.604.710 1,42E-02 392.42 4 0 516.325 9.606.470 1,61E-02 1660.24 5 0 516.177 9.605.224 4,00E-03 754.65
Tab. 2. Resultados dos ensaios de Capacidade de Infiltração (CI – mm/h) e Condutividade Hidráulica (CH – cm/s), realizados nos depósitos eólicos.
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Programa de Recursos Humanos da Agência Nacional do Petróleo PRH-31/ANP e, em especial ao Laboratório de Geofísica de Prospecção e Sensoriamento Remoto (LGPSR) do DEGEO/ UFC pelo apoio logístico a todas as atividades desta pesquisa.
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