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Águas Subterrâneas: conceitos e aplicações sob uma visão multidisciplinar
Book · March 2015
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R. L. Manzione
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Águas Subterrâneas
Conceitos e Aplicações sob uma 
Visão Multidisciplinar
Águas
subterrâneas
conceitos e Aplicações sob 
uma Visão multidisciplinar
rodrigo Lilla manzione
©2015 Rodrigo Lilla Manzione
Direitos desta edição adquiridos pela Paco Editorial. Nenhuma parte desta obra 
pode ser apropriada e estocada em sistema de banco de dados ou processo similar, 
em qualquer forma ou meio, seja eletrônico, de fotocópia, gravação, etc., sem a 
permissão da editora e/ou autor.
M2963 Manzione, Rodrigo Lilla.
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar/
Rodrigo Lilla Manzione. Jundiaí, Paco Editorial: 2015.
388 p. Inclui bibliografia. 
ISBN: 978-85-8148-786-1
1. Hidrologia 2. Águas Subterrâneas 3. Geologia 4. Engenharia 
I. Manzione, Rodrigo Lilla
CDD: 620
IMPRESSO NO BRASIL
PRINTED IN BRAZIL
Foi feito Depósito Legal
Índices para catálogo sistemático:
Engenharia 620
Geologia 550
Conselho Editorial 
Profa. Dra. Andrea Domingues
Prof. Dr. Antonio Cesar Galhardi
Profa. Dra. Benedita Cássia Sant’anna
Prof. Dr. Carlos Bauer
Profa. Dra. Cristianne Famer Rocha
Prof. Dr. Fábio Régio Bento
Prof. Dr. José Ricardo Caetano Costa
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Ed. Altos do Anhangabaú, 2º Andar, Sala 21
Anhangabaú - Jundiaí-SP - 13208-100
11 4521-6315 | 2449-0740
contato@editorialpaco.com.br
Dedico à minha filha Bruna e à minha 
esposa Monica, inspirações de todos os dias.
AgrAdecimentos
Agradeço à minha família e amigos pelo apoio incondicional 
em todos os momentos.
A todos os mestres que tive em minha vida, cada um com 
sua contribuição na minha formação.
Aos meus orientados pelo convívio saudável e crescimento 
conjunto.
Aos alunos da turma da disciplina Água Subterrânea de 2012 
do curso de pós- graduação em Agronomia – Irrigação e Drena-
gem, que me ajudaram a desenvolver este material.
Aos alunos da UNESP/Ourinhos que, em 2013, me propor-
cionaram tempo suficiente para elaboração desta obra.
Aos colegas da UNESP/Ourinhos pelo bom ambiente de 
trabalho.
Ao Prof. Dr. João C. C. Saad e ao Departamento de Engenha-
ria Rural da UNESP/FCA-Botucatu pela oportunidade de desen-
volver esse curso de Água Subterrânea junto aos pós-graduandos 
em Agronomia do curso de Irrigação e Drenagem.
Ao Curso de Pós-graduação em Agronomia – Área de con-
centração em Irrigação e Drenagem pela confiança em não só 
oferecer a disciplina, mas também desenvolver pesquisas nesta 
área junto aos alunos do curso.
Ao Prof. Dr. Edson Wendland e demais colegas do LHC/
EESC/USP pelo suporte nesses anos de pesquisas e investiga-
ção em colaboração sobre águas subterrâneas.
Aos patrocinadores desta obra, os colegas Mauro Banderali, da Ag-
Solve, e Marcelo Cocco Urtado, da Legal Tree, o meu muito obrigado.
Aos colegas do CEDIAPGEO (Centro de Estudo e Divul-
gação de Informações sobre Áreas Protegidas, Bacias Hidro-
gráficas e Geoprocessamento), GEPAG (Grupo de Estudos e 
Pesquisas Agrícolas Georreferenciadas) e LabH2O (Laboratório 
de Hidrologia e Hidrogeologia Operacional) pelo apoio institu-
cional e acadêmico.
Aos demais envolvidos, minha gratidão.
sumÁrio
Agradecimentos 7
Apresentação 13
Prefácio 15
Introdução 19
capítulo 1
Histórico das águas subterrâneas 25
1. Pré-história e idade antiga 25
2. Idade média 36
3. Idade moderna e renascença 38
4. Idade contemporânea 40
5. Histórico no Brasil 44
capítulo 2
Geologia das águas subterrâneas 49
1. Tipos de rochas 53
2. Origem das águas subterrâneas 57
3. Formações aquíferas 59
capítulo 3
Sistemas aquíferos 73
1. Distribuição e ocorrência dos principais sistemas 
aquíferos 73
2. Domínios e subdomínios hidrogeológicos do 
Brasil 79
3. Principais aquíferos brasileiros 87
4. Sistemas aquíferos do Estado de São Paulo 102
capítulo 4
Dinâmica da água em aquíferos 115
1. Elementos de hidrologia subterrânea 115
2. Quantificando fluxo subterrâneo usando redes de 
fluxo 133
3. Fluxo e produção natural da bacia 140
4. Fluxo local, intermediário e regional 146
5. Fluxo em regime permanente em poços 152
capítulo 5
Interação entre águas superficiais e águas subterrâneas 163
1. Nascentes 164
2. Interação rio-aquífero 164
3. Interação áreas úmidas-aquífero 172
4. Interação lago-aquífero 177
5. Interação entre as águas subterrâneas e superficiais 
em diferentes relevos 179
capítulo 6
Recarga das águas subterrâneas 185
1. Estimativa da recarga das águas subterrâneas189
2. Métodos baseados em balanço hídrico 194
3. Métodos físicos de estimativa da recarga 205
4. Outros métodos de estimativa da recarga 211
capítulo 7
Qualidade das águas subterrâneas 213
1. Noções de hidrogeoquímica 214
2. Padrões de qualidade 219
3. Técnicas gráficas de classificação das águas 235
capítulo 8
Gestão das águas subterrâneas 245
1. Pedras filosofais da gestão das águas subterrâneas 245
2. Ameaças às águas subterrâneas 250
3. Abordagens metodológicas para proteção das águas 
subterrâneas 258
4. Indicadores de gestão em águas subterrâneas 284
5. Legislação específica sobre águas subterrâneas 286
6. Projetos e propostas de proteção das águas 
subterrâneas 290
capítulo 9
Monitoramento das águas subterrâneas 301
1. Medição de níveis em águas subterrâneas para fins 
de monitoramento 304
2. Amostragem das águas subterrâneas para fins de 
monitoramento 306
3. Redes de monitoramento de águas subterrâneas 321
capítulo 10
Modelagem de séries temporais em águas subterrâneas 323
1. Bases teóricas da modelagem de séries temporais 
para processos hidrológicos 325
2. Modelos de séries temporais 330
3. Casualidade – modelos com múltiplas entradas e 
uma única saída 338
4. Modelagem de séries temporais 341
5. Modelagem de níveis freáticos utilizando o modelo 
PIRFICT 348
6. Modelagem de níveis freáticos utilizando o modelo 
HARTT 359
Referências 363
Sobre o autor 385
13
APresentAÇÃo
A água subterrânea é um dos maiores tesouros da natureza. 
É a parcela da água que permanece no subsolo, onde flui len-
tamente até descarregar em corpos de água de superfície, ser 
interceptada por raízes de plantas ou ser extraída em poços. Sua 
dinâmica e interação com a superfície fascina a humanidade des-
de sempre. A água subterrânea tem papel essencial na manuten-
ção da umidade do solo, lagos e brejos, é responsável pelo fluxo 
de base dos rios, sendo responsável pela sua perenização durante 
os períodos de estiagem. Cada vez mais surgem interessados em 
conhecer este importante recurso natural tão disponível no Bra-
sil e, ao mesmo tempo, tão esquecido por se esconder onde não 
o vemos, no subterrâneo.
A ciência que envolve as águas subterrâneas é cada vez mais 
uma ciência multidisciplinar, deixando de ser um campo exclu-
sivo de geólogos e engenheiros. Este material traz uma aborda-
gem sobre o tema voltado ao público geral e estudantes de pós-
-graduação que busquem informações gerais e específicas sobre 
águas subterrâneas. O Capítulo 1 apresenta um resgate histórico 
sobre os primórdios da exploração das águas subterrâneas até 
os dias atuais. No Capítulo 2 são apresentados conceitos gerais 
sobre a geologia das formações aquíferas e, no Capítulo 3, são 
apresentados os principais sistemas aquíferos em escala global, 
regional e local. As características e propriedades de sistemas 
aquíferos e princípios de hidráulica subterrânea são discutidas 
no Capítulo 4. O Capítulo 5 elenca uma série de processos que 
envolvem iterações entre as águas superficiais e as águas subter-
râneas. O Capítulo 6 se dedica a métodos de estimativa da recar-
ga das águas subterrâneas. A qualidade das águas subterrâneas é 
abordada no Capítulo 7, enquanto o Capítulo 8 trata da gestão 
das águas subterrâneas. O Capítulo 9 apresenta técnicas e estra-
tégias de monitoramento e amostragem das águas subterrâneas 
Rodrigo Lilla Manzione
14
e, o Capítulo 10, trata do uso de modelos de séries temporais em 
águas subterrâneas.
O presente texto pode ser utilizado como material de apoio 
para químicos, biólogos, geógrafos, físicos, matemáticos, esta-
tísticos, meteorologistas, engenheiros agrônomos, florestais, 
ambientais, cartógrafos e outros profissionais ligados ao meio 
ambiente subterrâneo que não tiveram cursos formais de hidro-
geologia em suas grades curriculares e que precisem se especiali-
zar na ciência das águas subterrâneas.
15
PreFÁcio
A água subterrânea continua a ser, mesmo para muitos espe-
cialistas em hidrologia, a parte mais desconhecida e misteriosa do 
ciclo hidrológico. Porque não se vê, porque se desconhece muitas 
vezes de onde vem e para onde vai, porque não é fácil perceber os 
seus percursos, porque é muito difícil compreender a quantidade 
imensa de água que pode estar sob os nossos pés, torna-se um 
desafio entender a sua importância real no globo terrestre.
De fato, a componente subterrânea do ciclo da água tem 
uma importância enorme em todos os aspetos da vida na Ter-
ra. Muitos rios e lagos do Mundo só têm água durante todo o 
ano hidrológico devido à descarga permanente dos aquíferos 
que drenam para essas bacias hidrográficas. Deste modo, muitos 
dos ecossistemas aquáticos terrestres e alguns dos ecossistemas 
terrestres estão direta ou indiretamente relacionados com a pre-
sença e escoamento das águas subterrâneas e qualquer alteração 
nas caraterísticas das águas nestes aquíferos, como uma redução 
da infiltração, uma exploração exagerada ou a alteração da sua 
qualidade química podem ter consequências sérias sobre toda 
ou parte da fauna e flora dependentes da existência dessa água.
O Homem, como parte essencial destes ecossistemas, acaba 
por ser um dos intervenientes mais importantes no equilíbrio 
que se pretende manter entre o “desenvolvimento civilizacio-
nal” e o “meio natural”, por um lado ao explorar ou poluir as 
águas subterrâneas, por outro lado ao sofrer igualmente com as 
alterações causadas ao meio hídrico subterrâneo e, finalmente, 
com a capacidade que possui para estudar, entender, interpretar 
e remediar as situações que se possam encontrar em vias de des-
controlo ambiental.
Encontrando-se os hidrogeólogos conscientes de toda a 
problemática das águas subterrâneas e do seu recipiente natural, 
as rochas da crosta terrestre, e também da permanente interação 
entre o meio litológico e líquido, bem como de todas as outras 
Rodrigo Lilla Manzione
16
relações que se estabelecem com a ocupação e uso do solo, liga-
ção com as águas de precipitação e superficiais, e com os usos 
da água, há a necessidade de passar esses conhecimentos a todos 
os profissionais que, de um modo ou de outro, trabalham com o 
meio hídrico, para que estes entendam melhor toda a dimensão e 
problemática do circuito subterrâneo e da sua real valência den-
tro do ciclo global da água.
É nesta perspetiva que surge este livro do Prof. Dr. Rodrigo 
Lilla Manzione, docente da UNESP. Não se trata de um livro de 
inovação científica na ciência da hidrogeologia, mas sim de um 
excelente exemplo de uma súmula dos conhecimentos hidroge-
ológicos atuais, com uma caraterística muito própria: uma escrita 
acessível mesmo a não especialistas, que se pretende de divulga-
ção da nossa ciência para todos aqueles que tiverem dúvidas so-
bre este componente do ciclo hidrológico. As caraterísticas deste 
livro são igualmente adaptadas a todos aqueles que estiverem a 
se iniciar nas artes da hidrogeologia em termos de estudos uni-
versitários e a todos os estudantes que, de algum modo, devam 
entender o que representam as águas subterrâneas como recurso 
geológico com uma caraterística muito própria, a sua mobilidade 
e o não respeito por fronteiras de propriedades privadas, admi-
nistrativas ou mesmo de estados. Por isso deve ser entendida, es-
tudada e gerida de modo sustentável entre todos os utilizadores, 
entre proprietários das terras, estados e países.
Para além dos aspectos gerais da hidrogeologia, este livro 
apresenta ainda uma súmula do conhecimento dos aquíferos no 
Brasil, muito útil para todos os que necessitem saber onde se 
encontram as principais massas de águas subterrâneas no país. 
Quanto ao autor, o Dr. Rodrigo Lilla Manzione não foi des-
de o início da sua carreira profissional um especialista em águas 
subterrâneas, acumulando nessa altura um grande conhecimen-
to noutros domínios científicos, técnicos e práticos (engenharia 
agronômica, agronomia e deteção remota). Em 2004, iniciao seu 
percurso na área científica da hidrogeologia, na qual a sua inves-
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
17
tigação assume uma preponderância crescente que leva à compo-
sição deste livro. Pressente-se neste documento que a sua origem 
científica não está diretamente ligada às águas subterrâneas, o que 
lhe confere a vantagem de saber “escrever” para não especialistas, 
algo que, muitas vezes, os autores com base mais geológica e hi-
drogeológica não conseguem fazer com tanta facilidade.
Conhecer é a base de toda a gestão e este livro contribui 
em muito para esse objetivo, pela divulgação que se espera 
vir a ter entre especialistas e não especialistas na temática da 
água subterrânea.
Prof. Dr. António Chambel
Centro de Geofísica de Évora
Departamento de Geociências da Universidade de 
Évora – Evora, Portugal 
Vice-Presidente da Associação Internacional de 
Hidrogeólogos (AIH) para a Programação e 
Coordenação Científica
19
introdUÇÃo
A água doce desempenha diversas funções no sistema hídri-
co global como, por exemplo, a transferência de energia, ligações 
com o sistema climático e transporte de constituintes de diversos 
materiais, fornecendo suporte aos ecossistemas, biodiversidade e 
ao ser humano, seja na indústria, na agricultura ou para o próprio 
consumo (Vörösmarty et al., 2004). A hidrologia é a ciência que 
estuda a água, o ciclo hidrológico e todos os seus componentes e 
interações. O papel fundamental que a água tem para a presença 
e manutenção da vida torna naturalmente a hidrologia uma ciên-
cia multidisciplinar, com diversos pontos de contato com outros 
ramos do conhecimento. Seus estudos contribuem para o plane-
jamento, previsão e entendimento dos processos que envolvem 
recursos hídricos. Um bom conhecimento dessas questões con-
tribui para tomadas de decisões eficientes e duradouras.
Nesse sentido, o estudo das águas subterrâneas passa obri-
gatoriamente pelo estudo das relações entre a água e as rochas, 
a forma como ela penetra, é armazenada, transmitida e extraída 
destas. Este ramo da hidrologia é conhecido como Hidrogeolo-
gia, a ciência que estuda a ocorrência, movimento e química das 
águas subterrâneas e seu ambiente geológico (Nonner, 2010). A 
hidrologia possui diversas ramificações além da hidrogeologia, 
como a limnologia que estuda lagos e reservatórios, hidrometeo-
rologia que estuda a água na atmosfera, hidrogeografia que estu-
da a descrição de processos hidrológicos, glaciologia no estudo 
de geleiras, hidrologia de superfície nos estudos de rios e canais, 
hidrologia estatística na análise de dados, entre outras. Especifi-
camente, a hidrogeologia possui pontos de contato com ciências 
básicas, como a geologia, química, meteorologia, e é claro com 
a hidrologia de superfície. Usa aplicações mais tradicionais que 
estão nos campos da engenharia hídrica com o suprimento de 
água para indústria, agricultura e consumo humano, engenha-
ria hidráulica na construção de obras hidráulicas, engenharia de 
Rodrigo Lilla Manzione
20
drenagem para manejo de áreas úmidas como brejos, banhados, 
minas, controle de nível freático e engenharia ambiental na con-
servação dos recursos naturais e do meio ambiente.
A hidrogeologia é uma ciência antiga, mas em contínuo de-
senvolvimento. Seus primórdios datam do início da civilização, 
como será tratado no capítulo seguinte. Segundo Moore (2012), 
a hidrogeologia vem passando por transformações importantes, 
estando hoje voltada não somente à exploração de reservas hí-
dricas, mas também a questões ambientais, ecossistêmicas e le-
gais. Sua evolução caminhou junto com a humanidade até como 
a conhecemos atualmente. A hidrogeologia é, acima de tudo, o 
estudo e investigação de todos os aspectos do mineral água:
Hidrogeologia trata da história da água da chuva desde 
quando essa deixa o domínio meteorológico, e investiga as 
condições nas quais ela existe passando por várias rochas 
nas quais percola após deixar a superfície. (Lucas, 1877)
Apesar do termo já ser utilizado no século XIX, somente 
no começo do século XX é que Mead (1919) deu ao termo um 
significado mais amplo:
"Hidrogeologia é o estudo da ocorrência e movimento das 
águas subterrâneas". Meinzer (1923) utilizou o termo “geohidro-
logia” para, em princípio, descrever a mesma ciência física. No 
seu início como ciência, a hidrogeologia teve como principal in-
teresse a investigação geológica e descrição a campo de forma-
ções aquíferas. Isso perdurou nos Estados Unidos de meados 
de 1900 aos anos 1930 (Moore, 2012). A partir dos anos 1930, 
a necessidade de água para irrigação tornou-se importante para 
conjuntura econômica da época, criando uma demanda por es-
tudos quantitativos e predições. Essa mudança de um enfoque 
naturalista tradicional para hidráulico quantitativo tomou força 
na década de 1940, perdurando até a década de 1960. A década 
de 1960 viu uma mudança da hidráulica do poço para os sis-
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
21
temas aquíferos regionais, abrindo o campo de estudo dos hi-
drogeólogos. Entretanto, as análises da época eram em formato 
analógico, sendo substituídas por modelos computacionais digi-
tais na década de 1970. Foi também nesse período que se co-
meçou uma nova mudança de paradigma, com as abordagens da 
hidrogeologia passando de recursos hídricos a contaminações. A 
partir daí, desenvolveu- se a hidroquímica ou hidrogeoquímica, 
em razão da utilização intensa de insumos químicos nas áreas 
urbanas, indústrias e nas atividades agrícolas. Nos anos 1980 sur-
giu a necessidade de uma abordagem multidisciplinar envolven-
do águas subterrâneas, principalmente pela questão ambiental e 
pelos inúmeros casos de contaminação subterrâneos ambiental 
e doenças advindas da poluição de aquíferos confirmados na 
época. Questões como entendimento do transporte de solutos, 
fluxo multifásico e transporte de moléculas químicas levaram à 
avanços no conhecimento sobre os fenômenos subterrâneos. 
A partir dos anos 1990, as águas subterrâneas passaram a fazer 
parte das agendas de discussões de políticas públicas e a fazer 
parte do dia a dia dos órgãos gestores responsáveis por recursos 
hídricos. A gestão das águas subterrâneas começa a ser discutida 
com mais fundamentos sobre a dinâmica de sistemas aquíferos, 
entendimento dos processos poluidores, cartografias de vulne-
rabilidade e leis específicas. Hoje, nos anos 2000, com a era da 
informação em plena expansão e com a consolidação de tecno-
logias e sensores mais robustos e baratos, as redes de monitora-
mento integrado são discutidas no Brasil para se ter um melhor 
conhecimento sobre as condições de um dos nossos recursos 
mais valiosos. Investimentos estão e estarão sendo feitos e as 
informações estarão cada vez mais disponíveis para usuários, 
gestores, pesquisadores e o público em geral. 
Segundo Robins (2013), essas significativas mudanças que a 
hidrogeologia vem passando se deve às necessidades das análises 
feitas atualmente. Modelos globais, regionais ou mesmo na esca-
la da bacia hidrográfica contam com a água subterrânea apenas 
Rodrigo Lilla Manzione
22
como um dos componentes do estudo integrado do que aconte-
ce no espaço geográfico em termos de balanço hídrico. As solu-
ções de outrora fornecidas sem a necessidade de conversar com 
outras disciplinas não bastam. Problemas em locais específicos, 
como fontes de poluição pontuais e difusas, precisam ser vistos 
no contexto da bacia para seu entendimento. A hidrogeologia 
contemporânea resolvia problemas de apenas um componente 
do ciclo hidrológico, enquanto que atualmente buscam-se abor-
dagens mais holísticas que se refiram harmoniosamente a for-
necimento de água, ecossistemas e questões de manejo, e gestão 
de recursos hídricos como disponibilidade e qualidade. Com os 
avanços computacionais é possível passar de modelos discretos 
de fluxo calculados para um determinado instante do tempo 
para modelosdistribuídos espacialmente acoplados a modelos 
de águas superficiais por exemplo. Outro desafio é realizar predi-
ções seguras e sensíveis às variações climáticas eminentes, simu-
lando cenários e analisando as incertezas associadas às variáveis 
dos modelos (Manzione; Wendland, 2012).
O interesse pelas águas subterrâneas vai além dos estudos 
acadêmicos ou dos trabalhos de campo dos inúmeros agentes 
hídricos espalhados mundo afora. Vai da curiosidade de quem 
olha para dentro de um poço, da desconfiança ao ver uma lagoa 
onde não passa rio no meio do nada, do fascínio ao ver um 
poço jorrar água, da insegurança ao se consumir a água de uma 
nascente sem saber sua origem. Fatos cotidianos, cada vez mais 
raros na vida das pessoas, mas que ainda encantam a quem se de-
para com esses, assim como demais componentes do magnífico 
ciclo hidrológico (Figura 1).
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
23
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25
Capítulo 1
Histórico dAs ÁgUAs sUbterrâneAs
A história das águas subterrâneas acompanha a história da 
humanidade. À medida que evoluímos como sociedade, evoluí-
ram também o entendimento dos processos que regem as águas 
subterrâneas e as técnicas de exploração, aumentando também a 
dependência por esse recurso. Essa história percorre os tempos 
antigos, onde nas áridas terras do Oriente Médio foram desen-
volvidas técnicas inovadoras de exploração de águas subterrâne-
as, dos romanos criando centros recreacionais com os famosos 
banhos de águas termais, da adoração da água pelos celtas de 
um lado do oceano e pelos índios nas Américas do outro, até as 
modernas técnicas de investigação, perfuração e exploração de 
águas profundas utilizadas hoje, advento do desenvolvimento da 
indústria do petróleo. Mas, para que chegássemos a esse ponto, 
houve toda uma construção de pensamentos, fundamentada por 
descobertas e pela criatividade de inúmeras mentes que contri-
buíram para o domínio das águas subterrâneas.
1. Pré-história e idade antiga
O desenvolvimento das civilizações se deu inicialmente em 
regiões áridas e semiáridas, criando uma forte dependência de 
recursos hídricos subterrâneos por parte de seus habitantes. O 
estabelecimento do homem no período Neolítico se deu nos 
vales dos rios Tigre e Eufrates, Nilo, Indo e Amarelo. A perfu-
ração de poços pode preceder o Homo Sapiens, com a escavação 
em leitos secos de rios para obtenção de água em épocas de 
estiagem. Desenhos de 8.000 a.C mostram captação subterrânea 
nos Montes Atlas, entre Argélia e Marrocos. Na Idade Antiga há 
indícios de perfuração de poços na China entre 5.000 – 3.000 
Rodrigo Lilla Manzione
26
a.C, e túneis e poços escavados na Pérsia e Egito que datam de 
800 a.C. Evidências arqueológicas da escavação de poços no 
Oriente Médio e na costa do Mar Mediterrâneo são anteriores 
à época de Abraão. Diversas cidades gregas, etruscas e romanas 
nessa região eram abastecidas com águas subterrâneas. A cidade 
de Tiro, na Fenícia, era totalmente abastecida por águas subter-
râneas. Ao visitar essas regiões é que se tem uma dimensão da 
importância da água subterrânea para abastecimento dos povos 
antigos. A água significava a possibilidade de cultivar alimento, 
transporte, navegação e, consequentemente, desenvolvimento. 
A água foi considerada um dos quatro elementos por Empédo-
cles e o elemento único por Thales de Mileto, famosos filósofos 
gregos. As escavações de poços não se restringiam a obtenção 
de água. Muitas vezes, o objetivo era outro, como obtenção de 
betume, minerais ou mesmo a construção de túneis. Os poços 
comunitários eram a base para organização social em diversos 
povos, como ainda são em diversas regiões da África e do Mun-
do Árabe (Bouguerra, 2003).
Conforme aumentavam as necessidades por água iam sendo 
desenvolvidas ferramentas e os poços ficando mais profundos. 
Muitas vezes, a escavação manual era feita com pás e picaretas 
e a retirada do material por suspensão. A construção se dava 
com alvenaria, pedra e cal, contendo uma escada para baixar e 
uma tampa de pedra. Ao lado havia um reservatório para gado e 
camelos. A coleta de água era feita com ânforas e cântaros para 
poços mais rasos, pouco profundos, e cordas com baldes de cou-
ro e polias para poços mais profundos. No Oriente Médio, esses 
poços tinham entre 50 – 100 metros de profundidade. 
Na Bíblia Sagrada existem diversas referências à procura 
por água por meio de escavação manual de poços. No livro dos 
Gênesis, o profeta Abraão é descrito como um homem com a 
sabedoria de escavar poços nas colinas de Canaã. Moisés é con-
siderado por muitos como o primeiro hidrogeólogo, pois com 
sua habilidade de encontrar fontes de água permitiu-lhe guiar 
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
27
seu povo pelo deserto por quarenta anos. No livro Eclesiásticos 
há uma descrição do ciclo hidrológico. Entre as escrituras sa-
gradas mais famosas, também, encontram-se menções às águas 
subterrâneas no Código de Manu, na Índia, no Código de Ha-
murabi, na Babilônia, no Talmude, dos hebreus e no Alcorão, 
dos muçulmanos (Machado, 2008). O livro dos ritos chinês não 
fica atrás, havendo inclusive penalidades descritas para quem 
alterasse o ciclo hidrológico (Campos; Studart, 2003). Diversos 
poços tornaram-se famosos devido à sua importância, conten-
do referências bíblicas, como nos casos do Poço de Siquém, 
Efraim, Tanque Shiloah, Poço dos Magos, Poço de José, Poço 
de Jacó, na sua maioria distribuídos nos atuais Estado de Israel, 
Palestina, Líbano, Jordânia.
1.1 Mesopotâmia
Entre 10.000 e 5.000 a.C, estabeleceram-se grandes colônias 
na Mesopotâmia, na área aluvial plana entre o Tigre e o Eufrates, 
onde hoje se situa o Iraque. Haviam charcos férteis nos deltas 
dos rios, com enchentes imprevisíveis e irregulares. As necessi-
dades de sobrevivência induziram desenvolvimentos no conhe-
cimento como o desenvolvimento de técnicas agrícolas, criação 
da cerâmica, seja para drenar os pântanos do sul, irrigar suas 
terras, construir casas de tijolos de barro, seja para mitigar os 
efeitos da escassez de água e alimentos, na parte norte. Dominar 
a água foi uma questão crucial. Os canais de irrigação desenvol-
vidos pelos babilônicos permaneceram em atividade por 4.000 
anos, sendo usados como arma de guerra pelos Assírios e, pos-
teriormente, destruídos nas invasões mongóis. Havia menções 
no código do Rei Hamurabi (1.792-1.750 a.C) sobre penalida-
des e sanções a quem causasse prejuízo aos canais. No ápice da 
civilização encontrava-se em operação o Canal de Narvã, uma 
extensa rota com 320 Km extensão e 120 m de largura que ligava 
as cidades de Tickrit, Samarra e Cute.
Rodrigo Lilla Manzione
28
1.2 Egito
A civilização egípcia cresceu ao redor do matagal pantano-
so do Delta do Rio Nilo. A regularidade das cheias ajudou não 
só no desenvolvimento da população, ajudou também a definir 
o atual calendário de 365 dias. A necessidade de controle das 
partes altas do rio pela riqueza do delta e suas planícies férteis 
também contribuiu para a formação do império. Por volta de 
3.100 a.C, diversas obras hidráulicas foram executadas a mando 
do Faraó Menés, em Mênfis, como canais de irrigação e drena-
gem de pântanos. Esses canais eram utilizados como meio de 
transporte e comércio e foram alvos de disputas ao longo dos 
anos. Imagina-se que o Shaduf, uma ferramenta para retirada de 
água de poços foi desenvolvida no Egito (Machado, 2008). Esta 
estrutura que consiste em uma longa vara apoiada em um pilar 
com um recipiente na extremidade é utilizada há 3250 anos na 
região do Nilo (Figura 2).
Figura 2. Ilustração antiga de um Shaduf em operação
Fonte: <http://www.fascinioegito.sh06.com/shaduf.htm>.
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
29
1.3 Extremo oriente
Já existiam cultivos nas colinasà oeste do Rio Indo a cerca 
de 6.500 a.C. As míticas cidades de Harappa e Mohenjo Daro es-
tiveram presentes onde atualmente fica o Paquistão a 2.500 AC, 
sendo os principais centros dessa civilização. O povo Harapan 
era mais desenvolvido que seus contemporâneos, diferenciando 
diferentes águas para consumo, alimentos e tendo casas com sa-
neamento. Entretanto, desapareceram pelas secas das monções, 
já que sua agricultura pouco baseada em irrigação, mesmo co-
nhecendo técnicas de perfuração conhecidas desde 1.500 a.C, 
como apontam alguns textos em sânscrito (Machado, 2008).
1.4 China antiga
Por volta de 6.000 a.C começam a surgir aldeias ao longo 
do Rio Huang Ho (Rio Amarelo). Em 5.000 a.C, havia plantio 
de arroz na Baía de Hangzhou. Com climas mais rigorosos, os 
chineses conviviam com rios que alternavam períodos mais cal-
mos e fúrias incontroláveis. A importância do controle das águas 
era tão grande que o mesmo símbolo usado para representar as 
águas (Figura 3) também representa controle na cultura chine-
sa (Barlow; Clarke, 2003). O Grande Canal foi uma das obras 
hidráulicas mais importantes da China antiga, com números 
impressionantes de 1795 Km extensão, 24 comportas, 60 pon-
tes, 30 metros de largura (parte mais estreita), 0,6 a 4 metros de 
profundidade, sendo utilizado até hoje. O canal já transportou 2 
milhões de toneladas de cereais no seu ápice.
Rodrigo Lilla Manzione
30
Figura 3. Água = Controle
1.5 Mundo greco-romano
Os pensadores gregos foram os primeiros a questionar a ori-
gem das águas subterrâneas, sendo atribuídas a eles as primeiras 
teorias registradas sobre o funcionamento do ciclo hidrológico. 
Intrigados pela origem de nascentes e pela descarga dos rios em 
períodos secos, os filósofos se perguntavam, de onde vem essa 
água? Os gregos eram bastante avançados na questão hídrica, 
possuindo inclusive poços escavados em residências. Tales de 
Mileto, há cerca de 2.500 anos, fiel às mitologias ancestrais e à 
observação, já ressaltava as propriedades purificadoras da água 
subterrânea. Anaxágoras (500-428 a.C) questionava sobre a ori-
gem das águas subterrâneas, afirmando que os rios dependiam 
das chuvas e das reservas subterrâneas para se manter. Já Platão 
(427-347 a.C) acreditava na existência do Tartarus, um mar sub-
terrâneo no qual os continentes flutuavam e de onde as águas 
subiam às montanhas, sendo purificadas pela terra. Na sua visão, 
as cavernas faziam a conexão e as ondas o transporte dessa água. 
A proposta de Platão foi seguida por seus discípulos, entre eles 
Aristóteles (384-322 a.C). Aristóteles formulou teorias para ten-
tar responder as questões sobre a origem dos rios, ampliando o 
conceito de Platão, pois passa a considerar o papel da chuva e 
da atmosfera, já uma noção do ciclo hidrológico como conhece-
mos hoje. Devido ao tipo de revelo e terreno calcário da Grécia 
e região, seria natural que os gregos associassem a presença de 
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
31
caverna à água. Eles falham ao não considerar o papel da chuva 
por não acreditar que a quantidade precipitada fosse suficiente 
para gerar tais volumes armazenados durante anos e anos.
Essas noções erradas permaneceram até os tempos Roma-
nos, onde houve pequenos avanços. Lucretius (99-55 a.C) per-
cebeu o papel da evaporação da água do mar na precipitação, 
enquanto Marcus Vitruvius (80-15 a.C) acreditava na evaporação 
pelo Sol e condensação pelo frio. Vitruvius reconheceu que as 
águas do degelo das montanhas penetravam o solo e originavam 
as nascentes abaixo delas. Em um tratado de arquitetura escrito 
por ele são descritas técnicas de obtenção de água subterrânea, 
separadas por tipo de solo. Lucius Seneca (3-65 d.C) verificou, 
em seus relatos, volume dos rios maior que o das chuvas, atri-
buindo a origem das águas subterrâneas a três possibilidades: 
a Terra continha água no seu interior, esta era continuamente 
colocada para fora dela, o ar dentro da Terra era convertido em 
água pelas forças das trevas e do frio ou a Terra estava sim-
plesmente se convertendo em água (Fetter Jr., 2004a). Plínio, o 
velho (23-79 DC), relatou plantas e procedimentos para busca 
de águas subterrâneas. Os Romanos eram exímios na procura 
por fontes seguras de água para abastecer suas cidades. Além de 
serem famosos como uma civilização hidráulica pelos seus com-
plexos sistemas de saneamento e aquedutos, os Romanos se pre-
ocupavam com a qualidade das águas. Julis Frontinus (40-103 
d.C), antigo comissário de águas de Roma escreveu uma obra 
conhecida por De acquis turbis Romae na qual reporta as caracte-
rísticas desse sistema e o conhecimento da época.
1.6 Evolução das técnicas
As técnicas e métodos de perfuração e exploração das águas 
subterrâneas eram bem diferentes entre si na Idade Antiga. Isso 
variava conforme o grau tecnológico dos povos e das condições 
hidrogeológicas locais.
Rodrigo Lilla Manzione
32
No Egito, as perfurações se davam através de sondagens no 
subsolo para procura de pedreiras. A experiência com a constru-
ção de pirâmides contribuiu para esse desenvolvimento, já que 
os egípcios dominavam a prospecção de jazidas minerais e pe-
dreiras. Arcos eram utilizados para girar uma haste de madeira 
com broca de cobre na ponta e pó abrasivo de coríndon (quart-
zo) para perfurar materiais pouco resistentes.
A perfuração de poços profundos com varas de bambu teve 
início em cerca de 5.000 a.C na China (Figura 4). Eram perfura-
dos por percussão, com profundidades chegando a 600 - 1000 
m. Estes poços eram também conhecidos como poços de fogo, 
devido à procura conjunta por salmoura e gás pela indústria do 
sal na época. Segundo Machado (2008), existem registros desde 
1.100 a.C. (Dinastia Shang para Chou).
Figura 4. Perfuração de poços com bambu na china antiga
Fonte: <http://www.cd3wd.com/cd3wd_40/cd3wd/APPRTECH/G10TOE/
EN/B1125_18.HTM>.
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
33
Em 1999 foi descoberto um poço da Dinastia Yuan (1271-
1368), em Shilou, norte da China, com 187 m de profundidade. 
Por vezes, as escavações duravam décadas, sendo iniciadas pelos 
avós e completadas pelos netos, como uma espécie de legado 
familiar. Todo esse processo se dá pelas propriedades únicas do 
bambu, como sua elasticidade e resistência. O método do tram-
polim era utilizado para auxiliar na perfuração, com pessoas sal-
tando de alturas consideráveis como contrapeso na entrada de 
varas de doze metros entalhadas e amarradas juntas com cordas 
de couro e cânhamo. Esses métodos são utilizados até hoje no 
Laos, Camboja, Tailândia e áreas remotas da China.
Os Persas construíam redes de poços e túneis conhecidos 
por “Qanats”. Os quantas são estruturas compostas por galerias 
e túneis horizontais (Figura 5), que possuíam até centenas de 
quilômetros de comprimento para captação de água subterrânea. 
Figura 5. Estrutura básica de um qanat escavado
Fonte: <http://www.waterhistory.org/histories/qanats/>. Modificado pelo autor
Um qanats, como o esquematizado na figura anterior, é com-
posto por (1) túnel de infiltração, (2) túnel de transporte de água, 
Rodrigo Lilla Manzione
34
(3) canal aberto, (4) poços verticais, (5) pequena lagoa de arma-
zenamento, (6) área irrigada, (7) areia e cascalho, (8) camadas do 
solo e (9) lençol freático. Ao atingir e superar o nível freático 
com a escavação de túneis verticais, a água era transportada por 
quilômetros através de túneis horizontais.
Com origem perdida na antiguidade, os registros arqueoló-
gicos indicam que, em 800 a.C a cidade de Nínive, na antiga 
Assíria, era abastecida de água captada por um sistema de gale-
rias. Na Armênia há registros de qanats de 721-705 a.C (Fetter 
Jr., 2004a). A escavação dessas galerias se dava em calcários ou 
tufos vulcânicos presentes em leques aluviais, com material gra-
nular, com centenas de metros de extensão e altamente friáveis 
(sujeita a desmoronamentos). Os quantas foram difundidos pelaÁsia e África do Norte e são conhecidos por diversos nomes, 
como Karez (China/Paquistão), Fogarra (Argélia/Líbia), Falaj 
(Omã, Iêmen, Emirados Árabes), Khettara (Marrocos), com pe-
quenas diferenças entre si. Estão presentes em Sinkiang e Oeste 
da China (Oásis de Turpan), sudeste do Afeganistão e do Turco-
menistão, por todo Mundo Árabe e na África do Norte na Líbia 
(Zella), Tunísia, Argélia (Germa), e Marrocos (Figura 6). Foram 
ainda introduzidos pelos Romanos no Egito e na Síria, e no sul 
da Espanha pelos Mouros. As expansões árabes, romanas e a 
rota da seda contribuíram para essa difusão. A construção dos 
qanats foi introduzida no Egito em 500 a.C, no período de deca-
dência das dinastias egípcias e domínio estrangeiro, possibilitan-
do a irrigação de cerca de 300 mil hectares de terras férteis. Para 
celebrar o grande sucesso dessa realização, os egípcios constru-
íram o templo de Ámon, em Tebas, e Dario I foi oficialmente 
reconhecido faraó do Egito. 
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
35
Figura 6. Expansão dos qanats pelo mundo
Espanha
(gálerias)
Jordânia e Síria
(qanat, romani) Oeste da China
(kanerjing)
Persia
(qanat)
Afeganistão e
Paquistão
(kerez)
Novo
Mundo
Marrocos
(khittara) Norte da 
África (foggara)
Arábia
(falaj)
Rota d
a seda
Expansão romana
Expansão árabe
?
Fonte: <http://www.waterhistory.org/histories/qanats/>. Modificado pelo autor
Esses sistemas eram tão engenhosos que serviam também 
para refrigerar residências locadas sobre os túneis pelo contato 
do ar quente que entrava por um túnel de acesso com a água 
fresca que passava pela galeria abaixo da residência, funcionan-
do como um ar condicionado natural. Ainda pode-se visitar qa-
nats, como em Dezful, na província do Khuzistão, Iran. A cida-
de de Terrã possuía alguns bairros abastecidos por qanatas até 
meados dos anos 1980. Em províncias como Fars e Kerman, no 
Iran, os qanats representam parte da paisagem local irrigando 
maravilhosos jardins como o Bagh e Shahzadeh em Mahan. Em 
Turpan, China, funciona também o Museu do Qanat, aberto ao 
público em geral. O Oásis de Turpan é considerado um dos três 
grandes projetos chineses da antiguidade, junto com a Gran-
de Muralha e o Grande Canal, e compreende uma grande área 
verde no meio de uma região desértica graças à engenhosidade 
desse sistema de túneis e galerias transportando água por cente-
nas de quilômetros (Figura 7).
Rodrigo Lilla Manzione
36
Figura 7. Oásis de Turpan, China
Fonte: <http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Turpan-jiaohe-ruinas-d29.jpg>.
2. idade média
Com o declínio do Império Romano, houve poucos avanços 
no pensamento da Europa até os anos 1500. Houve pouca evo-
lução nas técnicas de perfuração no Ocidente até o final da Ida-
de Média, com uma desaceleração do conhecimento. O período 
das trevas e as perseguições a cientistas, sob alegações religiosas, 
levou a falta de documentação, gerando uma enorme lacuna nas 
publicações. Ainda se acreditava na ideia da atração divina das 
águas ao cume das montanhas, gerando as nascentes com águas 
puras associadas a Deus. Diversos textos gregos e romanos que 
foram preservados eram considerados ainda verdades absolutas. 
Os poucos registros dessa época são atribuídos a clérigos e re-
ligiosos. Em sua obra, São Jerônimo (347-420 d.C) relata sua 
crença de que as fontes de água foram originadas pelo mar. Na 
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
37
mitologia nórdica existia o “Maelstrom”, um redemoinho mortal 
no centro do oceano que levava ao centro da Terra, dragando 
viajantes para um mundo subterrâneo de medo e trevas.
A diferença de tecnologia e o isolamento dos povos fez com 
que o desenvolvimento das técnicas de perfuração evoluísse de 
maneira distinta ao redor do mundo. Na Europa, as escavações 
atingiam poucas dezenas de metros, enquanto que na China 
atingiam mais de 1.000 metros. Um fato marcante determinou 
uma mudança nas técnicas da época. Em 1.126 d.C foi perfurado 
um poço na cidade de Artois, na França, considerado o primeiro 
poço artesiano jorrante da história. Esse poço foi perfurado 
por monges da Ordem dos Cartuxos, desenvolvedores de uma 
tecnologia que colocaria a perfuração no lugar da escavação de 
poços. Somente após esse período é que se tem avanços no oci-
dente, havendo uma rápida difusão na Bélgica, Alemanha e Itá-
lia. A palavra artesiano deriva do nome dessa localidade.
Outras estruturas de captação de águas subterrâneas, en-
contradas na Europa, tiveram seu início no período medieval. 
Os Mayrás, espécie de qanat, começaram a ser construídos na 
Espanha na Idade Média e abasteceram cidades como Madrid 
até meados do século XIX. As invasões de piratas mulçumanos 
tunisianos na Sicília, nos séculos VI a VIII, contribuíram para di-
fundir as técnicas árabes de exploração de águas subterrâneas na 
Itália. Uma extensa rede hídrica subterrânea foi descoberta em 
Palermo, conhecidos por Ngruttati, que acredita-se ser do século 
XII. Da mesma época datam os Bottini, aquedutos subterrâneos 
encontrados em Siena.
2.1 Novo mundo
Os registros de utilização de águas subterrâneas no Novo 
Mundo são escassos. Sabe-se que o povo Anasazi, nativo da 
América do Norte, nas atuais regiões do Novo México, Arizona, 
Utah, Colorado, dependiam das águas subterrâneas para sua so-
Rodrigo Lilla Manzione
38
brevivência. Os Mais e os Astecas eram civilizações que possu-
íam uma grande engenhosidade hidráulica. Há dúvidas até hoje 
se os Maias realmente desapareceram por falta de resiliência a 
mudanças climáticas, como afirmam alguns historiadores, justa-
mente por conhecerem o ciclo hidrológico. 
Os Incas tinham na cidade de Machu Picchu uma fonte pe-
rene de água que sustentava suas atividades como agricultura e 
dessedentação. O povo Nazca tinha um sofisticado sistema de 
poços e aquedutos chamados puquios, semelhantes aos qanats 
(Proulx, 1999). Historiadores acreditam que alguns desses siste-
mas datam da era pré-colombiana, por volta de 540 a.C. Esses 
sistemas possibilitaram aos Nazca, não só sobreviver no deserto, 
como desenvolver agricultura. Muitos estão em funcionamento 
no atual Peru até hoje. 
3. idade moderna e renascença
Leonardo da Vinci (1452-1519) acompanhava as ideias 
dos filósofos da antiguidade. Em seus cadernos de anotações 
constam tanto esboços de perfuratrizes como reflexões sobre 
o movimento das águas subterrâneas e do ciclo hidrológico, 
fazendo analogias às veias de um corpo ou as nervuras de uma 
folha. Uma amostra da obra de Da Vinci e suas teorias sobre 
a origem e fé na água está reunida em Pfister et al. (2009). 
O período da Idade Moderna e Renascença foi marcado por 
publicações importantes para o desenvolvimento de técnicas 
de escavação e mineração como De Re Metallica escrito por 
Georgius Agricola (1494-1555).
Foi na Renascença que começaram a ser construídos, de 
maneira aleatória, os chamados poços arquitetônicos (Machado, 
2008). Dentre essas verdadeiras obras de arte, por seus detalhes ar-
quitetônicos e dimensões, destacam-se as cidades italianas de Or-
vieto (Pozzo di S. Patrizzio), Modena, Turim e Roma (Figura 8).
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
39
Figura 8. Pozzo di S. Patrizio, Ovieto, Italia
Fonte: <http://en.wikipedia.org/wiki/Pozzo_di_S._Patrizio>.
As ideias estabelecidas por gregos e romanos só começaram 
a ser contestadas no final dos anos de 1500. A primeira pessoa 
a conceber uma explicação escrita correta do ciclo hidrológico 
foi Bernard Palissy (1510-1589), que escreveu em 1580 uma im-
portante obra conhecida como Discursos admiráveis (Discours admi-
rables de la nature des Eaux et Fontaines, tant naturelles qu´artificielles, 
des métaux, des sels et salines, des pierres, des terres, du feu et des émaux; 
aux plusieurs autres excellents secrets des choses naturelles, plus en traité 
de la Marne, fort utile et nécessaire à ceux qui se mellent de l´agriculture) 
(Palissy,1580). O livro era apresentado na forma de um diálogo 
entre dois personagens: “Teoria” e “Prática”. Palissy concebeu 
uma teoria sobre a infiltração da água no solo, como hoje é aceita, 
pela qual as águas das fontes e nascentes eram infiltradas, tendo 
como origem as precipitações sobre a superfície. “Teoria” argu-
mentava em favor da ideia dos gregos sobre a origem das águas. 
Rodrigo Lilla Manzione
40
A “Prática” argumentava com base na observação, dizendo que 
a água dos rios vinha da chuva e do derretimento da neve. Palissy 
também deduziu corretamente as razões da pressão artesiana. 
Pelo fato das obras de Palissy terem sido escritas em francês, e 
não em latim, a língua oficial da ciência na época, suas teorias 
passaram despercebidas por boa parte da comunidade científica 
(Fetter Jr., 2004a). Suas ideias revolucionárias somente foram 
confirmadas e consagradas pelos estudos posteriores de Pierre 
Perrault (1608-1680), Edmé Mariotte (1620-1684) e Edmond 
Halley (1656-1742). Cientistas ilustres do século XVII como 
Johannes Kepler (1571-1630) e René Descartes (1596-1650), 
contemporâneos de Palissy, contribuíram para a perpetuação 
das ideias dos gregos. Kepler acreditava no processo fisiológi-
co de digestão da água pela terra, enquanto Descartes afirmava 
que canais subterrâneos levavam a água do mar a vaporização 
e logo condensação.
4. idade contemporânea
A partir do século XVII, as ciências em geral começam a 
evoluir em ritmo acelerado. O ciclo hidrológico começou a ficar 
mais claro durante os séculos XVII e XVIII, com o advento da 
ciência experimental e das medições. Pierre Perrault publicou De 
l’Origine des Fontaines, em 1674, apresentando os conceitos de in-
filtração e recarga na forma de balanço hídrico estudando a bacia 
do Rio Sena entre 1668 e 1670. Ao medir a precipitação no Alto 
Sena e a vazão anual da bacia, Perrault (1674) provou que o vo-
lume precipitado era seis vezes maior do que o volume que pas-
sava pelo rio, atribuindo o excedente à alimentação de plantas, 
armazenamento no solo e evaporação. Edmé Mariotte tratou da 
questão do escoamento superficial em Traité de movement des aux, 
publicado em 1696. Mariotte (1696) confirmou os experimentos 
de Perrault (1674), inclusive aumentando a área de estudo na 
bacia do Sena. Ele também afirmou que a precipitação se infil-
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
41
trava no solo, armazenando-se nos poros e acumulando-se em 
poços. Edmond Halley ficou famoso por suas contribuições nos 
ramos da astrologia, mas, como os grandes cientistas da época, 
era estudioso das ciências naturais como um todo, deixando im-
portantes contribuições também para a hidrologia. Halley (1693) 
constatou que o volume de água evaporado dos oceanos sofria 
precipitação, recarregando os cursos superficiais e os mananciais 
subterrâneos. Até então, todos os estudos tinham teor empírico, 
baseados nas observações, mas sem uma explicação matemática 
formal. Mesmo assim, esse é considerado o início da hidrologia 
quantitativa (Fetter Jr., 2004a).
A partir da Revolução Industrial, a importância das águas 
subterrâneas passou a ser, também, reconhecida na Europa, 
à medida que as demandas de água cresciam de forma rápida 
para abastecimento das novas atividades industriais que surgiam 
e crescimento acelerado dos centros urbanos. Os estudos até 
então realizados já possibilitavam aumentar o suprimento de 
água em nascentes simplesmente aumentando sua profundidade 
(Smith, 1827). Nos Estados Unidos, até o início do século XIX, 
só se fazia escavação manual de poços, quando era introduzida a 
dinamite (Shaw, 1807). O aperfeiçoamento das máquinas a vapor 
possibilitou avanços no século XIX, tanto na captação, abaste-
cimento como na mineração. Avanços significativos ocorreram 
com o desenvolvimento da indústria do petróleo, permitindo a 
captação de águas profundas.
Enquanto a hidrologia se desenvolvia como ciência quanti-
tativa no século XIX, o engenheiro francês Henry Darcy (1803-
1858) foi a primeira pessoa a determinar a formulação da lei 
matemática que governa o fluxo da água subterrânea, conhecida 
como Lei de Darcy (Darcy, 1856). Esta lei, que explica o fluxo 
em meios porosos, foi desenvolvida baseada nos experimentos 
de Darcy com filtros de areia projetados para o novo sistema 
de abastecimento de águas da cidade de Dijon, do qual era res-
ponsável. Ele determinou que o fluxo através do filtro era fun-
Rodrigo Lilla Manzione
42
ção da carga hidráulica que passa pelo filtro, a área da seção e o 
tipo de areia. Assim, os modelos matemáticos para escoamentos 
permanentes começaram a ser desenvolvidos com uma série de 
derivações da Lei de Darcy. Dupuit (1863) derivou a equação de 
Darcy para fluxo de água para um poço. Thiem (1877) modifi-
cou a premissa de Dupuit para poder calcular as propriedades 
hidráulicas de um aquífero bombeando a água de um poço e 
observando o rebaixamento resultante em outro poço próximo. 
Outros avanços da época sob a questão do fluxo são encontra-
dos em Forchheimer (1886) e Slichter (1899). 
No final do século também houve avanços no entendimento 
detalhado da relação entre a água subterrânea e as formações aquí-
feras nas quais elas ocorriam, muito em função da divulgação de 
relatórios do Serviço Geológico Americano (USGS), reportando 
os estudos da sua equipe de hidrogeólogos. Chamberlin (1885) 
ofereceu bases teóricas para estudos de investigações de ocorrên-
cia de águas subterrâneas, reconhecendo a presença delas tanto 
em meios porosos como fraturados. Esses estudos se espalharam 
rapidamente pelos Estados Unidos, alavancando a avaliação das 
reservas hídricas subterrâneas no país. King (1899) introduziu im-
portantes conceitos quanto ao movimento da água subterrânea 
por gravidade, mostrando a configuração do lençol freático usan-
do linhas de contorno e indicando linhas preferenciais de fluxo em 
um mapa, considerado talvez o primeiro mapa de fluxo de águas 
subterrâneas (Fetter Jr., 2004b). Este também foi o primeiro tra-
balho em que observou-se que em áreas húmidas o lençol freático 
é um reflexo moderado da topografia do terreno.
O século XX marca o que Fetter Jr. (2004b) chamou de a 
Era Moderna da Hidrogeologia. Fundamentados pelas bases de-
senvolvidas no século XIX, os estudos buscavam desenvolver o 
entendimento das bases matemáticas do movimento das águas 
subterrâneas. Theis (1935) desenvolveu uma equação para des-
crever a queda da superfície piezométrica em um aquífero total-
mente confinado, decorrente do bombeamento em um poço. A 
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
43
partir desse estudo, este autor descreveu a formação dos chama-
dos cones de depressão e seu impacto no equilíbrio dinâmico 
de um aquífero a partir de bombeamentos. Jacob (1940) criou 
um método gráfico de interpretação de testes de bombeamento 
em aquíferos totalmente confinados com base nas equações de 
Theis. Hantush e Jacob (1955) resolveram o problema de quan-
tificação de fluxo em regime permanente para um poço em aquí-
feros drenantes ou semi-confinados e Hantush (1956) analisou 
testes de bombeamento em aquíferos drenantes, considerando 
o fluxo permanente. A partir dos anos de 1960 e 1970, inúme-
ros trabalhos foram publicados nessas áreas, podendo destacar 
trabalhos como os de Hantush (1960), Boulton (1963) e Prickett 
(1965), que apresentaram soluções analíticas não lineares, para 
aquíferos livres e semi-confinados, e Neuman (1972) que formu-
lou teorias sobre escoamento em direção.
Nos anos de 1980 e 1990, a questão ambiental e os inúmeros 
casos de contaminação registrados ao redor do Mundo abriram 
o campo das águas subterrâneas para profissionais ligados a quí-
mica, biologia, meio ambiente, tornando a hidrogeologia uma ci-
ência multidisciplinar. O avanço na computação pessoal possibi-
litou que softwares específicos como MODFLOW, que resolve 
equações complexas de fluxo fossem popularizados (Mcdonald;Harbaugh, 2003). Com a chegada da globalização, o conheci-
mento sobre águas subterrâneas se difundiu por completo. 
A International Association of Hydrogeologists (IAH) é uma asso-
ciação fundada em 1956 que representa os profissionais ligados 
às águas subterrâneas a nível mundial. A IAH possui diversos 
capítulos nacionais e regionais, representando países ou regiões e 
organiza anualmente conferências mundo afora para divulgação 
científica. A IAH é responsável pela publicação do Hydrogeology 
Journal, um dos periódicos específicos do setor, e edita séries de 
livros com contribuições científicas e artigos selecionados sobre 
determinadas temáticas. 
Rodrigo Lilla Manzione
44
Inúmeros arranjos institucionais, projetos conjuntos e co-
operações internacionais fortaleceram esse processo até che-
garmos à era da informação no século XXI. Dados espaciais, 
produtos de satélites e sensores sofisticados, terrabytes de infor-
mações, são a tônica do momento. Cada vez mais, profissionais 
treinados e capacitados serão requisitados a possuir ou adquirir 
algum conhecimento sobre águas subterrâneas para resolver os 
problemas com que se deparam. Apesar de um longo caminho 
já ter sido percorrido, o cenário que se apresenta é de um desen-
volvimento e evolução ainda mais rápidos do que no passado.
5. Histórico no brasil
No Brasil, a captação da água subterrânea para abastecimen-
to das populações vem sendo realizada desde os primórdios dos 
tempos coloniais, conforme atestam os “cacimbões” existentes 
nos fortes militares, conventos, igrejas e outras construções des-
sa época (Manoel Filho, 2008a). As iniciativas de se acabar com 
o problema das secas no semiárido brasileiro são da época do 
imperador D. Pedro II. Entretanto, pelo fato das regiões econo-
micamente mais desenvolvidas do Brasil terem abundantes re-
cursos de água fluindo na superfície, desenvolveu-se uma cultura 
tecnológica que tem dado preferência às obras de captação nos 
rios, mesmo no Nordeste semiárido, onde os cursos de água têm 
regime de fluxo temporário. 
A visibilidade de obras hidráulicas, geradora de prestígio po-
lítico, engendrou o conceito ou preconceito ainda dominante, 
de que a água subterrânea é um recurso apenas satisfatório para 
abastecimento dos rebanhos e, eventualmente, das populações 
nas áreas assoladas pelas secas, dos habitantes das periferias 
urbanas ou como solução de emergência ou complementar de 
abastecimento de atividades econômicas dos setores mais prós-
peros da economia.
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
45
Primeiros passos dados no Nordeste para uma efetiva explo-
ração das águas subterrâneas são da primeira metade do século 
XX. Na época, contava-se com pouco conhecimento técnico, 
poucos estudos exploratórios e trabalhos sem planejamento, a 
médio e longo prazo. A SUDENE (Superintendência do Desen-
volvimento do Nordeste) perfurou, entre 1960 e 1980, milhares 
de poços na Região Nordeste do Brasil, resultando no Inventário 
Hidrogeológico Básico do Nordeste, em escala 1:5000.000. Mes-
mo assim, continuam-se perfurando poços em Domínio Crista-
lino, resultando em poços com baixa produtividade quando não 
com águas salobras ou salinas.
Nas regiões Sul e Sudeste do Brasil, a PAULIPETRO, em-
presa fundada nos anos 1970 para explorar gás e petróleo na Ba-
cia Sedimentar do Paraná, realizou os primeiros estudos de água 
subterrânea. Não foram encontrados reservatórios que justifi-
cassem a exploração, mas, em compensação, encontrou-se muita 
água. Esses estudos foram resgatados mais tarde e sustentaram o 
surgimento do Sistema Aquífero Guarani (SAG) nos anos 2000. 
O potencial aquífero das formações areníticas Botucatu e Pi-
ramboia, que formam o SAG já era conhecido, mas um arranjo 
institucional entre Brasil, Argentina, Paraguai e Uruguai, países 
que contém partes da Bacia Sedimentar do Paraná, resolveu ho-
menagear os índios que habitavam a região no passado e batiza-
ram o aquífero de Guarani. Isso deu origem a uma proposta de 
cinco, a serem desenvolvidas como projetos pilotos nas cidades 
de Ribeirão Preto (Brasil), Rivera/Santana do Livramento (Uru-
guai/Brasil), Itapúa (Paraguai), Pedro-Juan Caballero/Ponta 
Porã (Paraguai/Brasil) e Concórdia/Salto (Argentina/Uruguai). 
O projeto foi um marco de cooperação, criando instrumentos 
legais e avançando no conhecimento sobre o SAG. Muito foi 
desmistificado e já não se vê mais o SAG como um imenso mar 
de águas subterrâneas, e sim como um aquífero com grandes 
áreas de recarga, transmissividade baixa, movimento de águas 
lento e compartimentado em diversas regiões (Gastmans et al., 
Rodrigo Lilla Manzione
46
2012), chegando a não haver recarga de certas águas armazena-
das há milhares de anos. Espera-se uma retomada do projeto 
internacional a partir dos anos 2010, já havendo entendimentos 
para tal. Em termos locais, discute-se o mapeamento em detalhe 
das zonas de afloramento do SAG no Estado do Mato Grosso 
do Sul e a criação de zonas de proteção ambiental nas áreas de 
afloramento em no Estado de São Paulo na forma de Área de 
Proteção e Recuperação de Manancial (APRM), conforme pre-
conizado na Lei Estadual de São Paulo nº 9.866/97 (Albuquer-
que Filho et al., 2012).
Ações como essa vêm fortalecendo a gestão de recursos 
hídricos subterrâneos. Atualmente a ANA (Agencia Nacional 
de Águas), criada em 2000, tem uma agenda específica sobre 
águas subterrâneas, contando com a parceria do Serviço Geoló-
gico Brasileiro (CPRM) para expandir a rede de monitoramento 
de aquíferos no Brasil. Apesar disso, a gestão legal das águas 
subterrâneas é de responsabilidade dos estados da União, e não 
do Governo Federal (Souza, 2009). No Estado de São Paulo, 
as ações sobre águas subterrâneas contam com a participação 
principalmente do Departamento de Águas e Energia Elétrica 
(DAEE), da Secretaria de Meio Ambiente (SMA), da Agência 
Ambiental (CETESB), do Instituto de Pesquisas Tecnológicas 
(IPT), do Instituto Geológico (IG/SP), dos comitês de bacias 
hidrográficas e de suas principais universidades (USP, UNESP 
e UNICAMP). A Associação Brasileira de Águas Subterrâneas 
(ABAS) representa o setor, tanto acadêmico quanto empresas e 
perfuradores de poços, organizando anualmente encontros, con-
gressos e cursos para fomentar boas práticas de gestão das águas 
subterrâneas. A ABAS distribui um boletim mensal a seus asso-
ciados na forma de revista, além de ser responsável pela revista 
Águas Subterrâneas, que publica artigos científicos sobre recursos 
hídricos subterrâneos.
Uma questão que permanece em aberto no cenário brasileiro 
é a disponibilidade de dados geológicos. Os levantamentos são 
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
47
antigos, escassos e em escalas de detalhes que não respondem 
às questões que se apresentam atualmente. Modelos complexos, 
trabalhando em multi-escalas, ainda esbarram na qualidade dos 
dados geológicos para realizar predições mais acuradas a nível 
local e até mesmo regional. Segundo Rebouças (2006), os ní-
veis de conhecimento refletem as densidades demográficas e os 
graus de escassez de águas de superfície, em relação às demandas 
que são impostas pela população e pelas atividades econômicas. 
Há duas correntes de pensamento neste caso. Uma que acredita 
que seja necessário um novo levantamento a nível nacional para 
melhorar os levantamentos existentes, com ajuda até mesmo das 
forças armadas, o que é praticamente inviável para um país das 
dimensões do Brasil e com tantos outros problemas que deman-
dam esforços. Outros acreditam em uma questão de demanda, 
conforme os problemas forem surgindo os levantamentos em 
detalhes vão sendo feitos para suprir necessidades específicas. 
Do ponto de vista puramente econômico, a segunda alternativa é 
a mais indicada, entretanto não permite que trabalhos ligados ao 
planejamento na exploração de reservas sejam feitos antes de um 
eminente uso do manancial subterrâneo. Há de se balancearos 
interesses econômicos e sociais para que as águas subterrâneas 
estejam permanentemente nas pautas de discussões dos fóruns 
e plenários sobre desenvolvimento, recursos naturais, biodiversi-
dade e tantas outras questões que tangem essa ciência.
49
Capítulo 2
geoLogiA dAs ÁgUAs sUbterrâneAs
A Geologia é a ciência que trata da origem, estrutura e evolu-
ção da Terra, através do estudo das rochas. Estuda a história da 
Terra, composição, estrutura interna e suas feições superficiais. 
Os ramos da Geologia são inúmeros, entre os mais conhecidos 
temos: Geologia de Engenharia, Estratigrafia, Geodesia, Geo-
física, Geologia Ambiental, Geologia Estrutural, Geologia do 
Petróleo, Gemologia, Geomorfologia, Geoquímica, Geotectóni-
ca, Geotecnia, Mineralogia, Paleontologia, Pedologia, Petrologia, 
Sedimentologia, Geologia Econômica, Geologia Médica, Sismo-
logia, Vulcanologia, e Hidrogeologia como não poderia faltar.
A Terra se formou há 4,5 bilhões de anos atrás. Rochas de até 
4 bilhões de anos foram preservadas na sua crosta para permitir 
esses registros. As evidências mais antigas de vida datam de 3,5 
bilhões de anos atrás. O surgimento dos vegetais primitivos fez 
com que a composição da atmosfera mudasse, aumentando a con-
centração de oxigênio a partir de 2,5 bilhões de anos atrás. Há 600 
milhões de anos surgiram os animais, iniciando todo um processo 
evolutivo, seguido por períodos de extinções em massa e explo-
sões populacionais. Nossa espécie surgiu a aproximadamente 40 
mil anos atrás (Press et al., 2006). Os seres humanos têm uma pre-
sença muito recente na Terra comparado com sua idade geológica. 
A idade da Terra é dividida em éons, eras, períodos e épocas. Atu-
almente, vivemos no Éon Fanerozoico, Era Cenozóica, Período 
Quaternário e Época do Holoceno (Figura 9). Apesar disso, já há 
quem defenda a inclusão de mais uma época, o Antropoceno, que 
seria o período em que a atividade humana impactou significativa-
mente os ecossistemas do planeta Terra. Esse termo foi cunhado 
nos anos 80 pelo Prof. Dr. Eugene F. Stoermer, ecólogo e docente 
do curso de biologia da Escola de Recursos Naturais e Meio Am-
biente da Universidade de Michigan, e tornou-se popular pelos 
estudos em química atmosférica do ganhador do prêmio Nobel 
de química de 1995, Dr. Paul J. Crutzen.
Rodrigo Lilla Manzione
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Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
51
A Terra possui um núcleo interno sólido de ferro e níquel de 
diâmetro aproximado de 2.400 km, circundado por um núcleo 
externo líquido de ferro e níquel de aproximadamente 2.300 km. 
Estas duas camadas formam o sistema do geodínamo, responsá-
vel pelo campo magnético terrestre. Ao redor do núcleo existe 
um manto líquido de silicatos de aproximadamente 2.800 km. 
A zona mais externa do núcleo, menos rígida, é conhecida por 
astenosfera, onde ocorre a propagação de ondas sísmicas devido 
ao seu estado plástico. A zona mais interna do manto, a mesos-
fera é mais rígida devido à alta pressão. Acima do manto temos 
a crosta terrestre, ou litosfera, formada por silicatos rígidos com 
espessura variando de 5 a 40 km. A crosta terrestre é formada 
95% por rochas magmáticas e metamórficas, sendo mais espessa 
nos continentes e mais fina nos oceanos (Figura 10). 
Figura 10. Camadas geológicas da Terra (Corte do interior da Terra, 
do núcleo para a exosfera - não está à escala)
Crosta
Exosfera
Termosfera
Mesosfera
Estratosfera
Troposfera
em escala
fora de escala
Manto superior
Manto
Núcleo externo
Núcleo interno
Fonte: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Crosta-terrestre-corte-portugues.svg>. 
Rodrigo Lilla Manzione
52
A litosfera não é uma casca contínua. Ela é fragmentada em 
grandes doze placas (Figura 11). A partir dos movimentos de 
convecção, que ocorrem no manto líquido da Terra, as placas 
movem-se muito lentamente ao longo da superfície, por volta de 
alguns centímetros por ano. Esse fenômeno é também conheci-
do por deriva continental. A tectônica de placas explica que cada 
placa atua uma unidade rígida distinta, arrastando-se sobre a as-
tenosfera, que também está em movimento. O material quente 
que ascende do manto solidifica-se onde as placas da litosfera 
se separam, esfriando e tornando-se mais rígido à medida que 
se afasta desse limite divergente (Press et al., 2006). Com isso, 
a placa afunda na astenosfera, arrastando material de volta ao 
manto, nas bordas onde as placas convergem. Onde as placas se 
separam chamam-se zonas de rifte e onde elas se chocam zonas 
de subducção. Essas forças impondo compressão, tensão e cisa-
lhamento às rochas moldam a superfície terrestre. Esse sistema 
de placas tectônicas tem na litosfera a interface com o sistema 
do clima terrestre, composto pela biosfera, hidrosfera e atmos-
fera. O sistema do clima envolve grande troca de massas (como 
a água) e energia (como calor) entre a atmosfera e a hidrosfera, 
bem como interações com a litosfera, com a exalação de gases 
pelos vulcões e erosão (Press et al., 2006).
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
53
Figura 11. Mapa mostrando a distribuição da atividade tectónica 
(tectonismo e vulcanismo)
Fonte: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Plate_tectonics_map.gif>.
1. tipos de rochas
As rochas são aglomerados de um ou mais minerais, que po-
dem ser classificados quanto a sua gênese. As rochas podem ser 
magmáticas ou ígneas, sedimentares ou metamórficas. O tipo de 
rocha encontrado designa todo material geológico, que constitui 
o quadro físico de uma área ou região, daí seu estudo para enten-
der os processos de formação da Terra e sua evolução.
Entende-se por sedimento todo depósito não consolidado 
formado por partículas de minerais ou rochas, tais como cas-
calho, areia, silte, argila ou misturas de porções variadas. Estes 
depósitos refletem a rocha de origem, a maneira como as par-
tículas foram depositadas, a sua distância e os ambientes nos 
quais foram gerados e depositados e ocorrem formando dunas, 
aluviões, tilitos e outros depósitos superficiais. A rocha sedimen-
tar designa o depósito sedimentar consolidado, como arenitos, 
Rodrigo Lilla Manzione
54
siltitos e folhelhos. Já a rocha cristalina é uma rocha compacta 
de origem magmáticas e vulcânicas, tais como granitos, basaltos, 
diabásios, e metamórficas como gnaisses, quartzitos, micaxistos, 
mármores calcários e dolomitos, filitos.
1.1 Rochas magmáticas
São rochas formadas pelo resfriamento e consolidação do 
magma oriundo do manto. O magma que atinge a superfície é 
denominado lava. As rochas magmáticas também são denomi-
nadas rochas ígneas, efusivas,vulcânicas ou plutônicas, sendo 
rochas primárias. Este tipo de rocha pode ainda ser dividido em 
magmáticas extrusiva e magmáticas intrusivas.
As rochas magmáticas extrusivas são formadas a partir do 
derrame e consolidação do magma na superfície da Terra, va-
riando de alguns metros a quilômetros de extensão e de alguns 
centímetros a dezenas de metros de espessura. Um bom exem-
plo são os basaltos da Formação Serra Geral. Os derrames de 
basalto possuem três zonas distintas: os derrames de topo que 
tem estrutura vesículo-amigdaloidal, os derrames de núcleo que 
apresentam fraturamentos sub horizontais e os derrames de base 
com fraturamentos sub verticais ou colunares.
As rochas magmáticas intrusivas são rochas magmáticas con-
solidadas na subsuperfície da crosta que podem penetrar camadas 
de rochas pré-existentes ou fraturas devido à pressão na ascen-
são do magma. São denominadas rochas de encaixe. O magma 
alcalino que se consolida internamente em forma de diques, 
sills, necks, batólitos, entre outras estruturas, possuindo granula-
ção macroscópica denominados diabásios ou gabros. As rochas 
graníticas são um exemplo, formadas pela fusão total de rochas 
pré-existentes no interior da crosta. Os principais exemplos de 
rochas magmáticas são os basaltos (extrusiva alcalina), diabásios 
(intrusiva alcalina), gabros (intrusiva alcalina), granitos (intrusiva 
ácida), granodiorito (intrusiva ácida) e aplito (intrusiva ácida).
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
55
1.2 Rochas sedimentares
As rochas sedimentares são rochas formadas a partir do in-
temperismo, transporte, deposição, consolidação e cimentação 
(diagênese) de rochas pré-existentes. Os sedimentos podem ser 
clásticos ou detríticos (fragmentos de outras rochas), químicos 
ou orgânicos. Os processos aqui envolvidos podem ser o in-
temperismo (físicos e químicos), erosão (desagregação e des-
prendimento), transporte (água, ar, gravidade, gelo), deposição 
(gravidade ou precipitação), compactação (tensões de camadas 
superiores) e cimentação (ligação por um cimento natural). Um 
fator importante na estrutura de um sedimento é o transporte 
e a deposição, classificando-se como sedimentos eólicos (trans-
portados pelo vento), sedimentos fluviais (transporte por rios), 
sedimentos lacustres (fundos de lagos) e sedimentos coluviona-
res (depositados em baixadas).
1.3 Rochas metamórficas
As rochas metamórficas são rochas pré-existentes que so-
freram transformações devido à pressão e/ou temperaturas ele-
vadas no interior da crosta. Entre os tipos de metamorfismo, 
temos o metamorfismo de contato (termal), metamorfismo de 
pressão (cataclástico) e metamorfismo de temperatura e pressão 
(dinamotermal). As principais feições metamórficas envolvem 
foliação ou xistosidade. Estas estruturas são caracterizadas pelo 
achatamento e orientação dos minerais. O metamosrfismo ocor-
re sem a fusão total dos minerais, provocando somente a mo-
dificação da estrutura cristalina da rocha. As formações ígneas 
ou sedimentares podem ser alteradas em virtude de processos 
de compactação, pressão ou aquecimento, resultando em rochas 
metamórficas. O ciclo de formação das rochas e respectivos pro-
cessos podem ser vistos na Figura 12.
Rodrigo Lilla Manzione
56
Figura 12. Ciclo das rochas
Rochas
magmáticas
Sedimentos
Rochas
metamór�cas
Rochas
sedimentares
Magma
Diagênese
Cimentação
Compactação
Erosão e transporte
Sedimentação
Temperatura
e pressão
Fusão
Arrefecimento
Solidi�cação
Cristalização
Fonte: <http://www.geografiasocial.com/?p=970>.
As origens de algumas formações metamórficas são, por 
exemplo:
- Arenito Quartzo
- Folhelhos Argilosos Filitos e Micaxistos
- Granito Gnaisse
- Rochas Calcárias Mármore
A transformação de rochas ígneas em sedimentares envolve 
os processos de intemperismo, erosão, transporte, sedimentação 
e diagênese, assim como a transformação de rochas metamórfi-
cas em sedimentares. As rochas metamórficas podem ainda se 
fundir a rochas ígneas. Esses fenômenos são conhecidos por ci-
clo das rochas.
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
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2. origem das águas subterrâneas
A distribuição dos recursos hídricos no mundo se dá de for-
ma muito peculiar. As enormes massas de águas presentes na 
superfície e atmosfera do planeta correspondem a apenas 0,4% 
da água doce do mundo. As calotas polares e geleiras corres-
pondem a 68,7%, as águas subterrâneas a 30,1% e a permafrost 
(água congelada no solo) a 0,8% (Shiklomanov; Rodda, 2003). 
Nesse cálculo não estão presentes a água presente na atmosfera 
e na biosfera. Vale lembrar que essa é apenas a relativização das 
águas doce do planeta (Shiklomanov, 1998), que corresponde a 
2,5% (3,5 x 107 km3) do total da água do planeta, sendo os 97,5% 
restantes, águas salgadas (1,4 x109 km3). Do total desses 0,4% do 
volume da água no planeta, que corresponde à água superficial 
e atmosférica, Shiklomanov e Rodda (2003) apresentam os se-
guintes números: 67,4% seriam lagos de água doce, 8,5% seriam 
áreas húmidas como pântanos, brejos e banhados, 12,2% corres-
ponderiam à umidade do solo, 1,6% rios, 9,5% atmosfera e 0,8% 
referente à água contida em plantas e animais.
Na verdade, a mesma quantidade de água está presente na 
Terra atualmente, como no tempo em que os dinossauros habi-
tavam o planeta, há milhões de anos atrás. O ciclo hidrológico é 
um fenômeno fechado de recirculação de toda a água do planeta. 
Justamente pela Terra ter atmosfera, não ocorrem perdas de água 
para o espaço sideral e as entradas de água atualmente são insig-
nificantes. O clima é moderado pelos oceanos, que apresentam 
mais evaporação do que precipitação e pelas massas continen-
tais, onde ocorre precipitação do que evaporação. Entretanto, 
esse é o ciclo hidrológico em termos globais. Regionalmente, o 
ciclo hidrológico não é fechado. As quantidades de chuva princi-
palmente são variáveis no tempo e no espaço, tornando o ciclo 
aberto, em que parte da água retorna e parte da água é trazida de 
fora pela atmosfera, estando sujeita ao balanço hídrico, podendo 
Rodrigo Lilla Manzione
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haver déficits ou excedentes hídricos mensais, sazonais, anuais 
ou mesmo perdurando mais tempo.
A origem das águas na Terra é controversa. Alguns acredi-
tam somente em processos que ocorreram durante a formação 
da Terra e seus minerais constituintes, outros em origem extra-
terrestre com água vindo do espaço sideral na forma de cometas, 
enquanto outros acreditam em uma mistura de ambos os casos. 
Segundo Rebouças et al. (2006), as águas subterrâneas podem 
seguir as seguintes origens:
2.1 Meteórica 
Água da chuva que, em seu ciclo, evapora em parte, é absor-
vida pelas plantas, escoa como água superficial em riachos e rios 
e infiltra-se na terra abastecendo o lençol de água subterrânea.
2.2 Conata ou fóssil
Água retida nos poros e fissuras da rocha desde a sua forma-
ção sedimentar ou vulcano-sedimentar. A caracterização como 
água fóssil e o seu estudo químico e isotópico são muito impor-
tantes para definir aspectos geoquímicos primordiais do ambien-
te de transporte e de deposição dos sedimentos que contém a 
água. Estas águas são mais comuns em rochas sedimentares que 
formam aquíferos confinados.
2.3 Juvenil (ou água deutérica ou água magmática)
Água oriunda do magma e que se acredita esteja atingindo a 
superfície do planeta pela primeira vez, oriunda de regiões pro-
fundas, como o Manto médio e inferior. Na verdade, é muito di-
fícil afirmar categoricamente que esta água não tenha participado 
do ciclo hidrológico no passado. Sabemos hoje que, através do 
processo de tectônica de placas, muita água da litosfera é carre-
Águas Subterrâneas: Conceitos e Aplicações sob uma Visão Multidisciplinar
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gada para regiões profundas nas zonas de subducção. Esta água 
é levada na forma de água que preenche poros das rochas e sedi-
mentos ou na forma de água cristalina, isto é, água que faz parte 
do retículo