UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA
COORDENAÇÃO DO CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
LYBIO JEFFERSON SOUZA SILVA
UTILIZAÇÃO DO ÍNDICE GALDIT PARA AVALIAÇÃO DA
VULNERABILIDADE À INTRUSÃO SALINA NA REGIÃO DE
BOA CICA, MUNICÍPIO DE NÍSIA FLORESTA/RN
NATAL, RN
2018
UTILIZAÇÃO DO ÍNDICE GALDIT PARA AVALIAÇÃO DA
VULNERABILIDADE À INTRUSÃO SALINA NA REGIÃO DE
BOA CICA, MUNICÍPIO DE NÍSIA FLORESTA/RN
Trabalho
de
Conclusão
de
Curso
(modalidade
TCC
2)
apresentado
à
Universidade Federal do Rio Grande do
Norte, como parte dos requisitos para
obtenção
do
título
de
Engenheira
Ambiental.
Orientadora:
Profa. Drª. Vera Lúcia Lopes de Castro
Natal/RN
2018
UTILIZAÇÃO DO ÍNDICE GALDIT PARA AVALIAÇÃO DA VULNERABILIDADE À INTRUSÃO SALINA NA REGIÃO DE BOA CICA, MUNICÍPIO DE NÍSIA
FLORESTA/RN
Trabalho de Conclusão de Curso aprovado em _ / / como requisito para obtenção do título de Engenheira Ambiental do Centro de Tecnologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
BANCA EXAMINADORA:
Profª. Drª. Vera Lúcia Lopes de Castro – UFRN (Orientadora)
Profª. Dra. Joana Darc Freire De Medeiros (Examinador Interno)
Profª. Dr. José Braz Diniz Filho – UFRN (Examinador Interno)
À minha querida família pelo apoio incondicional em todos os momentos da minha vida.
Agradeço primeiramente a Deus que sempre esteve comigo durante todos esses anos me dando forças para continuar e me estabilizando emocionalmente para poder realizar meus sonhos.
Aos meus pais, Sergio Luis Paulo da Silva e Regineide Souza Silva pelo total amor, apoio, estrutura, educação, incentivo e confiança depositada em mim.
Aos meus irmãos, Lybni, Loren e Lorena por sempre me apoiarem durante toda a minha vida.
A minha professora orientadora, Drª.Vera Lucia Lopes de Castro, pelo incentivo a pesquisa, ensinamentos, compreensão referente aos desafios encontrados por mim durante a realização deste trabalho.
Aos meus professores durante estes anos de UFRN, em especial ao professor Deusdedit Monteiro Medeiros pelo apoio e conselhos durante a elaboração deste trabalho.
E finalmente aos meus colegas de UFRN, pelo apoio, incentivo e pelos momentos marcantes
O Destino é Inexorável.
No município de Nísia Floresta/RN, especificamente na área de Boa Cica distanciada a três quilômetros da faixa litorânea, foram instalados 12 poços tubulares, no ano de 2014, os quais captam do aquífero Dunas/Barreiras num volume de 750 m³/hora de água de excelente qualidade. As instalações destes poços tubulares fazem parte do Sistema Adutor Monsenhor Expedito, que realiza o abastecimento público de 30 municípios da região Trairi no Estado do Rio Grande do Norte. Considerando a importância socioeconômica regional desse sistema de captação de águas subterrâneas e devido estar localizado em uma região costeira, tem-se um cenário que exige o conhecimento quanto à vulnerabilidade do sistema hídrico subterrâneo à intrusão salina. Sabe-se que uma das formas de contaminação das águas subterrâneas em regiões costeiras é por intrusão salina, fenômeno causado comumente pelos elevados volumes explotados de águas subterrâneas nessas regiões. A complexa hidrodinâmica apresentada na área de estudo torna-se um desafio para a compreensão dos gestores da área ambiental e dos recursos hídricos, assim esse estudo procurou aplicar o método GALDIT, método de avaliação da vulnerabilidade do aquífero a intrusão salina a partir de seis parâmetros (Ocorrência de aquíferos; condutividade hidráulica do aquífero; nível piezométrico; distância da linha de costa; impacto da existência de fenômeno de intrusão salina na área e espessura do aquífero). Aplicando-se o método GALDIT, verificou-se que a região possui uma baixa vulnerabilidade à intrusão salina, tendo sido obtido para os quatro de seus seis parâmetros avaliados valores da classe preestabelecida como sendo de baixa influência na intrusão salina, de modo que o conjunto dos seis parâmetros avaliados indica que o aquífero Dunas/Barreiras, na área estudada, apresenta uma baixa vulnerabilidade à intrusão salina.
ABSTRACT
In the municipality of Nísia Floresta / RN, specifically in the area of Boa Cica distanced three kilometers from the coast, 12 tubular wells were installed in 2014, whose water intake is from the Dunas / Barreiras aquifer and comprises a volume of 750 m³ / hour of water of excellent quality. The installations of these tubular wells are part of the Adductor System of the Monsenhor Expedito pipeline, which supplying 30 municipalities in the Trairi region in the State of Rio Grande do Norte. Considering the regional socioeconomic importance of this system of groundwater abstraction and due to its location in a coastal region, there is a scenario that requires knowledge about the vulnerability of the underground water system to saline intrusion. It is known that one of the forms of contamination of groundwater in coastal regions is by saline intrusion, a phenomenon commonly caused by high volumes of groundwater exploited. The hydrodynamic complex presented in the study area becomes a challenge for the understanding of the managers of the environmental area and water resources, so this study tried to apply the GALDIT method, method of evaluation of the vulnerability of the aquifer to saline intrusion from six parameters (Occurrence of aquifers, hydraulic conductivity of the aquifer, piezometric level, distance from the coastline, impact of the existence of a phenomenon of saline intrusion in the area and thickness of the aquifer). Applying the GALDIT method, it was verified that the region has a low vulnerability to salt intrusion, and for the four of its six parameters evaluated values of the pre-established class as being of low influence on the salt intrusion, so that the set of the six parameters evaluated indicates that the Dunas / Barreiras aquifer, in the studied area, presents a low vulnerability to saline intrusion.
Figura 1 - Caracterização Esquemática Das Zonas Não Saturada E Saturada No Subsolo... 17
Figura 2 - Experiência de Darcy... 18
Figura 3 - Tipos de aquíferos quanto à pressão... 20
Figure 4 - Diagrama Simplificado de um aquífero costeiro livre... 21
Figura 5 - Localização da Área de Estudo (demarcada pelo polígono tracejado)... 25
Figura 6 - Precipitação pluviométrica média mensal no município de Nísia Floresta...26
Figura 7 - Coluna estratigráfica simplificada da área estudada... 28
Figura 8 - Mapa potenciométrico do aquífero Barreiras na região da Boa Cica, obtido em Janeiro de 2013...31
Figura 9 - Mapa de espessura do Aquífero Barreiras e o detalhe do esboço estrutural da área do baixo curso do Riacho Boa Cica, Nísia Floresta-RN; dados de origem georreferenciados em relação ao Datum WGS84, zona 25S... 32
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Dados dos poços (litológicos, hidráulicos e suas Coordenadas) na área de
estudo...24
Tabela 2: Valores de cloreto dos poços da área em estudo...34
Tabela 3: Dados colhidos dos 12 poços em relação ao método GALDIT...39
Tabela 4: Variáveis Indicadoras do método GALDIT para cada poço...40
Tabela 5: Classificação do método GALDIT para cada poço...41
Quadro 1 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro G)... 35
Quadro 2 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro A)... 36
Quadro 3 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro L)... 36
Quadro 4 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro D)... 36
Quadro 5 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro I)...37
Quadro 6 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro T).. ... 37
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1 - Memorial de cálculo do Índice GALDIT para os 12 poços...52
1. INTRODUÇÃO ... 15 1.1 OBJETIVOS E JUSTIFICATIVA ... 16 1.1.1 OBJETIVO GERAL ... 16 1.1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ... 16 1.2 REFERENCIAL TEÓRICO ... 17 1.2.1 ÁGUAS SUBTERRÊNAS ... 17 1.2.2 INTRUSÃO SALINA ... 20 1.2.3 VULNERABILIDADE ... 22
2. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ... 24
2.1 ASPECTOS FISIOGRÁFICOS ... 26
2.2 CONTEXTO GEOLÓGICO ... 27
2.3 CONTEXTO HIDROGEOLÓGICO ... 29
2.4 CONTEXTO HIDROQUÍMICO ... 33
3. MÉTODO GALDIT DE AVALIAÇÃO DA VULNERABILIDADE À INTRUSÃO SALINA NA ÁREA DE ESTUDO ... 34
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 38
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 44
6. REFERENCIAS ... 46
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1. INTRODUÇÃO
Os aquíferos podem ser alimentados por recargas naturais a partir de lagos, rios e infiltração da água das chuvas (FERREIRA, 2015). Quando a produção acelerada da explotação dessa água acontece, poderá ocasionar uma série de problemas como o rebaixamento do seu nível e esgotamento da água nele armazenada, fato que pode ser acompanhado pela subsidência do solo, vulnerabilidade a contaminações advindas de camadas superiores, bem como se torna suscetível a intrusão salina em regiões costeiras (HESPANHOL, 2002).
Visando atender as demandas de forma sustentável, alguns instrumentos e mecanismos para controle e monitoramento dos usos foram criados: licença de obra hidráulica de acordo com a lei estadual nº 6.908/1996, outorga de direito de uso da água segundo a lei nº 9,433/1997. Sendo assim, o órgão gestor dos recursos hídricos controla a perfuração de poços tubulares e a outorga do volume de água requerido, o que também é catalogado; contudo, ainda existe um grande número de perfurações de poços clandestinos (OLIVEIRA, 2016). A ausência desses instrumentos pode ocasionar impactos nas águas subterrâneas, como a intrusão salina.
Sabendo que a formação Dunas/Barreiras se estende por toda a costa do estado do Rio Grande do Norte, se aparenta não haver grandes preocupações por parte das entidades e profissionais em relação à explotação do aquífero, devido ao entendimento, errôneo, que por causa da sua grande extensão, a recarga natural garante a exploração intensiva, sem preocupações futuras (RIGHETTO & ROCHA, 2005). A alta produção de águas subterrâneas devido ao crescimento urbano pode levar a problemas, como o avanço da cunha salina e o desconhecimento das condições de equilíbrio da interface entre a água doce e água salgada.
Para o uso sustentável do aquífero é importante avaliar sua vulnerabilidade. Existem vários métodos que podem determinar se o aquífero está vulnerável (método GALDIT, por exemplo), seja pela ação humana ou natural, estes nos permitem avaliar a situação do corpo hídrico e auxilia na realização de medidas de prevenção e proteção. De acordo com o Andrade et al. (2012) se comenta que estes métodos fornecem subsídios para a gestão e planejamento de preservação e proteção de uma determinada área ou município.
Um exemplo prático em relação à importância da explotação das águas subterrâneas para o abastecimento urbano é o da Adutora Monsenhor Expedito, cuja captação de águas subterrâneas esta inserida no Município de Nísia Floresta, Região Metropolitana de Natal, durante o período de 1997 á 2014, a Adutora neste caso operava apenas com sete poços tubulares e captação na Lagoa do Bonfim na área do Complexo Lacustre do Bonfim, cujo planejamento foi para o atendimento de trinta municípios do RN atingindo cerca de 290 mil habitantes. Devido ao aumento da demanda, foi necessária a ampliação da adutora com uma nova captação de águas na área de Boa Cica, onde atualmente existem 12 poços tubulares captando águas de excelente qualidade do aquífero Dunas/Barreiras.
Diante do exposto, verifica-se a importância desse sistema adutor, da importância de manter a qualidade das águas subterrâneas e prevenir sobre possíveis impactos vindos da alta explotação do aquífero. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo avaliar a vulnerabilidade do aquífero Dunas/Barreiras quanto á intrusão na área de Boa Cica, setor leste da Lagoa do Bonfim no município de Nísia Floresta/RN. Este estudo se justifica na medida em que contribuirá os órgãos gestores com novas informações e medidas de controle quanto à explotação das águas subterrâneas e prevenção da intrusão salina no aquífero Dunas/Barreiras na região em estudo.
1.1 OBJETIVOS E JUSTIFICATIVA
1.1.1 OBJETIVO GERAL
● O objetivo geral dessa pesquisa é investigar sobre a vulnerabilidade natural do aquífero Dunas/Barreiras à intrusão salina.
1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
● Conhecer, analisar e interpretar os parâmetros que compõem o método aplicado; ● Caracterizar o índice de vulnerabilidade natural do Sistema aquífero Dunas/Barreira
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1.2 REFERENCIAL TEÓRICO
1.2.1 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
Água subterrânea é toda a água que ocorre abaixo da superfície da Terra, preenchendo os poros ou vazios intergranulares das rochas sedimentares, ou as fraturas, falhas e fissuras das rochas compactas, e que sendo submetida a duas forças (de adesão e de gravidade) desempenha um papel essencial na manutenção da umidade do solo, do fluxo dos rios, lagos e brejos. As águas subterrâneas cumprem uma fase do ciclo hidrológico, uma vez que constituem uma parcela da água precipitada (BORGUETTI et al, 2004).
Após a precipitação, parte da água infiltra e percola no interior do subsolo, durante períodos que podem variar de acordo com a cobertura do solo, porosidade, topografia, tipo de intensidade de chuva, e outros fatores. Durante a infiltração, uma parte da água sob a ação da força de adesão, ou de capilaridade, fica retida nas regiões mais próximas da superfície do solo, formando a zona não saturada; outra parte, sob a ação da gravidade, atinge as zonas mais profundas do subsolo, constituindo a zona saturada. A figura 1 mostra uma caracterização esquemática das zonas no subsolo.
Figura 1 - Caracterização Esquemática Das Zonas Não Saturada E Saturada No Subsolo. Fonte: BORGUETTI et al. (2004)
preenchida por água, onde pequenas quantidades de água se distribuem de forma uniforme, sendo que as suas moléculas se aderem às superfícies dos grãos do solo. As zonas de umidade do solo, zona intermediária (entre a umidade do solo e a franja capilar) e a franja capilar estão inseridas na zona não saturada. A zona saturada é a região abaixo da zona não saturada onde os poros ou fraturas da rocha estão totalmente preenchidos por água. As águas atingem esta zona por gravidade, através dos poros ou fraturas até alcançar uma profundidade limite (BORGUETTI et al, 2004).
Aquífero é uma formação geológica do subsolo, onde rochas permeáveis armazenam água em seus poros e fraturas e tem a capacidade de transmitir. A constituição geológica determinará a velocidade, quantidade e qualidade do aquífero. O aquífero pode ser livre, confinado ou semiconfinado. No aquífero livre, sua superfície superior da zona saturada está em equilíbrio com a pressão atmosférica, com a qual se comunica livremente, no caso deste ser confinado, se apresenta uma formação geológica permeável, confinada entre duas camadas impermeáveis ou semipermeáveis, o semiconfinado encontra-se limitado na base, no topo, ou em ambos, por camadas com menores permeabilidades que o aquífero. A figura 3 mostra os tipos de aquífero em relação à pressão.
Figura 2 - Tipos de aquíferos quanto à pressão Fonte: BORGHETTI et al. (2004), adaptado de IGM (2001)
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tenha mais vantagens do que as águas de mananciais superficiais: elas são filtradas e purificadas naturalmente através da percolação; não ocupam espaço em superfície; sofrem menor influência das variações climáticas; são passíveis de extração perto do local de uso; possuem temperatura constante; têm maior quantidade de reservas; necessitam de custos menores como fonte de água; as suas reservas e captações não ocupam área superficial; apresentam grande proteção contra agentes poluidores; o uso do recurso aumenta a reserva e melhora a qualidade; possibilitam a implantação de projetos de abastecimento à medida da necessidade (WREGW, 1997).
O movimento da água subterrânea se dá pela diferença de energia ou carga hidráulica, dada pela diferença da altura da coluna de água entre dois pontos do aquífero, sendo chamada de potencial hidráulico e o fluxo se processa da região de maior potencial hidráulico para o menor potencial. Após a recarga, o movimento da água subterrânea varia em função do gradiente hidráulico, isto é, devido à inclinação do nível d’água, em função da permeabilidade e a viscosidade da água. A importância destes parâmetros foi estudada em laboratório pelo engenheiro hidráulico Henry Darcy em 1856, este elaborou a lei de Darcy, onde se pode determinar o fluxo da água subterrânea, determinar a condutibilidade hidráulica dos materiais e outras aplicações.
No experimento de Darcy foi feito uma medição da vazão de água com um cilindro preenchido por material arenoso, para diferentes gradientes hidráulicos (razão entre desnível e a distância horizontal). Para o cálculo do fluxo de água para cada gradiente foi feito pela relação entre a vazão e a área do cilindro utilizado no experimento, com isso foi definido, em unidade de velocidade a vazão específica sendo esta diretamente proporcional ao gradiente hidráulico. A figura 2 mostra um exemplo da experiência de Darcy, onde os níveis de água hin e hout são mantidos constantes e o fluxo
de água ocorre em sentido descendente através do corpo de prova, medido o valor da taxa de fluxo que passa pela amostra (Q) para diferentes comprimentos (L) e de diferença de potencial (Δh).
Figura 3 - Experiência de Darcy.
Fonte: MY WATER (2018)
1.2.2 INTRUSÃO SALINA
A intrusão salina é o nome dado ao avanço da cunha salina e ocorre quando a cunha da água do mar avança e se mistura com as águas doces do aquífero (CRUZ & SILVA JR, 2006). Quando os níveis de água doce são diminuídos pela retirada através de poços, o contato das águas doce-salgada migra em direção ao ponto de retirada até que um novo balanço aconteça. Em relação a esse fenômeno, esta é uma situação que afeta grande parte das cidades costeiras ao redor do mundo, principalmente essas que se tem abastecimento de água provido de águas subterrâneas.
Os aquíferos costeiros são muito sensíveis à mudança de carga e fluxo (GURGEL et al, 2004). A água subterrânea derivada da precipitação sobre a terra entra em contato com o mar e nele descarrega, podendo ser em estuários contendo água salobra. A relação entre a água doce e a água salgada, ou salobra, é controlada primariamente por diferenças em suas densidades. Em unidades métricas, a densidade da água doce é de cerca de 1g/cm3 e a densidade da água do mar é cerca de 1,025g/cm3, consequentemente, a água doce sendo menos densa tende a flutuar sobre a água salgada.
Em estado natural, antes do bombeamento, há um gradiente hidráulico no aquífero que introduz um fluxo de água doce em direção ao mar, mantendo a cunha salina em equilíbrio. A água salgada, com maior densidade, forma uma cunha que penetra pela parte inferior da região de água doce (OLIVEIRA 2016). O bombeamento excessivo da água continental rompe o equilíbrio e ocorre o avanço da cunha (ALMEIDA & SILVA JR/ FEITOSA & MANOEL FILHO, 2000).
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intrusão salina, esta possui teores de cloretos inferiores a 100mg/L em formações costeiras. Custódio (1987) também fala que um percentual de 3% de água do mar em água doce já restringe a utilização e 5% de percentual à torna uma água sem uso. Dentre os vários estudos sobre a cunha salina, a exemplo de Oliveira (2016) se comenta que além dos cloretos, outros índices são considerados para identificar a contaminação pela água do mar, alguns são: Ca2+, Mg2+, K+, condutividade elétrica e algumas razões iônicas.
A figura 4 abaixo mostra esquematicamente poços sendo bombeados na zona costeira. O bombeamento do poço mais próximo à costa provoca um rebaixamento da superfície potenciométrica no entorno do mesmo, e como consequência houve uma interferência na posição de equilíbrio da interface água doce/salgada (letra c) induzindo a ascensão da interface até a base e filtros do poço bombeando, provocando sua contaminação.
Figure 4 - Diagrama Simplificado de um aquífero costeiro livre Fonte: Adaptado de WERNER et al. (2013)
posição da interface (ou cunha salina), ocasionado pelos maiores rebaixamentos da superfície potenciométrica nos poços bombeados, e redução do processo de recarga natural (descargas maiores que a recardo, no tempo). Com este rebaixamento excessivo, além de esgotar o manancial hídrico subterrâneo, terá o grande risco do colocar o sistema em risco de salinização pelo avanço da cunha salina, ou até risco de subsidência. Este fenômeno provoca a salinização do aquífero, tornando o recurso hídrico impróprio para diversos usos, como consumo humano; a preocupação ascendente de pesquisadores por esta área cresceu devido à importância das consequências para a sociedade, pois a subsidência pode causar a inutilização do aquífero como manancial. (FERREIRA, 2015).
1.2.3 VULNERABILIDADE
Para analisar os riscos de contaminação, é necessário estudos para averiguar as características hidrogeológicas, e as condições e quantidade de explotação na da área a ser estudada. A produção excessiva, junto com a falta de dados históricos de recursos hídricos produzidos pelos poços na região de estudo e a existência de poços clandestinos fazem com que a gestão hídrica da região seja prejudicada em relação à prevenção e ao controle de risco de contaminação, tanto para problemas antrópicos, como cargas sanitárias, ou como o avanço da cunha salina.
Estudos internacionais, como o de Ayolabi et al. (2013) comenta sobre os desafios e técnicas de averiguação do avanço da cunha salina nas regiões costeiras (região costeira da universidade de Lagos, Nigéria). Outros estudos, como os realizados em Bangladesh, Austrália, China, Índia e Egito utilizam softwares para a averiguação das condições da intrusão salina. Na região europeia, existe uma série de estudos que são feitos pela European Environment Agency (EEA) que tem por objetivo verificar as condições dos aquíferos em diferentes regiões e países, utilizando séries históricas de dados e recomendando medidas de manejo para o controle da explotação das águas subterrâneas.
O estudo do comportamento, situação e avanço da cunha salina, se trata de um tema de grande complexidade e de difícil abordagem, devido às condições dominantes no oceano e de diversos outros parâmetros que comandam o comportamento da intrusão marinha (SERHID, 1998). Nesse sentido, existem poucos estudos locais, como também,
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a inexistência de redes de monitoramento para esse fim, de modo que a gestão da evolução da salinidade em aquíferos costeiros é considerada frágil em toda costa brasileira.
Conforme estudos da SERHID, (1998), os aspectos relativos à geometria do aquífero, na região costeira de Natal (região metropolitana) em particular se tornam ainda mais delicados, em função da complexa estrutura geológica da bacia sedimentar, submetida a intensos falhamentos que podem ter comprometido a continuidade do manancial e estabelecido condições imponderáveis na sua conexão com o mar. Associando estes fatores junto com o crescimento urbano, acontece uma dinâmica complexa em relação à produção/recarga do aquífero.
Para a avaliação da vulnerabilidade, diversos países utilizaram métodos denominados de GOD (FOSTER & HIRATA, 2002) e o DRASTIC (ALLER et al., 1987) onde se averigua um conjunto de indicadores de contaminação de um poluente no solo, contudo, em aquíferos costeiros é necessário um método mais adequado que atenda as características da dinâmica hídrica costeira. O método GALDIT desenvolvido por Chachadi & Lobo Ferreira (2001) permite que se avalie a vulnerabilidade de um aquífero a intrusão salina a partir de seis parâmetros: Ocorrência de aquíferos; condutividade hidráulica do aquífero; nível piezométrico; distância da linha de costa; impacto da existência de fenômeno de intrusão salina na área e espessura do aquífero.
De acordo com Chachadi et al. (2003), o GALDIT apresenta vantagens, como a utilização de dados já existentes do local de estudo a partir de estudos científicos e arquivos de gestores ambientais, podendo elaborar mapas a partir das configurações hidrogeológicas e além disso, um sistema de classificação de vulnerabilidade. Alguns estudos, adequam as variáveis indicadoras de um ou mais parâmetros, como por exemplo, o estudo de Recinos et al (2013) onde adequaram o parâmetro I (impacto da existência de fenômeno de intrusão salina) para que se utilize apenas a concentração de cloreto
Analisando os estudos de caso em que foi utilizado o método GALDIT, como por exemplo, o de Idowu et al. (2016) realizado no Kenya e o do Sobrinho et al. (2015) realizado em Recife ( aquífero Boa Viagem), optou-se também por aplicar este método para a vulnerabilidade do aquífero Dunas/Barreiras á intrusão salina na área de estudo.
2. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo é de 421,43 hectares localizado no município de Nísia Floresta, Rio Grande do Norte, na margem esquerda da região do baixo curso do Riacho de Boa Cica, limitando-se a E-SE pela rodovia RN-063. Esta é uma área desapropriada devido ao decreto de número 20.532, de 23 de Maio de 2008 pelo Governo do Estado do Rio Grande do Norte, exclusivamente para a instalação de doze poços mediantes a ampliação da Adutora Monsenhor Expedito. A tabela 1 mostra as coordenadas dos 12 poços no local de estudo.
Tabela 1: Dados dos poços ( litológicos, hidráulicos e suas Coordenadas) na área de estudo
Poço Coordenadas dos poços Prof (m) Nível Estático (NE) (m) Cota Potenciométrica CT – NE (m) Espessura Saturada (m) x y P-1 265152,29 9327243,62 90 12,12 31,3 76 P-2 264775,54 9327554,23 82 31,66 20,23 67 P-3 264611,54 9327747,77 96 19,96 27,53 76 P-4 264675,29 9327747,24 86 30,17 21,4 55 P-5 264696,53 9327747,96 60 39,23 21,75 46 P-6 264452,56 9327747,18 87 36,06 18,66 71 P-7 264398,27 9327747,22 80 18,38 24,57 69 P-8 264172,02 9327747,89 80 21,67 20,09 50 P-9 264250,01 9327747,17 94 37,23 22,94 68 P-10 263863,07 9327747,17 67 3,66 22,28 56 P-11 264077,07 9327747,26 103 42,71 23,34 82 P-12 263720,99 9327747,59 73 18,23 24,34 59 Fonte – Adaptado de STEIN et al. (2014) e SEMARH (2014)
A figura 5 mostra a área de estudo: o polígono pontilhado é a região desapropriada onde os poços estão inseridos e a área no quadrado vermelho é a região de Boa Cica.
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Figura 5 - Localização da Área de Estudo (demarcada pelo polígono tracejado) Fonte: SEMARH (2014)
2.1 ASPECTOS FISIOGRÁFICOS
A região do Riacho Boa Cica, Nísia Floresta, está localizada em uma área com predominância de clima tropical chuvoso com verão seco e estação chuvosa com adiantamento para o outono. A precipitação pluviométrica anual é de 1585,6 mm/ano com temperatura média de 27,1ºC; a umidade relativa média do ar é de 76% e a insolação é de 2700 horas. Entre março e julho acontece o período úmido, nos meses de agosto e fevereiro ocorrem as menores precipitações (período de estiagem) sendo o mês de outubro o mais seco do ano (IDEMA, 2013).
A formação vegetal se constitui por árvores verdes que possuem folhas largas, troncos delgados e o solo recoberto por uma camada de húmus; a vegetação nas áreas de várzea se constitui por espécies herbáceas da família das gramíneas e ciperáceas; possui um ecossistema protegido da mata atlântica. O relevo na região tem menos de 100 metros de altitude; possui planícies fluviais localizadas nas margens dos rios (IDEMA, 2013). Segundo os dados da Empresa de Pesquisa Agropecuária do RN (EMPARN), a figura 6 mostra a precipitação pluviométrica média mensal do município de Nísia Floresta.
Figura 6 - Precipitação pluviométrica média mensal no município de Nísia Floresta Fonte – EMPARN (2007)
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2.2 CONTEXTO GEOLÓGICO
A área de estudo está inserida na Bacia Sedimentar costeira Leste em um pacote aflorante onde se apresenta pelas formações Barreiras e Potengi, ambas de idade terciário-quaternária. A Formação Barreiras repousa em discordância sobre rochas mesozoicas as quais compõem a base da coluna estratigráfica dos materiais sedimentais na figura 7. A sedimentação cenozoica quaternária é representada por rochas e/ou sedimentos quaternários sub-recentes como dunas fixas e depósitos praiais, e recentes como coberturas arenosas e depósitos aluvionares (SEMARH, 2014).
As Dunas Fixas são formadas pela ação dos ventos alísios, ocupando toda uma área no centro-norte-nordeste da área do presente projeto (SEMARH, 2014). Estes depósitos são representados por areias quartzosas típicas de ambientes eólicos, com uma coloração variada com tonalidades de vermelho, amarelo, branco e cinza (Lucena, 2005). Estes sedimentos estão dispostos nas formações Barreiras e Potengi, se acredita que devido à discordância erosional observada nos prováveis contatos de suas naturezas estruturais.
Em relação à sequência não-aflorante também encontrada em perfis de poços na área de estudo, esta possui um embasamento cristalino (granitos, migmatitos e outros) e sedimentos mesozoicos. De acordo com Lucena (1996) as Rochas Carbonáticas Cretáceas representam uma unidade litoestratigráfica não aflorante onde são compostas por rochas calcárias areno-argilosas a argilosas e arenitos calcíferos. Estes de acordo com a literatura foram encontradas em poços de baixa potencialidade hidrogeológica (STEIN et al., 2013).
De acordo com Costa (1971) os sedimentos mesozoicos da região compreendem duas unidades: uma arenítica na base e outra calcária no topo, com intercalações areníticas, repousando de forma discordante sobre o embasamento cristalino. A partir de estudos na região, se tornou mais aceitável o uso da base calcária, sendo assim, o limite entre as duas bacias seria na forma de interdigitação entre os calcários da Formação Jandaíra com os arenitos da Formação Beberibe na região de Natal (CONTEGE, 1970), podendo ser também de natureza estrutural, com o possível controle dos falhamentos associados ao Graben Natal (Feitosa, 1997) (SEMARH, 2014). A figura 7 mostra a coluna estratigráfica da área de estudo.
Figura 7 - Coluna estratigráfica simplificada da área estudada. Fonte - SEMARH (2014). Adaptado de LUCENA (2005)
29
2.3 CONTEXTO HIDROGEOLÓGICO
O Aquífero Barreiras é o sistema hídrico subterrâneo onde se tem a maior explotação de águas para o abastecimento da Região Metropolitana de Natal (MELO, 1995; SERHID, 1998). As águas são naturalmente de boa qualidade, adequada a todos os usos, o aquífero possui valores de transmissividade na ordem de 5 x 10-3 m2/s, tendo os maiores valores entre os municípios de Extremoz e Natal e entre Natal e Nísia Floresta (SERHID,1998; ANA, 2012).
A hidrogeologia do Sistema Aquífero Barreiras da região do Riacho de Boa Cica pode ser avaliada como um sistema que funciona como aquífero livre de acordo com o estudo da SEMARH (2014), apesar do estudo da ANA (2011) destacar que de modo geral, o aquífero se comporta como semiconfinado na região metropolitana de Natal. A nascente do Riacho Boa Cica está localizada entre as Lagoas Ferreira Grande e Urubu, noroeste da área do local de estudo, tendo sido interligado artificialmente a Lagoa do Urubu por um pequeno canal de pouco mais de 100 metros de comprimento (SEMARH, 2014). De acordo com Lucena, (1999) o Riacho é um caso clássico de drenagem por contribuição subterrânea.
O Riacho Boa Cica apresenta um único afluente, o Riacho Timbó, que está pela sua margem direita; é provável que este apresente um comportamento similar ao primeiro em termos hidrológicos (SEMARH, 2014). No caso do aquífero livre, o aquífero Barreiras está limitado no seu topo por estratos sedimentares relativamente permeáveis, representados por areias e arenitos, porém de condutividade hidráulica distintamente inferior a do aquífero Barreiras, da ordem de 3,3 m/dia na área de estudo (ANA 2011). Este aquífero é limitado na sua base por rochas carbonáticas com características de aquitarde (ANA 2011). O limite inferior deste aquífero é o topo da sequência carbonática mesozoica não aflorante da região, que no caso seria Boa Cica, a qual foi individualizada nas perfurações como sendo constituído por sedimentos areno-argilosos a areno-argilosos de composição calcífera e baixa potencialidade hidrogeológica, ou mesmo o embasamento cristalino, nas áreas próximas do contato deste último com a bacia sedimentar costeira (SEMARH 2014).
O sistema aquífero Barreiras atinge em termos regionais a condição de um sistema livre a semiconfinado, que é alimentado diretamente pelas águas de precipitação pluviométrica (ANA, 2012). Contudo, a parte mais superficial acima do
aquitarde, ocorre uma camada formada de areias pouco argilosas, em sua maior parte insaturada, representadas por sedimentos recentes que pode ser de dunas, alúvios e elúvios ou até mesmo sedimentos da parte superior do Barreiras (ANA, 2012). A área do baixo curso do Riacho Boa Cica tem os perfis de poços já executados pela SEMARH na margem esquerda do riacho igualmente evidenciam uma substancial variedade litológica para o aquífero, tendo uma predominância de arenitos argilosos e intercalações de argilitos e arenitos de granulometria mais grosseira (SEMARH, 2014).
Os poços produzem vazões elevadas em determinados locais, com destaque naquelas de maior espessura das rochas da Formação Barreiras, conforme foi observado em algumas captações na região sul de Natal e Parnamirim (vazões da ordem de 100 m3/h) (ANA, 2012). A potenciometria local elaborada a partir de medições de nível nos poços locais mostra cargas hidráulicas variando de 21 metros, nas proximidades da margem do Riacho Boa Cica a 46 metros (SEMARH, 2014). A figura 8, retirada do estudo de Stein et al (2014), mostra a potenciometria da região correspondente a área de estudo.
A figura 9, do estudo da SEMARH (2014), mostra o mapa da espessura do aquífero correspondente à área do baixo curso do Riacho Boa Cica. Analisando os valores de espessuras, se observou que estas são bastante variáveis, sendo da ordem de 30 metros no sudoeste da área de Boa Cica, alcançando cerca de 100m no extremo nordeste, na altura da Praia e falésia de Tabatinga; Na região central da área se tem um predomínio de espessuras saturadas da ordem de 50 a 70 metros sendo estes valores, quando analisados junto com o arcabouço estrutural local, refletem a ampla influência desta estruturação na geometria do aquífero (SEMARH 2011).
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Figura 8 – Mapa potenciométrico do aquífero Barreiras na região da Boa Cica, obtido em Janeiro de 2013
Fonte – STEIN et al. (2014)
As maiores espessuras do aquífero estão associadas com o abatimento, por falhas, que afetam o substrato carbonático e a Formação Barreiras, com destaque para área reflete maior influência e caracteriza o Graben Papary no nordeste da região em estudo. Este graben encontra-se aproximadamente limitado a partir da curva de isoespessura de 50 metros, aproximadamente coincidente com o baixo curso do Riacho Boa Cica.
Figura 9 - Mapa de espessura do Aquífero Barreiras e o detalhe do esboço estrutural da área do baixo curso do Riacho Boa Cica, Nísia Floresta-RN; dados
de origem georreferenciados em relação ao Datum WGS84, zona 25S. Fonte – SEMARH (2014)
A feição de espessura relativamente maior situada a nordeste e alinhada nessa mesma direção está associada com um abatimento relativo local, denotando uma compartimentação secundária dentro dos próprios limites do Graben Papary
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(SEMARH, 2011). Em relação às espessuras saturadas determinadas na área de estudo e com base em informações de perfis de poços e modelos inversos das sondagens geoelétricas foram encontrados valores variando de 18 metros até 106 metros, sempre tendo o cuidado em relação às sazonalidades hidrogeológicas locais. A bateria de poços utilizada para o estudo compreendeu 12 unidades, e estes poços captam o aquífero Barreiras que foram caracterizados como um aquífero de comportamento livre, conforme o estudo realizado pela SEMARH (2014).
2.4 CONTEXTO HIDROQUÍMICO
A partir do estudo realizado por Stein et al (2014) foi detectado que a água dos poços na região do riacho Boa Cica são do tipo cloretadas sódicas em alguns poços, e bicarbonatadas cálcicas em outros, tendo um pH médio de 7,021 (neutras e alcalinas). Os sólidos totais dissolvidos apresentam valores com a seguinte distribuição: num conjunto de poços (denominados grupo 1,com 8 poços) estes possuem uma média de 46,17 mg/L; e em outro conjunto de poços (denominados grupo 2, com 4 poços) possuem uma média de 130,03 mg/L mas ambos os grupos são caracterizados como água doce. Para o grupo 1, a dureza varia de 5,10 á 36,53 mg/L de CaCO3 (águas brandas); e para grupo 2 varia de 50,12 á 87,49 mg/L de CaCO3 ( águas duras); os cátions e ânions mais presentes no grupo 1 são o sódio e o cloreto, e no grupo 2 cálcio e o bicarbonato.
O comportamento hidroquímico do grupo 1 reflete águas tipicamente do aquífero Barreiras, pois o caráter predominantemente livre do aquífero favorece a infiltração de sais em direção às águas subterrâneas, no grupo 2, o comportamento hidroquímico relata que as águas desses poços podem estar recebendo contribuição de outras fontes, além do aquífero Barreiras devido provavelmente a influencia das rochas carbonáticas mesozoicas subjacentes nas quais as águas subterrâneas tem PH com tendência a ser alcalinas e dureza elevada em relação ao grupo 1 (STEIN et al., 2014). A partir da Portaria 2914/11 do ministério da saúde, a água produzida pelos poços está qualificada para consumo humano.
Para compor os parâmetros trabalhados nessa pesquisa foi levantado junto a Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande Norte (CAERN) dados sobre o Cloreto e dureza da água. Os dados levantados foram da última campanha realizada pela
CAERN, (março/2017) e indicaram concentrações de cloreto que variaram de 10,14 mg/L á 15,35 mg/L, enquanto a dureza variou de 6,88 mg/L á 41,87 mg/L. A tabela 3 mostra os valores de cloreto obtidos na área de estudo para onze de doze poços tubulares.
Tabela 2 – Valores de cloreto dos poços da área em estudo
Poço Cloreto (mg/L) 01 15,35 02 - 03 11,78 04 11,23 05 11,47 06 10,76 07 12,16 08 13,64 09 13,38 10 14,64 11 10,14 12 12,69
3 MÉTODO GALDIT DE AVALIAÇÃO DA VULNERABILIDADE À INTRUSÃO SALINA NA ÁREA DE ESTUDO
Foi escolhido o método GALDIT elaborado por Chachadi e Lobo Ferreira (2001). A escolha do método foi devido à possibilidade de utilizar dados que já tinham sido identificados na área em estudo, além da objetividade do método e sua fácil aplicação e compreensão. Uma vez que incorpora aspectos intrínsecos em relação às características dos aquíferos costeiros, a aplicação do método GALDIT é possível em qualquer região costeira. O método GALDIT é composto por seis parâmetros:
Forma de ocorrência de aquíferos (Groundwater occurrence - G);
Condutividade hidráulica do aquífero (Aquifer hydraulic conductivity - A);
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Nível piezométrico (Height of groundwater above sea level - L);
Distância da linha de costa (Distance from the shore - D);
Impacto da existência de fenômeno de intrusão salina na área (Impact of existing status of seawater intrusion - I)
Espessura do aquífero (Thickness of Aquifer being mapped - T).
A caracterização espacial de cada um destes fatores e sua interpretação conjunta permite obter o índice GALDIT que representa a vulnerabilidade deste aquífero costeiro. Chachadi e Lobo Ferreira (2001) estabeleceram para o método pesos, variáveis indicadoras e classificação de importância, de forma geral, os valores atribuídos para os pesos fazem correspondência às características hidrogeológicas locais, os seus valores variam de 1 a 4, onde são associados aos pesos de menor e maior influencia a vulnerabilidade.
As variáveis indicadoras e os valores de classificação também foram estabelecidos por Chachadi e Lobo Ferreira (2001), os fatores para os indicadores do método GALDIT podem ser observados conforme os quadros de 1 a 6, contudo, no caso deste estudo, conforme pode ser visto no quadro 5, os valores das variáveis indicadoras do parâmetro I (Impacto da existência de fenômeno de intrusão salina na área) foram utilizados os valores de Recinos et al (2013) pois foram utilizados apenas valores de cloreto para a analise do parâmetro.
Uma critica que poderia ser feita ao método GALDIT é em relação a não utilização do dado de profundidade da cunha salina (ou posição inicial da cunha salina) e de explotação das águas subterrâneas na área de estudo, pois com estes dados, juntamente com os outros parâmetros, poderia melhor avaliar a vulnerabilidade do aquífero.
Quadro 1 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro G)
Fator Peso
(W1) Variáveis Indicadoras Classe
Groundwater occurrence (ocorrência de águas
subterrâneas)
1
Aquífero Confinado 10
Aquífero Semiconfinado 5
Aquífero Limitado (Recarga e/ou limite
impermeável alinhado paralelo à costa) 2,5
Quadro 2 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro A)
Fator Peso
(W2) Variáveis Indicadoras Classe
Aquifer hydraulic conductivity (condutividade hidráulica do aquífero) (m/dia) 3 Alto (> 40) 10 Médio (10-40) 7,5 Baixa (5-10) 5 Muito Baixa (<5) 2,5
Quadro 3 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro L)
Fator Peso
(W3) Variáveis Indicadoras Classe
Height of groundwater Above sea Level (Altura do nível do lençol freático acima do nível do
mar) (m) 4 Alto (<1,0) 10 Médio (1,0-5,0) 7,5 Baixo (5,0-10,0) 5 Muito Baixo (>10,0) 2,5
Quadro 4 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro D)
Fator Peso
(W4) Variáveis Indicadoras Classe
Distance of the point in question from shore / High tide (Distância do ponto em
questão à costa / Maré alta) (m)
4
Muito Pequena (< 1000) 10
Pequena (1000-1500) 7,5
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Longe (>2000) 2,5
Quadro 5 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro I) – Escala e classificação para a concentração de cloreto definido por Recinos et al (2013).
Fator Peso
(W5) Variáveis Indicadoras Classe
Impact status of existing seawater intrusion (estado do Impacto existente da intrusão de água do mar) (mg/L) 1 Alto (>500) 10 Médio (250 - 500) 7,5 Baixo (100 - 250) 5 Muito Baixo (< 100) 2,5
Quadro 6 - Fatores para os indicadores do método GALDIT (Parâmetro T)
Fator Peso
(W6) Variáveis Indicadoras Classe
Aquifer Thickness (saturated) [espessura do aquífero (saturado)] (m) 2 Grande (>10,0) 10 Média (7,5-10,0) 7,5 Pequena (5,0-7,5) 5 Muito Pequena (< 5,0) 2,5 A verificação dos valores finais dos índices de vulnerabilidade GALDIT é feita a partir de cálculos de uma relação ponderada onde são considerados pesos para cada índice:
Índice GALDIT: TS/( ∑ )
Sendo TS: (W1 x G) + (W2 x A) + (W3 x L) + (W4 x D) + (W5 x I) + (W6 x T) Sendo o valor: ∑ = 15 (soma de todos os pesos)
O quadro 7 mostra as classes de vulnerabilidade são baseadas nas pontuações do índice GALDIT:
Quadro 7 - Classes de Vulnerabilidade em relação ao Índice GALDIT
SN Índice GALDIT Classe de Vulnerabilidade
1 <5 Baixa
2 5 - 7,5 Media
3 > 7,5 Alta
Após a aplicação do método, foram interpretados os resultados obtidos e a partir deles, verificado se o aquífero está vulnerável a intrusão salina na região de estudo.
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os dados e informações pesquisadas na área de estudo a partir do estudo da SEMARH (2012) caracteriza que o aquífero Barreiras é do tipo livre. Contudo, a partir de estudos feitos na região metropolitana de Natal (ANA, 2012), se afirmou que a ocorrência de semiconfinamentos pode acontecer no local da pesquisa. Com isso, inicialmente foi considerado a hipótese de que o sistema Dunas/Barreiras funcione como um sistema livre, cuja recarga anual resultante de infiltrações pluviométricas. A partir da análise de estudos anteriores foram analisados e identificados os dados para serem aplicados no método de GALDIT. A tabela 4 apresenta os dados colhidos dos doze poços da região de Boa Cica em relação a cada parâmetro do método GALDIT.
Em relação ao parâmetro G (Forma de ocorrência do aquífero), foi identificado que todos os poços tubulares estão captando água do aquífero Dunas/Barreiras, na região do Riacho Boa Cica, cujo comportamento é caracterizado como um aquífero livre (SEMARH, 2012). O parâmetro A (condutividade hidráulica) que diz respeito à condutividade hidráulica (K) na região a partir da média dos resultados encontrados nos estudos realizados pela ANA (2012) e FILHO & CASTRO (2002) que indicaram um valor médio de 3,3 m/dia para a área Boa Cica, valor este atribuído para os 12 poços da área de estudo. Para o parâmetro L (Altura do nível do lençol freática acima do nível do mar) que se refere à altura do nível potenciométrico foram usadas às medições das cotas potenciométricas dos estudos de STEIN et al. (2014) dos 12 poços tubulares, que variaram entre 18,667 metros a 31,303 metros, a figura 9 mostra o mapa potenciométrico da área onde esta localizado os poços tubulares e os dados de cada um
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desses poços em relação à cota potenciométrica esta inserida na tabela 1 e tabela 3. O parâmetro D (Distância do ponto em relação à costa) que se refere à distância entre os poços e a costa litorânea compreende distâncias superiores a 2.000 metros para todos os poços a partir de um ponto da costa, esta verificação foi feita a partir das coordenadas dos poços, conforme a tabela 3. O parâmetro I (Estado de impacto existente da intrusão de água do mar) que considera as concentrações de cloreto foi avaliado com base nas análises realizadas pela CAERN em março/2017 e compreenderam valores entre 10,14 mg/L a 15,35 mg/L, conforme a tabela 2. O parâmetro T (Espessura do aquífero) relacionado a espessura saturada do aquífero compreendeu valores maiores que 10 metros para todos os doze poços tubulares, apresentando um valor mínimo da ordem de 46,0 metros e valor máximo de 82,0 metros de acordo com o estudo da SEMARH (2012), estes dados podem ser encontrados nas tabelas 1 e 3 e figura 10.
Tabela 3: Dados colhidos dos 12 poços em relação ao método GALDIT
Poço G A (K) (m/dia) L (m) D (m) I (mg.L-1) T (m) 01 Livre 3,3 (média) 31,30 2.840 15,35 76,00 02 Livre 20,23 3.070 - 67,00 03 Livre 27,53 3.160 11,78 76,00 04 Livre 21,40 3.230 11,23 55,00 05 Livre 21,75 3.350 11,47 46,00 06 Livre 18,66 3.550 10,76 71,00 07 Livre 24,57 3.740 12,16 69,00 08 Livre 20,09 3.840 13,64 50,00 09 Livre 22,94 3.920 13,38 68,00 10 Livre 22,28 4.020 14,64 56,00 11 Livre 23,34 4.340 10,14 82,00 12 Livre 24,34 4.420 12,69 59,00
A tabela 04 compreende o resumo das faixas das variáveis indicadoras para cada um dos seis parâmetros analisados. Verifica-se que as características intrínsecas do sistema aquífero, como: Tipo de aquífero e condutividade hidráulica foi iguais para as doze unidades de captação de água subterrânea. As cargas hidráulicas variaram de 18,50 metros no Poço tubular - P6 para 31,3 metros no poço tubular - P1, significando que a direção do fluxo subterrâneo se dá na direção do Poço P1, de maior carga hidráulica,
para o poço tubular P6, de menor carga hidráulica, ou seja: o fluxo subterrâneo ocorre na direção do riacho Boa Cica, conforme pode ser observado no mapa potenciométrico elaborado por Stein et al. (2014). Assim, esse cenário demonstra um modelo conceitual hidrogeológico onde todos os poços estão em um sistema aquífero do tipo “livre”, e os parâmetros: condutividade hidráulica, altura da cota potenciométrica e o impacto das concentrações de cloreto encontram-se em faixas de variáveis indicadoras, denominadas “Muito Baixa” conforme atribuição do método GALDIT. O parâmetro relacionado a distancia (D) dos poços tubulares a costa litorânea foi caracterizado como “Longe” e o parâmetro T (espessura saturada do aquífero) foi caracterizado como “Grande” por compreender espessuras acima de 10 metros.
Tabela 4: Variáveis Indicadoras do método GALDIT para cada poço
Poço G (m/d) A (m) L (m) D (m) I (mg/L) T (m) 01 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0) 02 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0) 03 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0) 04 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0) 05 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0) 06 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0) 07 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0) 08 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0)
41 09 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0) 10 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0) 11 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0) 12 Aquífero Livre Muito baixa (<5) Muito baixo (>10,0) Longe (>2000) Muito baixo (<100) Grande (>10,0)
A classificação dos parâmetros GALDIT através das variáveis indicadoras tem valores variando de 2,5 a 10. A tabela 5 mostra a classificação de cada poço e respectivos parâmetros avaliados pelo método GALDIT. Observa-se que para os parâmetros: condutividade hidráulica, cota potenciométrica e a distancia dos poços à costa litorânea, representados respectivamente por A, L, D e I, todos os poços obtiveram menores valores das faixas de classificação do método, que foi 2,5. O parâmetro relacionado ao tipo de aquífero, representado por G compreendeu um valor de 7,5 e a espessura saturada compreendeu o maior valor que foi 10.
.
Tabela 5: Classificação do método GALDIT para cada poço
Poço G A L D I T (m/d) (m) (m) (m) (mg/l) (m) 01 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 02 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 03 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 04 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 05 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 06 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 07 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 08 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 09 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 10 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 11 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10 12 7,5 2,5 2,5 2,5 2,5 10
Com todas as variáveis indicadoras e classes dos poços analisadas, pode-se determinar o Índice GALDIT. Considerando que os pesos e classes serão os mesmos para o conjunto de poços estudados, segue a demonstração da determinação do Índice GALDIT realizado para o Poço - P1:
ÍndiceGALDITpoço 1: TS/( ∑ ) =[ (1*7,5) + (3*2,5) +(4*2,5) + (4*2,5)+ (1*2,5) +
(2*10)] / 15
IndiceGALDITpoço 1: = 3,8
A tabela 06 demonstra os valores, do Índice GALDIT, determinados para os doze poços tubulares indicando o índice de vulnerabilidade à intrusão salina. Verifica-se que, devido a todos os poços terem os mesmos valores de classificação para cada parâmetro, os resultados do Índice GALDIT, e consequentemente, o índice de vulnerabilidade à intrusão marinha foram os mesmos para todos os poços.
Tabela 6: Resultado do índice GALDIT e Vulnerabilidade para cada poço
Poço Índice GALDIT Vulnerabilidade 01 3,8 Baixa 02 3,8 Baixa 03 3,8 Baixa 04 3,8 Baixa 05 3,8 Baixa 06 3,8 Baixa 07 3,8 Baixa 08 3,8 Baixa 09 3,8 Baixa 10 3,8 Baixa 11 3,8 Baixa 12 3,8 Baixa
Fundamentado em estudos anteriores como o da ANA (2012) e SEMARH (2014) o modelo conceitual hidrogeológico usado nessa pesquisa considerou que o aquífero Barreiras na área dos 12 poços tubulares tem comportamento livre, ou seja: não confinado. Uma alta condutividade hidráulica aumenta o risco de intrusão salina. Conforme as faixas estabelecidas pelo parâmetro A do método GALDIT, os valores de condutividade hidráulica abaixo de 5,0 m/dia se caracterizam como uma variável
43
indicadora do tipo muito baixa. Quanto maior o nível de água subterrânea acima do nível do mar, maior a pressão hidráulica e menor o risco de intrusão salina, o parâmetro L caracteriza a variável indicadora como sendo de interferência “muito baixa” quando as cargas hidráulicas são maiores que 10,0 metros.
Quanto mais próximo um poço estiver da costa, maior será a vulnerabilidade à intrusão salina. Foi verificado a partir das coordenadas dos poços que estão em uma distância média de três quilômetros da costa. Conforme orientação do método a avaliação do parâmetro que envolve as concentrações de cloreto indicam que esse elemento, o cloreto pode ser usado sozinho porque não interage com o ambiente e atua como um íon conservador, De acordo com os resultados das análises de Cloreto fornecidas pela Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte – CAERN, em março de 2017, apresenta com valores variando de 10,14 mg/L á 15,35 mg/L em onze dos doze poços, Contudo, devido à proximidade entre os doze poços foi considerado que a concentração de cloreto no poço P2 também deve estar nessa mesma faixa de valores, sendo assim, caracterizada como “muito baixo” juntamente com os outros poços.
A espessura saturada de um aquífero não confinado influencia a extensão e a magnitude da intrusão salina, pois quanto maior a espessura do aquífero, maior a extensão da intrusão salina (IDUWU et al. 2016).Analisando os valores de espessuras, se observou que estas são bastante variáveis, sendo da ordem de 30 metros no sudoeste da área de Boa Cica, com predomínio de espessuras saturadas da ordem de 50 a 70 metros. Para determinar a espessura saturada para cada poço, foi feito uma diferença entre a profundidade do poço menos a espessura das dunas, estes dados podem ser encontrados na tabela 1. Os parâmetros A, L, D e I em todos os poços tiveram os menores valores de acordo com a classificação do método, o que era esperado devido à localização da área de estudo ser um pouco afastados da costa e ter um grande potencial hidrogeológico. No entanto, o parâmetro T teve o maior valor em relação à classificação do método, devido a grande espessura do aquífero.
De acordo com o quadro 7, o índice de vulnerabilidade nos 12 poços está dentro da zona de baixa vulnerabilidade. A região do riacho Boa Cica, apesar de possuir 12 poços que captam conjuntamente cerca de 750 m3/hora de água, diante do modelo conceitual hidrogeológico conhecido observa-se que os únicos parâmetros que poderão ser alterados ao longo do tempo serão a carga hidráulica e as concentrações de cloreto.
Na medida em que a carga hidráulica for afetada devido a um grande rebaixamento dos níveis das águas subterrâneas, em consequência de exacerbadas explotações, este sistema, nessa região, poderá sair da classificação de baixa vulnerabilidade. Diante do relevante potencial de recarga e armazenamento de água nesse sistema aquífero é imprescindível a existência de uma rede de monitoramento quali-quantitativa e o acompanhamento com a utilização de modelos matemáticos que considere a presença de barreiras permeáveis como o Riacho Boa Cica e suas relações com o aquífero e a interface marinha.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Em aquíferos costeiros, o risco de contaminação das águas subterrâneas de forma natural é tão evidente quanto à contaminação antrópica, sendo uma dessas formas de contaminação natural o avanço da cunha salina. Devido à alta taxa de explotação de águas subterrâneas, o risco de intrusão salina nestas cidades tende a aumentar, para a averiguação deste problema, é necessário além de uma gestão adequada, estudos hidrogeológicos nestes locais e métodos de avaliação de vulnerabilidade.
A adutora Monsenhor Expedito, em operação desde 1997, abastece cerca de 30 municípios do Rio Grande do Norte e visando ampliar sua produção de água, o estado do RN, em 2008, desapropriou uma área de 421,43 hectares livre de ocupação urbana para a instalação, em 2013, de 12 poços tubulares que após estudos na área, se verificou possuir grande potencial hidrogeológico. Juntos, estes poços produzem do aquífero Barreiras 750 m3 /h de água de excelente qualidade.
Devido à importância para a sociedade que esta água explotada possui e prevendo o provável risco de contaminação que pode ocorrer neste capital natural, foi feito uma avaliação da vulnerabilidade do aquífero a região de estudo que fica nas proximidades do Riacho Boa Cica, no município de Nísia Floresta/RN. Foi escolhido para a verificação da vulnerabilidade o método GALDIT onde se provou bastante efetivo em estudos internacionais e nacionais.
Na metodologia foi visto que todos os poços tiveram as mesmas variáveis indicadoras e classificação de acordo com os parâmetros do método GALDIT. Os parâmetros A (Condutividade Hidráulica), L (Altura do nível do lençol freática acima do nível do mar), D (Distância do ponto em relação à costa) e I (Impacto existente da
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intrusão de água do mar) em todos os poços apresentaram as menores classificações, o parâmetro T (Espessura do aquífero) possuiu as maiores classificações. O resultado da classificação de vulnerabilidade foi definido pela fórmula do Índice GALDIT como de baixa vulnerabilidade para todos os 12 poços.
O método GALDIT foi utilizado com sucesso trazendo resultados de fácil compreensão, estes dados podem ser usados por gestores e acadêmicos para futuras pesquisas na área. Contudo, devido à importância deste aquífero e a grande produção de água explotada pelos doze poços, é necessário uma verificação regular do índice de vulnerabilidade, com a existência de uma rede de monitoramento quali-quantitativo e climatológico juntamente com estudos e modelagens em relação à estimativa do avanço
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