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Indaial – 2020 RecuRsos HídRicos Prof. Alexandre Schweitzer 1a Edição Copyright © UNIASSELVI 2020 Elaboração: Prof. Alexandre Schweitzer Revisão, Diagramação e Produção: Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri UNIASSELVI – Indaial. Impresso por: S413r Schweitzer, Alexandre Recursos hídricos. / Alexandre Schweitzer. – Indaial: UNIASSELVI, 2020. 237 p.; il. ISBN 978-65-5663-254-4 ISBN Digital 978-65-5663-251-3 1. Recursos hídricos - Desenvolvimento. - Brasil. II. Centro Universitário Leonardo da Vinci. CDD 551.48 ApResentAção A relação da sociedade com os recursos hídricos é tão próxima que pode passar despercebida por muitos indivíduos. A água é muito mais do que um recurso a nosso alcance, é parte integrante do nosso próprio ser. Somos organismos vivos, organizados em corpos que dependem de água para se manter, afinal, sabemos instintivamente da recomendação de sempre beber água. Apesar da constante necessidade de água que temos, muitos hábitos cotidianos que algumas pessoas possuem podem estar contribuindo para a diminuição da água disponível para o consumo. Com isso, o papel dos profissionais de educação e meio ambiente é fundamental para auxiliar os indivíduos a desenvolverem a percepção da importância da manutenção de um equilíbrio entre utilização e conservação dos recursos hídricos do Planeta. Assim, o livro didático da disciplina de Recursos Hídricos da UNIASSELVI apresenta, em seu conteúdo, um olhar interdisciplinar. A partir da perspectiva da geografia, que considera tanto as questões físicas quanto as questões humanas, os temas abordados neste livro irão acompanhar o principal elemento desta disciplina: a água. A Unidade 1 do livro apresenta primeiramente o aspecto mais elementar dos recursos hídricos, ou seja, a água como elemento químico, com as características e propriedades únicas que regem seu o comportamento. A estrutura molecular da água formada por átomos e seus elétrons resultam em aspectos próprios do elemento químico que são apresentados nessa primeira unidade. As características biológicas, químicas e físicas da água também são discutidas. Assim como as propriedades físicas de coesão, tensão superficial, propriedades térmicas, mudanças de estado físico da água, são abordadas logo na sequência. As características da água são conhecimentos importantes para levar o leitor ao melhor entendimento do tópico seguinte, que trata do ciclo hidrológico, que é o ciclo de renovação da água no Planeta. O ciclo hidrológico complementa a reflexão do tópico seguinte, que trata das águas do planeta terra, em que são apresentadas informações que destacam a diminuta porção de água doce disponível no Planeta. Ainda, descortina uma visão sobre o planeta Terra que permite analisar a perspectiva de hemisfério terrestre e hemisfério oceânico. A quantidade de água disponível no planeta ao longo da história geológica, desde o início até os atuais, reservatórios superficiais e subterrâneos, bem como as reservas de água na atmosfera, que incluem as nuvens – que são apresentadas finalizando a Unidade 1. A Unidade 2 inicia com o conceito de bacia hidrográfica, seguido por uma apresentação dos aspectos importantes na caracterização e delimitação das bacias hidrográficas e do uso e ocupação do solo. Os aspectos físicos da geomorfologia das bacias hidrográficas trazem elementos importantes da dinâmica da evolução das formas, bem como dos fluxos de chuva e a infiltração no solo. Em seguida a classificação da hierarquia fluvial é discutida apresentando as duas metodologias mais aceitas para essa ordenação dos cursos de água. A fisiografia fluvial é apresentada na unidade 2, oferecendo ao conteúdo conceitos importantes que compõe o entendimento da forma dos rios e do aspecto dos canais e dos tipos de drenagem. A distribuição mundial dos recursos é discutida na sequência e leva ao entendimento da escassez do recurso em muitas partes do Mundo, também destaca os grandes aquíferos e as grandes bacias hidrográficas dos cinco continentes, bem como a distribuição das geleiras ao redor do Planeta. Ainda, na unidade 2, são apresentadas as regiões hidrográficas do Brasil. O uso e conservação dos recursos hídricos é o tema da Unidade 3 deste livro. O uso da água é discutido, colocando em pauta os aspectos relacionados à água potável, saneamento básico e recreação e lazer, geração de energia elétrica e as hidrovias brasileiras, que são importantes vias de transporte. A poluição dos recursos hídricos é discutida iniciando pela apresentação do conceito e tipos de poluição. Em seguida, aborda-se o combate à poluição e o tratamento de esgotos. Os riscos à saúde por conta das doenças que podem ser transmitidas através da água são apresentados. Posteriormente, o último tópico do livro aborda o uso legal dos recursos hídricos, destaca a constituição federal, a lei das águas, apresenta a Agência Nacional de Águas e o Plano nacional de recursos hídricos, também descreve o enquadramento em classes dos corpos de água. Os aspectos legais sobre a outorga de uso, a cobrança do uso, e o estabelecimento do sistema de informações sobre recursos hídricos também são apresentados. Assim como as condições e padrões de lançamento de efluentes, uma breve apresentação dos comitês de bacia. Finalizando o livro o aproveitamento das águas pluviais ganha destaque e apresenta algumas ações exitosas de reaproveitamento das águas da chuva. Os conteúdos apresentados neste livro estão fundamentados nas bibliografias descritas nas referências bibliográficas. Todavia, é recomendado a todo acadêmico que busque ampliar o seu saber. Diante disso, vá além, construa a sua própria história, aproveite os seus estudos de nível superior para saber mais. Parabéns por estar aqui. Bons estudos! Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela um novo conhecimento. Com o objetivo de enriquecer seu conhecimento, construímos, além do livro que está em suas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela você terá contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complemen- tares, entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. Conte conosco, estaremos juntos nesta caminhada! LEMBRETE Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novi- dades em nosso material. Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagra- mação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo. Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilida- de de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assun- to em questão. Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa continuar seus estudos com um material de qualidade. Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de Desempenho de Estudantes – ENADE. Bons estudos! NOTA sumáRioUNIDADE 1 — A ÁGUA ....................................................................................................................... 1 TÓPICO 1 — O QUE É A ÁGUA? ....................................................................................................... 3 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 3 2 ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA ........................................................................................ 4 3 CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA ..................................................................................................... 7 3.1 CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS ................................................................................................ 8 3.2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS .................................................................................................... 10 3.3 CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DA ÁGUA ..................................................................... 11 4 PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA ......................................................................................... 11 4.1 COESÃO ........................................................................................................................................ 12 4.2 TENSÃO SUPERFICIAL .............................................................................................................. 12 4.3 ADESÃO ......................................................................................................................................... 13 5 PROPRIEDADES TÉRMICAS DA ÁGUA ................................................................................... 14 5.1 MUDANÇA DE FASE DA ÁGUA ............................................................................................. 14 5.2 DENSIDADE ................................................................................................................................. 15 5.3 VISCOSIDADE .............................................................................................................................. 16 6 PARÂMETROS DE ANÁLISE DA ÁGUA ................................................................................... 16 RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 21 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 22 TÓPICO 2 — CICLO HIDROLÓGICO ............................................................................................ 25 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 25 2 CICLO DA ÁGUA ............................................................................................................................. 25 3 PROCESSOS DO CICLO HIDROLÓGICO NA RENOVAÇÃO DA ÁGUA DO PLANETA ..................................................................................................................................... 28 4 PRINCIPAIS FORÇAS ATUANTES NO CICLO HIDROLÓGICO ........................................ 36 5 INFLUÊNCIA ANTRÓPICA NAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS: AS CONSEQUÊNCIAS PARA O CICLO HIDROLÓGICO ...................................................... 38 RESUMO DO TÓPICO 2..................................................................................................................... 40 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 42 TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA ......................................................................... 45 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 45 3 ÁGUA NO PLANETA TERRA ........................................................................................................ 48 4 O VOLUME DE ÁGUA NO PLANETA AO LONGO DO TEMPO GEOLÓGICO ................ 53 5 PROCESSOS ADIABÁTICOS, DIABÁTICOS E GRADIENTE ADIABÁTICO .................. 63 LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................ 67 RESUMO DO TÓPICO 3..................................................................................................................... 72 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 74 REFERÊNCIAS ...................................................................................................................................... 76 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS ....................................................... 79 TÓPICO 1 — BACIAS HIDROGRÁFICAS ..................................................................................... 81 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 81 2 CONCEITO DE BACIA HIDROGRÁFICA .................................................................................. 81 3 CARACTERIZAÇÃO DE UMA BACIA HIDROGRÁFICA ..................................................... 82 4 DELIMITAÇÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS ..................................................................... 83 5 CURVAS DE NÍVEL .......................................................................................................................... 85 6 USO E OCUPAÇÃO DO SOLO ...................................................................................................... 85 7 ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS ............................. 88 7.1 FLUXOS DE CHUVA: INFILTRAÇÃO NO SOLO E ESCOAMENTO ................................. 88 7.2 ORDEM DOS RIOS: HIERARQUIA FLUVIAL ........................................................................ 89 7.3 CANAIS: RETILÍNEOS, ANASTOMOSADOS, MEANDRANTES ...................................... 94 7.4 ZONA RIPÁRIA: ÁREA DE PROTEÇÃO AMBIENTAL ....................................................... 98 RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 99 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 101 TÓPICO 2 — DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS ........................... 103 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 103 2 RESERVAS DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS ............................................................................... 104 3 RESERVAS DE ÁGUAS SUPERFICIAIS ................................................................................... 109 3.1 BACIAS HIDROGRÁFICAS DA ÁSIA .................................................................................... 109 3.2 BACIAS HIDROGRÁFICAS DA OCEANIA .......................................................................... 111 3.3 BACIAS HIDROGRÁFICAS DA EUROPA ............................................................................. 112 3.4 BACIAS HIDROGRÁFICAS DA ÁFRICA .............................................................................. 114 3.5 BACIAS HIDROGRÁFICAS DAS AMÉRICAS ...................................................................... 115 4 DISTRIBUIÇÃO DAS GELEIRAS NO PLANETA TERRA .................................................... 119 RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 121 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 122 TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICASDO BRASIL....................................................... 125 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 125 2 DIFERENÇAS ENTRE BACIA HIDROGRÁFICA E REGIÃO HIDROGRÁFICA ............ 125 3 A HIDROGRAFIA BRASILEIRA ................................................................................................. 127 3.1 REGIÃO HIDROGRÁFICA TOCANTINS-ARAGUAIA ...................................................... 127 3.2 REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO NORDESTE OCIDENTAL .............................. 129 3.3 REGIÃO HIDROGRÁFICA PARNAÍBA ................................................................................ 131 3.4 REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO NORDESTE ORIENTAL .................................. 133 3.5 REGIÃO HIDROGRÁFICA SÃO FRANCISCO ..................................................................... 135 3.6 REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO LESTE ................................................................. 138 3.7 REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO SUDESTE ........................................................... 139 3.8 REGIÃO HIDROGRÁFICA PARANÁ ................................................................................... 141 3.9 REGIÃO HIDROGRÁFICA PARAGUAI ................................................................................ 143 3.10 REGIÃO HIDROGRÁFICA URUGUAI ................................................................................ 145 3.11 REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO SUL ................................................................... 146 3.12 REGIÃO HIDROGRÁFICA AMAZÔNICA ......................................................................... 148 4 A IMPORTÂNCIA DA AMAZÔNIA NA DISTRIBUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS NA AMÉRICA DO SUL ........................................................................................... 151 LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 154 RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 155 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 157 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 159 UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS ............................. 165 TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS ....................................................................... 167 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 167 2 ÁGUA POTÁVEL E SANEAMENTO BÁSICO E LAZER ....................................................... 168 2.1 POTABILIDADE ......................................................................................................................... 168 2.2 BALNEABILIDADE ................................................................................................................... 169 3 USOS FREQUENTES DA ÁGUA E ASPECTOS AMBIENTAIS RELACIONADOS ........... 169 3.1 ABASTECIMENTO HUMANO ................................................................................................ 169 3.2 CONSUMO INDUSTRIAL ........................................................................................................ 170 3.3 CONSUMO AGROPECUÁRIO ................................................................................................ 170 3.4 RECREAÇÃO .............................................................................................................................. 171 3.5 SANEAMENTO .......................................................................................................................... 172 4 A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA ........................ 172 4.1 ENERGIA HIDRELÉTRICA ...................................................................................................... 173 4.2 ENERGIA MAREMOTRIZ ........................................................................................................ 173 4.3 ENERGIA ONDOMOTRIZ ....................................................................................................... 174 4.4 ENERGIA NUCLEAR ................................................................................................................ 174 4.5 TRANSPORTE: AS HIDROVIAS BRASILEIRAS ................................................................... 176 4.6 HIDROVIA DO SOLIMÕES AMAZONAS............................................................................. 176 4.7 HIDROVIA DO MADEIRA ....................................................................................................... 177 4.8 HIDROVIA DO MERCOSUL .................................................................................................... 178 4.9 HIDROVIA DO PARAGUAI ..................................................................................................... 179 4.10 HIDROVIA DO PARNAÍBA ................................................................................................... 180 4.11 HIDROVIA DO SÃO FRANCISCO ....................................................................................... 181 4.12 HIDROVIA DO TAPAJÓS/TELES PIRES .............................................................................. 182 4.13 HIDROVIA PARANÁ TIETÊ .................................................................................................. 183 4.14 HIDROVIA TOCANTINS-ARAGUAIA ............................................................................... 184 RESUMO DO TÓPICO 1................................................................................................................... 186 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 188 TÓPICO 2 — POLUIÇÃO DOS RECURSOS NATURAIS ......................................................... 189 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 189 2 O QUE É POLUIÇÃO? .................................................................................................................... 190 3 TIPOS DE POLUIÇÃO ................................................................................................................... 190 3.1 POLUIÇÃO NATURAL ............................................................................................................. 191 3.2 POLUIÇÃO INDUSTRIAL ........................................................................................................ 191 3.3 POLUIÇÃO URBANA ............................................................................................................... 192 3.4 POLUIÇÃO AGRÍCOLA ........................................................................................................... 193 3.5 COMO EVITAR A POLUIÇÃO ................................................................................................ 195 3.6 TRATAMENTO DE ESGOTOS ................................................................................................. 196 3.7 TRATAMENTO ESGOTO RURAL ........................................................................................... 196 4 REDE COLETORA DE ESGOTOS URBANOS ......................................................................... 197 4.1 CHUVA ÁCIDA E A POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA .............................................................. 198 5 RISCOS À SAÚDE – DOENÇAS TRANSMITIDAS ATRAVÉS DA ÁGUA ....................... 198 5.1 DOENÇAS E A ÁGUA NO CORPO HUMANO ................................................................... 199 RESUMO DO TÓPICO 2...................................................................................................................201 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 202 TÓPICO 3 — USO LEGAL DOS RECURSOS HÍDRICOS ........................................................ 203 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 203 2 CONSTITUIÇÃO FEDERAL ......................................................................................................... 203 2.1 CONAMA .................................................................................................................................... 205 2.2 LEI DAS ÁGUAS – n° 9.433/1997 ............................................................................................. 206 2.3 A AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS (ANA) ...................................................................... 207 3 PLANO DE RECURSOS HÍDRICOS........................................................................................... 209 3.1 ENQUADRAMENTO DOS CORPOS DE ÁGUA .................................................................. 209 4 OUTORGA DE USO ....................................................................................................................... 215 5 COBRANÇA DO USO .................................................................................................................... 216 6 SISTEMA DE INFORMAÇÕES SOBRE RECURSOS HÍDRICOS ....................................... 217 6.1 CONDIÇÕES E PADRÕES DE LANÇAMENTO DE EFLUENTES .................................... 217 6.2 CLASSIFICAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS ................................................................ 218 6.3 COMITÊS DE BACIA ................................................................................................................. 218 6.4 COMPOSIÇÃO DE UM COMITÊ DE BACIA ........................................................................ 218 6.5 APROVEITAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS ....................................................................... 219 6.6 CISTERNAS NO SERTÃO ......................................................................................................... 220 6.7 CAPTAÇÃO RESIDENCIAL PARA USOS NÃO NOBRES ................................................. 221 LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 222 RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 227 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 229 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 231 1 UNIDADE 1 — A ÁGUA OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de: • compreender a estrutura molecular da água; • relacionar a estrutura molecular da água com as características físicas e químicas; • relacionar as etapas do ciclo hidrológico com as características da água; • classificar os cursos d’água superficiais; • descrever os diferentes reservatórios de água do Planeta. Esta unidade está dividida em três tópicos. No decorrer da unidade, você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado. TÓPICO 1 – A ÁGUA TÓPICO 2 – CICLO HIDROLÓGICO TÓPICO 3 – AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA 2 3 TÓPICO 1 — UNIDADE 1 O QUE É A ÁGUA? 1 INTRODUÇÃO Iniciaremos a leitura realizando uma reflexão sobre a água. O que vem a sua mente quando ouve a palavra água? Lembra um copo com água fresca para beber? Ou um corpo doente por desidratação? Talvez pense em um rio com águas cristalinas; ou poluídas. Vem a sua mente o racionamento por conta da seca? Ou o temor de uma enxurrada? São muitos os aspectos que envolvem a água como elemento, mas também como recurso hídrico, o recurso natural que nos estrutura como seres vivos. Pois bem, podemos refletir a água de diversas maneiras, com diferentes focos de interesse, pois a água é uma substância que está sempre presente em nossas vidas e, uma coisa é certa: sem água não existiria vida. Já que a vida orgânica na forma que conhecemos “[...] provavelmente, originou-se na água há mais de três bilhões de anos e todas as células vivas ainda dependem dela para existir” (MORAN et al., 2013, p. 29). A reflexão sobre a água pode ser levada muito além, como faz com maestria Petri ao refletir as pesquisas que envolvem o tema água: A consciência de que a água constitui o bem mais precioso para a nossa sobrevivência de que sua falta conduz à morte em tempo mais curto do que a falta de alimento, de que o progresso tecnológico contribui para o prolongamento da expectativa de vida que, somado à explosão populacional, passa a exigir um consumo cada vez maior desse líquido e de que a estabilidade do ciclo hidrológico se apoia em tênue equilíbrio das relações entre diversos fatores ambientais conduziu os pesquisadores à intensificação das investigações sobre esta preciosa substância (2006 apud SUGUIO, 2006, p. 9). A água é um composto único na natureza. Ela apresenta-se no Planeta Terra proporcionando o desenvolvimento da vida por conta do comportamento que esse elemento apresenta, justamente na faixa de amplitude térmica que ocorre no planeta. Trata-se de limites muito restritos na temperatura, que permitem que a água se apresente no planeta dessa maneira, permitindo ao elemento estabelecer as interações nos três estados físicos da matéria. Muitos aspectos podem ser abordados quando o tema central é a água, podemos relacionar a água em nosso cotidiano com aspectos de manutenção da saúde, com os diferentes tipos de florestas, com problemas urbanos, conflitos entre países, ou seja, a água é fundamental para a vida dos indivíduos, das sociedades e para manutenção dos ecossistemas. UNIDADE 1 — A ÁGUA 4 Todavia, afinal, o que podemos afirmar sobre a água? Para contribuir com as suas reflexões, nas próximas páginas o conteúdo apresentado visa oportunizar o entendimento de alguns aspectos importantes da água e suas particularidades. O texto é moldado com um apanhado de conhecimentos sobre a água, como um elemento que atua tanto em processos de modelagem da superfície terrestre, quanto possibilitando a existência da vida no planeta Terra. Como veremos a seguir a água apresenta uma estrutura simples, mas bastante particular. 2 ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA O conhecimento básico de química e física do ensino médio é importante para o melhor entendimento do contexto desse tópico. Ao mesmo tempo, todos sabemos que é muito difícil lembrar-se de todos os conteúdos que já aprendemos ao longo da vida de estudante. Assim, talvez uma revisão nos conceitos de química e física que aparecem nesse texto seja um bom auxílio para o melhor entendimento do assunto. Uma vez que os processos naturais que envolvem a água abrangem desde a base para a vida no planeta, até o desgaste de rochas no modelado da superfície da Terra, são regidos por entre outros os aspectos com relação às características específicas da água. Toda matéria é constituída por moléculas ligadas entre si, que são resultado da ligação que ocorre entre átomos. Todo átomo é formado por prótons, elétrons e neutros. A estrutura de um átomo é resultante da força de energia potencial. Essa energia potencial cria nos prótons carga positiva, nos nêutrons carga neutra e nos elétrons carga negativa. Essa é a configuração básica de toda matéria, quando a matéria é sólida as ligações são mais fixas, quando a matéria é líquida ou gasosa essas ligações são mais instáveis (FROEHLICH, 2011).No caso da água, os prótons do oxigênio têm carga elétrica positiva suficiente para atrair os elétrons do átomo de Hidrogênio, que são negativos, estabelecendo ligações suficientes para estabilizar a molécula de água por conta da estrutura molecular que é formada. Muitos já ouviram que “A água pura é um líquido incolor, inodoro, insípido...” (RICHTER; NETTO, 1991, p. 24), ou seja, é um líquido sem cor, sem cheiro e sem sabor. Todavia, dificilmente será possível encontrar água pura na natureza, pois é esperado que sempre exista alguma partícula ou elemento químico na água, mesmo em uma gota de chuva podemos encontrar outros elementos dissolvidos, pois como veremos mais adiante, por conta da eletronegatividade da própria molécula de água, atrai e se liga a outras moléculas e átomos, com isso é denominada de solvente universal. Assim, nunca é encontrada em estado de absoluta pureza na natureza. NOTA TÓPICO 1 — O QUE É A ÁGUA? 5 Uma vez que os átomos se unem através de ligações e formam as estruturas moleculares, as características e propriedades da estrutura formada estão determinadas. Assim é possível compreender que é a estrutura molecular que determina as características e propriedades, tanto eletrônicas quanto moleculares da água. A estrutura molecular da água é composta pela ligação de três átomos, são dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, é a conhecida H2O. A molécula de água (Figura 1) se forma quando átomos de Hidrogênio e Oxigênio estabelecem o compartilhamento de seus elétrons formando uma dupla ligação covalente polar, que liga os átomos na molécula de água (MAIA, 2007; MORAN et al., 2013). A ligação entre o átomo de Oxigênio com os dois átomos de Hidrogênio (Figura 2) resulta na molécula polar, ou seja, com polos positivo e negativo (MAIA, 2007). FIGURA 1 – MODELO DE REPRESENTAÇÃO ESPACIAL DA ESTRUTURA DA MOLÉCULA DE ÁGUA FONTE: Adaptada de Moran et al. (2013, p. 30) Pensando no comportamento eletrônico da molécula de água, é preciso ter em mente que os prótons no núcleo do átomo de Oxigênio têm o número atômico e de massa maior do que o Hidrogênio. Assim os prótons do Oxigênio atraem com mais força os elétrons do Hidrogênio do que o próprio e único próton que cada átomo de Hidrogênio possui. Assim, entendemos que Oxigênio é mais eletronegativo do que o Hidrogênio e por conta disso ocorre uma distribuição desigual da carga elétrica nas ligações da molécula de água, assim o oxigênio fica com carga parcial negativa e o hidrogênio com carga parcial positiva, é o que se chama de dipolo, ou ligação polar (MORAN et al., 2013). Mais especificamente, a polaridade da molécula de água ocorre, pois, o átomo do Oxigênio (O2) é tetravalente, ou seja, possui quatro pares de elétrons. O átomo de oxigênio compartilha dois pares elétrons com dois átomos de Hidrogênio, sendo um par em cada átomo. Esse compartilhamento é o suficiente para estabilizar a molécula de água e ainda ficam disponíveis dois pares de elétrons na molécula para que ocorram outras ligações. Os elétrons são negativos e na molécula de água, o oxigênio compartilha um par de elétrons com os dois hidrogênios, dessa forma sobram elétrons na molécula. Esses elétrons que não se envolvem na ligação, deixam a molécula de água com eletronegatividade. É UNIDADE 1 — A ÁGUA 6 através da eletronegatividade da molécula que é regulado o compartilhamento de elétrons para as ligações químicas (AZEVEDO; FRESQUI; TRSIC, 2014). O que estabelece no composto químico H2O características que somente a água tem. Na molécula de água representada na Figura 2 é possível observar os quatro pares de elétrons do oxigênio, sendo que dois desses pares estão ocupados no compartilhamento com o Hidrogênio e os outros dois pares de elétrons, determinando a eletronegatividade da molécula. Lembre-se: os elétrons são negativos. O compartilhamento de elétrons entre dois átomos de Hidrogênio e um átomo de Oxigênio estabiliza a molécula de água, onde cada átomo de Hidrogênio compartilha um elétron, e assim dois átomos de Hidrogênio compartilham o par de elétrons com o Oxigênio (AZEVEDO; FRESQUI; TRSIC, 2014). Com relação aos aspectos moleculares da água a geometria tetraédrica com quatro pares de elétrons tem um comportamento bastante específico, pois, na molécula de água, a estrutura em forma de V resultante do arranjo dos átomos que estabelecerem um ângulo de 104,5° entre as ligações (MORAN et al., 2013). Isso se dá, pois, o oxigênio compartilha um par de elétrons, porém como destacam Azevedo, Fresqui e Trsic (2014, p. 22) “[...] irão dar à água não uma geometria linear, mas, sim, distorcida, na qual os elétrons irão “empurrar” os hidrogênios de forma a aumentar a distância entre si e minimizar a energia de repulsão entre eles”. Perceba, ainda, na Figura 2, a geometria da molécula de água, onde o oxigênio que é tetravalente, compartilha dois pares de elétrons com dois átomos de hidrogênio, o que estabiliza a molécula de água, mas continuam disponíveis dois pares de elétrons que podem estabelecer outras ligações. É o que explica a eletronegatividade da molécula de água e justifica a denominação de molécula polar. FIGURA 2 – ÂNGULO E ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA FONTE: Adaptada de Moran et al. (2013, p. 30) A molécula de água mantém as ligações químicas através da força de ligação do hidrogênio, que são as pontes de ligação do hidrogênio, ou pontes de hidrogênio. A força de ligação do hidrogênio que ocorre entre as moléculas de água é muito fraca se for comparada com uma ligação molecular forte, ao mesmo tempo em relação ao que pode ser considerada uma ligação molecular fraca, a molécula de água apresenta ligações relativamente fortes (AZEVEDO; FRESQUI; TRSIC, 2014). TÓPICO 1 — O QUE É A ÁGUA? 7 É importante ter em mente que as moléculas de água não permanecem es- táveis por muito tempo, porém a força de ligação do hidrogênio permite que, logo após a molécula se desestabilizar separando seus átomos, estes átomos separados busquem imediatamente novos átomos na substância para formar ligações nova- mente, reestabelecendo assim o compartilhamento de elétrons estruturando molé- culas de água. Dessa forma, em uma massa líquida, moléculas de água estão cons- tantemente se desfazendo e se formando novamente em seguida, por isso a água no estado líquido possui um alto calor específico (AZEVEDO; FRESQUI; TRSIC, 2014). Sendo que as moléculas de água estão unidas entre si através das pontes de hidrogênio, como destacado por Suguio (2006, p. 21): [...] o átomo de hidrogênio (H) da molécula da água (H2O) está ligado, de fato, a dois átomos de oxigênio (O), de tal modo que pode ser representado por O-H... O. O oxigênio do O-H, com esse hidrogênio (H), representa o oxigênio (O) de uma molécula de água e... O está ligada a uma outra molécula. No interior de cada molécula de água, o hidrogênio (H) e o oxigênio (O) acham-se fortemente ligados. Ao mesmo tempo, o hidrogênio (H) está também unido ao oxigênio da molécula vizinha. Essa força é chamada de ligação por pontes de hidrogênio. Assim entendemos que as moléculas de água estão constantemente se fazendo e desfazendo, pois a força de ligação dos átomos que a compõe ao mesmo tempo que são fracas, também são fortes o suficiente para que estas ligações sejam refeitas constantemente. E essas ligações são denominadas pontes de hidrogênio e unem as moléculas de água entre si. 3 CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA Já sabemos que é a partir da estrutura molecular que as características da água se configuram, sejam as características químicas, físicas, ou até mesmo as características biológicas. Algumas dessas características da água podem ser percebidas ao utilizar a água de forma cotidiana. A água possui características próprias muito particulares, em especial por conta das ligações de hidrogênio, conforme destacaram Azevedo, Fresqui e Trsic (2014, p. 35): Em razão das ligações de hidrogênio, a água comporta-se como uma substânciacom peso molecular cinco vezes maior do que realmente é, porque a interação faz com que as moléculas de água fiquem mais próximas umas das outras, aumentando a coesão entre elas. Também se não fosse pelas ligações de hidrogênio, os pontos de fusão e ebulição da água seriam muito diferentes [...] outra propriedade interessante é a capacidade calorífica da água [...] o que lhe permite adquirir ou perder grande quantidade de energia para mudar de estado físico. Cinco vezes maior, é algo surpreendente, pois afeta diretamente a inteiração da água com outras moléculas e atribui as características e propriedades da água, que são temas abordados a seguir. O entendimento sobre a água é importante para perceber o papel da água não só no ciclo hidrológico, ou no ciclo da vida, mas também em demais sistemas existentes no planeta Terra, como no ciclo das UNIDADE 1 — A ÁGUA 8 rochas, participando dos processos de intemperismo e erosão, ou ainda atuando na formatação da geomorfologia dos terrenos, ou mesmo no entendimento de questões sociais tanto com relação à escassez quanto no aspecto de chuvas excessivas, ou ainda no saneamento básico, na produção de alimentos, entre tantos outros aspectos que envolvem a água. 3.1 CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS Dentre as características químicas da água, a denominação de (solvente universal) merece grande destaque, pois reflete a capacidade que a molécula de água tem de dissolver outras moléculas. Todavia, não é qualquer molécula que pode ser dissolvida em água. Para que a água possa dissolver uma molécula qualquer, seja orgânica ou inorgânica, esta deve obrigatoriamente ser uma molécula polar. Então em caso de moléculas apolares, como as gorduras, a dissolução não se dá de forma simples. Isso ocorre, pois, as moléculas de água possuem a capacidade de, através das ligações dos hidrogênios, que são as pontes de hidrogênio, formando os hidratos ou clatratos cristalinos, agrupando moléculas de água em volta de moléculas polares. A formação dos hidratos pode ser percebida quando se observa água e óleo em um mesmo recipiente, o que se vê é que estes não se misturam, justamente por conta do envolvimento das moléculas de água em torno das moléculas apolares do óleo (SPIRO; STIGLIANI; 2009). A eletronegatividade se explica por conta da molécula de água ficar estável ao estabelecer a dupla ligação covalente com o núcleo do oxigênio, que é positivo e por conta de seu grande tamanho consegue atrair elétrons de outras moléculas como os do hidrogênio, que ao compartilhar um par de elétrons estabiliza a molécula de água deixando elétrons ainda livres e, como estes ainda possuem carga elétrica negativa, podem atrair outros elementos ou molécula e, com isso, a água consegue atrair e se ligar a outras moléculas, formando diversos compostos. Essa característica da água de formar hidratos em volta de moléculas apolares é bastante importante. Quando tomamos a perspectiva do aquecimento global, temos o caso das moléculas de metano, que é um dos gases responsáveis pelo efeito estufa do planeta, que na forma de hidrato do metano estão fora da atmosfera, mas com a elevação da temperatura dos oceanos podem rapidamente passar para a atmosfera, ampliando ainda mais o efeito estufa. Água leve, água pesada e água dura ou prótio (¹H), deutério (²H) e trítio (³H), independente da forma de denominação dos três diferentes tipos de isótopos naturais de hidrogênio são relacionados ao peso atômico dos hidrogênios envolvidos na constituição da molécula de água. É como a água pode ser diferenciada entre si com relação ao peso atómico das moléculas, que compõe a substância. Isso se dá, pois o átomo de hidrogênio pode se apresentar naturalmente com três diferentes isótopos, que correspondem ao peso molar. Os valores de massa molar do hidrogênio determinam a denominação da molécula de água em prótio, deutério ou trítio (SUGUIO, 2006). TÓPICO 1 — O QUE É A ÁGUA? 9 Prótio é o isótopo de hidrogênio mais abundante, é uma molécula estável que apresenta apenas um próton e um elétron e tem massa molar igual a 1. Deutério, é outro isótopo estável de hidrogênio, com massa molar igual a dois, apresenta-se por um próton, um elétron e um nêutron. Trítio é o isótopo radioativo do hidrogênio, emite radiação beta, é composto por um próton, um elétron e dois nêutrons apresenta massa molar igual a três. Os isótopos de hidrogênio são naturalmente alterados durante as trocas de fase do ciclo hidrológico (SUGUIO, 2006). FIGURA 3 – ILUSTRAÇÃO DOS ISÓTOPOS DE HIDROGÊNIO, PRÓTIO COM UM ELÉTRON E UM PRÓTON, DEUTÉRIO COM UM ELÉTRON, UM PRÓTON E UM NEUTRON E O TRÍTIO COM UM ELÉTRON, UM PRÓTON E DOIS NEUTRONS FONTE: O autor Água pode ser analisada com relação a sua dureza, que é um aspecto químico determinado através da verificação da presença de íons metálicos na água para determinar a dureza do cálcio (Ca++) e do magnésio (Mg++) e em menor quantidade íons ferrosos (Fe++) e estrôncio (S++). O principal aspecto que leva ao monitoramento da dureza da água é o fato de águas duras não produzem espuma de sabão e criam incrustações em tubulações de água quente, o que em algumas indústrias pode ser um grande problema (RITCHER; NETTO, 1991), águas pesadas podem ter sabor salobra, o que prejudica o sabor para o consumo. O sabor salgado é característico da água oceânica, a salinidade é o parâmetro que indica a concentração de sólidos dissolvidos na água. O Mar Morto, localizado no deserto de Israel, tem em suas águas tamanha concentração de sais que são denominadas como hipersalinas. A concentração de sais segue aumentando conforme o Mar Morto continua evaporando, uma vez que as descargas de água que chegam ao mar morto trazem sais dissolvidos e conforme ocorre a evaporação da água, a concentração de sólidos se eleva (SUGUIO, 2006). UNIDADE 1 — A ÁGUA 10 A quantidade de sais dissolvidos na água determina também a condutividade elétrica, quanto mais sais na água maior será a condutividade (RITCHER; NETTO, 1991). 3.2 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Uma característica física da água que a difere da maioria das substâncias é o seu comportamento anômalo. A água em estado sólido é menos densa do que no estado líquido. Isso se dá justamente pelo arranjo das moléculas ao se solidificarem formando cristais de água. Apesar de que o princípio geral da matéria faz a relação de que quanto menor a temperatura menor o volume, na água esse comportamento da matéria só é verdadeiro até os 4 °C (quatro graus centígrados). Aos 4 °C a água atinge a densidade máxima, abaixo dessa temperatura a água passa a se expandir por conta da formação de mais pontes de hidrogênio entre as moléculas, que vão se ligando mais fortemente umas às outras até atingir -29 °C, quando o aumento do volume atinge cerca de 9%. Essa expansão diminui a possibilidade de movimento dessas moléculas que se cristalizam quando a temperatura atinge 0 °C formando estruturas hexagonais, ou seja, estruturas com seis lados. Esse comportamento anômalo da água é muito interessante, pois ao mesmo tempo que apresentam a singularidade de que todo cristal de gelo ser diferente um do outro também apresenta a determinismo do princípio físico pois todos os cristais apresentam seis lados (CHRISTOPHERSON, 2012). Ao se arranjarem para a solidificação as moléculas de água passam a formar mais e mais pontes de hidrogênio e, assim, assumem a forma de cristais, ocupando um espaço maior. A densidade do gelo puro é menor do que a da água líquida. Essa diferença na densidade da água líquida para o gelo garante que o gelo flutue. Sem essa característica a água doce do Planeta estaria presa em grandes blocos de gelo no fundo dos oceanos (CHRISTOPHERSON, 2012). Assim fica entendido que o volume da água aumenta no momento da mudança de fase, quando a massa líquida se solidifica formando cristais que, devido ao arranjo hexagonal, fica com menor densidade. Isso confere à água uma característica única, pois primeiro ocorrea solidificação na superfície das massas de água, mantendo a água em estado líquido nas maiores profundidades, permitindo assim que animais possam sobreviver em lagos congelados, uma vez que apenas a superfície do lado estará congelada. TÓPICO 1 — O QUE É A ÁGUA? 11 A cor da água é importante ser analisada. Considerando que a água pura é incolor, a cor é um parâmetro que indica substâncias dissolvidas na água (RICHTER; NETTO, 1991). Em geral, a coloração é proveniente da matéria orgânica, dos metais e ainda por resíduos industriais presentes, o aspecto visual da água não determina se é ou não imprópria para o consumo, mas está bem relacionado, assim cor na água potável não é desejável (BRASIL, 2006). 3.3 CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DA ÁGUA As características biológicas da água indicam a presença ou ausência de organismos patogênicos na água como bactérias, vírus e protozoários, ou ainda algas que geram sabor e odor desagradáveis na água além de causar danos na estrutura de tratamento da água. Para examinar as características biológicas da água são realizadas análises bacteriológicas e hidrobiológicas, que englobam a contagem do número total de bactérias por centímetro cúbico, todavia uma contagem alta de bactérias não significa que há poluição, pois pode haver variações bruscas nesse parâmetro. Em geral, águas com baixos índices de poluição apresentam também baixa contagem de bactérias, porém na razão inversa o resultado não é propriamente indicador de contaminação, mas sim um parâmetro a ser considerado em conjunto com a pesquisa de bactérias coliformes, que são bactérias provenientes de intestinos de animais superiores. A pesquisa de bactérias coliformes indica a eficiência do sistema de tratamento (RICHTER; NETTO, 1991). 4 PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA As propriedades físicas da água estabelecem os limites do comportamento da matéria água, que se apresenta de forma muito particular. Com suas características e propriedades físicas, a água se mostra uma substância única. A Densidade (d) de uma substância é o resultado da divisão da massa (m) pelo volume (V), ou seja, d=m/V. De modo geral, sólidos são mais densos do que líquidos e líquidos são mais densos do que gases, ainda de modo geral quando a temperatura diminui o volume diminui e a densidade aumenta. No caso específico da água o menor volume ocorre aos 4 °C e quando atinge 0 °C as moléculas se organizaram de tal maneira que o volume aumentou por conta do arranjo molecular ocasionado pela mudança de fase, quando a água líquida passa para a fase sólida. NOTA UNIDADE 1 — A ÁGUA 12 4.1 COESÃO A coesão é a propriedade que une as moléculas entre si, criando a resistência contra a separação através das ligações de hidrogênio. Essas ligações são as pontes de hidrogênio que levam as moléculas de água a interagem entre si, aproximando as moléculas umas das outras aumentando assim a união entre as moléculas (AZEVEDO; FRESQUI; TRSIC, 2014). Podemos perceber a força de coesão atuando quando derramamos água em uma superfície inclinada, ao observar tal ação é possível verificar que a água não se espalha completamente e tende a permanecer unida. Também é possível perceber essa força que une as moléculas de água quando estamos nos movendo dentro da água, sentimos certa resistência aos movimentos na água, mas aplicando alguma força podemos usar essa resistência para nadar, por exemplo. 4.2 TENSÃO SUPERFICIAL Na superfície da água a coesão entre as moléculas é explicada como tensão superficial, é o fenômeno que permite por exemplo que pequenos animais caminhem suavemente sobre a lâmina de água. No limite entre o ar e a última camada do líquido um arranjo diferenciado das moléculas do líquido se configuram de forma diferenciada é a tensão superficial. As moléculas se atraem umas pelas outras de moléculas de água se forma a tensão superficial, que é um fenômeno coesivo e ocorre pelo fato de as moléculas de água nessa interface se atraírem umas pelas outras e, assim, tanto as moléculas de água que estão ao lado como as que estão abaixo no líquido exercem força de atração nas moléculas da última camada (Figura 4). O que cria a tendência dessas últimas moléculas de penetrem no líquido, porém esbarram na resistência da massa líquida o que faz com que essas moléculas fiquem mais próximas entre si, mais coesas, na interface ar-água. Com as moléculas mais coesas essa última camada da água na superfície líquida tem um comportamento como o de uma película elástica. A tensão superficial é criada pelas pontes de hidrogênio que une as moléculas de água de forma suficientemente forte a ponto de permitir por exemplo que mosquitos pousem na superfície da água sem afundar, pois não rompem as pontes de hidrogênio da superfície (CHRISTOPHERSON, 2012). A tensão superficial da água é a maior dentre todos os líquidos, é a propriedade que atua em diversos fatores de controle fisiológico nos organismos vivos, mas também implica a formação de gotas e nas inteirações na superfície da água (TORRES, 2014). Devido a essa compressão das moléculas da última camada que confere uma resistência que permite inclusive que alguns animais possam caminhar sobre a superfície da água, como por exemplo a famosa imagem do mosquito da dengue pousado na superfície da água. TÓPICO 1 — O QUE É A ÁGUA? 13 FIGURA 4 – COMPORTAMENTO DAS MOLÉCULAS DE ÁGUA CRIANDO A TENSÃO SUPERFICIAL FONTE: Adaptada de <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc16/v16_A02.pdf>. Acesso em 28 out. 2020. 4.3 ADESÃO A adesão é resultante da polaridade da molécula de água, pode ser entendida como a força de atração entre moléculas de diferentes tipos através da carga elétrica das moléculas. Assim, a adesão permite que a água possa subir através da capilaridade, por exemplo, as moléculas de água ao interagir com moléculas de uma parede de tijolos a água, no caso, a umidade sobe pela parede, ou em outros exemplos como em um tubo de vidro de laboratório de análises ou em uma mangueira de nível utilizada por pedreiros na construção de casas, onde no contato da água com a parede do tubo ou mangueira as moléculas de água são atraídas pelas moléculas da parede do tubo, fazendo a água junto às paredes ficar um pouco acima devido à ação da capilaridade. Essa forma influenciada pela capilaridade é denominada de menisco (Figura 5). FIGURA 5 – CAPILARIDADE DA ÁGUA NO INTERIOR DE UM TUBO, A) ÁGUA, B) MENISCO FONTE: Adaptada de <https://bit.ly/37EWRxg>. Acesso em: 30 out. 2020. UNIDADE 1 — A ÁGUA 14 5 PROPRIEDADES TÉRMICAS DA ÁGUA A transformação da água de um estado físico para outro depende da quantidade de energia térmica liberada ou absorvida, ou seja, das mudanças de temperatura. Essa quantidade de energia deve ser capaz de afetar as pontes de hidrogênio e, como já apresentado, são estas que estabelecem as ligações entre as moléculas de água. Os processos atmosféricos estão diretamente relacionados com essas trocas de calor envolvidos nas mudanças de fase da água, tanto que, cerca de 30% (trinta por cento) da energia que movimenta os processos na circulação atmosféricos do planeta são provenientes dessas trocas de calor envolvidas na mudança do estado físico da água (CHRISTOPHENRSON, 2012). 5.1 MUDANÇA DE FASE DA ÁGUA A mudança de fase é a mudança do estado físico de uma substância. Existem três diferentes estados físicos, sólido, líquido e gasoso (AZEVEDO; FRESQUI; TRSIC, 2014). A água em estado líquido quando está a uma atmosfera, ou seja, no nível do mar, funde-se, tornando-se sólida quando a temperatura fica em 0 ºC (zero graus Centigrados) ou abaixo disso (AZEVEDO; FRESQUI; TRSIC, 2014). Para que a água líquida passe para a fase gasosa isso, pode ocorrer por evaporação ou por ebulição. A evaporação é uma mudança de fase lenta sem agitação ou formação de bolhas, já a ebulição ocorre de forma bem mais agitada com formação de bolhas. Ao nível do mar a temperatura de ebulição da água é de 100 ºC (cem graus Centígrados),em locais com maiores altitudes, onde a pressão atmosférica é menor, a temperatura de ebulição da água também será menor. É importante ter em mente que as mudanças de fase da água são resultantes das condições ambientais impostas ao elemento, devemos entender como condições ambientais temperatura e pressão. A pressão é alterada naturalmente pela altitude, quanto maior a altitude menor será a pressão atmosférica, pois haverá uma coluna menor de ar exercendo tal pressão. Dessa maneira, em elevadas altitudes, onde a pressão é menor, as temperaturas de fusão e ebulição são menores, por outro lado quando ocorre um aumento de pressão a temperatura de ebulição será maior (AZEVEDO; FRESQUI; TRSIC, 2014). Existe um ponto triplo, que remete ao estudo do diagrama de fases, que indica um ponto a determinada pressão e temperatura onde se encontram condições muito próximas para que o elemento assuma a fase líquida, sólida ou gasosa, podendo até mesmo existirem em pleno equilíbrio (AZEVEDO; FRESQUI; TRSIC, 2014). Os processos da mudança de fase recebem denominações que indicam as fases da mudança (Figura 6). A sublimação é a denominação do processo de mudança de fase que leva um sólido a passar para vapor sem derreter. Vamos relacionar com a água: assim exemplificando, é a mudança de gelo para vapor, ou o inverso de vapor para gelo. Essa mudança direta do vapor para gelo também pode ser chamada de deposição quando forma geada. A geada é o congelamento TÓPICO 1 — O QUE É A ÁGUA? 15 do vapor de água na superfície. Quando a mudança se dá no sentido inverso, ou seja, quando a transformação se dá do gelo para névoa podemos denominar mais precisamente como sublimação reversa (CHRISTOPHERSON, 2012). FIGURA 6 – MUDANÇAS DE FASE DA ÁGUA FONTE: O autor A condensação ou liquefação é quando o vapor passa para o estado líquido, como ocorre nas nuvens ao iniciar a chuva. Também podemos perceber a condensação quando em um dia quente, colocamos água gelada em um copo, se houver humidade no ar, em pouco tempo o copo ficará com gotas de água no lado externo, que há o vapor de água que compõe a humidade do ar, passando para o estado líquido ao tocar a superfície do copo. A temperatura de fusão em 0 °C e a de ebulição em 100 °C se dá por conta das pontes de hidrogênio, caso as pontes de hidrogênio não estivessem presentes essas temperaturas seriam bem inferiores, quando a fusão iria ocorrer com -110 °C e a ebulição com -90 °C. E, assim, são as pontes de hidrogênio as responsáveis pela capacidade calorífica da água, que é a característica que a água possui de adquirir ou perder grande quantidade de calor para mudar de estado físico (AZEVEDO; FRESQUI; TRSIC, 2014). 5.2 DENSIDADE A densidade é a grandeza que indica a relação entre massa e volume, assim a densidade absoluta, também denominada de massa específica, pode ser conhecida dividindo o valor da massa do corpo pelo seu volume. Por exemplo, no caso da água do mar, com temperatura de 25 °C (vinte e cinco graus Centígrados) a densidade é de 1000kg/m³ (um mil quilogramas por metro cúbico) uma vez que a massa de 1.000 kg (um mil quilogramas), ou seja, uma tonelada, para o volume de 1 m³ (um metro cúbico) (FROEHLICH, 2011). Cabe destacar que se UNIDADE 1 — A ÁGUA 16 encontramos a indicação da densidade da água do mar de 1g/cm³ (um grama por centímetro cúbico) trata-se exatamente da mesma densidade expressa em unidades diferentes. É sempre importante prestar atenção nas unidades que são utilizadas, isso vale não só para densidade da água, mas para a nossa vida cotidiana, muitas vezes a unidade utilizada para expressar determinados valores podem ser utilizadas para manipular a interpretação do leitor mais desavisado. 5.3 VISCOSIDADE Viscosidade é o que podemos entender como capacidade de escoamento, por exemplo, um líquido de baixa densidade escoará facilmente, como a água em estado líquido, por exemplo, diferente de outros produtos com densidade maior, imagine um mingau, ou um pirão, que não escoam tão facilmente como a água. A viscosidade é o parâmetro que quantifica a capacidade de escoamento da água, ou seja, a capacidade de fluir, a fluidez da água varia de acordo com a viscosidade. 6 PARÂMETROS DE ANÁLISE DA ÁGUA Pensando no consumo humano, a água potável deve estar livre de agentes patogênicos, que são microrganismos que podem causar doenças, também não pode haver a presença de bactérias que indiquem a contaminação fecal dessa água. A água destinada ao consumo humano deve ser saudável, isso significa que tal água não deve apresentar material visível em suspensão, assim como deve ser isenta de cor, sabor e odor, bem como desinfetada de organismos patológicos, bem como quaisquer substâncias que possam ser prejudiciais à saúde humana (RICHTER; NETTO; 1991). No Brasil, o Ministério da Saúde estabelece os parâmetros para determinar se a água está potável ou não através de exames bacteriológicos e análises físico-químicas (BRASIL, 2006). Trataremos do que é estabelecido em Lei, mais especificamente no Tópico 3, da Unidade 3, deste livro. Todavia, teremos em mente que conforme é através da composição química, física e bacteriológica da água que a qualidade desta pode ser definida (RITCHER; NETTO, 1991). Por hora, vamos focar no entendimento dos motivos que levam as determinações dos parâmetros das análises de água. O exame bacteriológico verifica a contaminação fecal da água através da quantificação da presença de bactérias Escherichia coli que é a principal espécie que representa o grupo das bactérias Coliformes. As bactérias Coliformes estão presentes nas fezes de animais, incluindo os humanos, assim a análise indica a presença e quantifica o grau de contaminação da água por fezes (BRASIL, 2006). A análise para verificação dos Coliformes totais e termolatentes, a contagem de bactérias heterotróficas é importante ser realizada, pois, grande concentração dessas bactérias pode alterar a detecção de coliformes mascarando o resultado da TÓPICO 1 — O QUE É A ÁGUA? 17 análise. Assim, a análise bacteriológica deve considerar a contagem de coliformes, para identificar contaminação por fezes, bem como contagem heterotrófica, que indica interferências nos resultados (BRASIL, 2006). Análise físico-química da água envolve a verificação dos parâmetros de alcalinidade total, que é a verificação da concentração de hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos. A alcalinidade deve ser entendida como a capacidade de neutralização de ácidos. Trata-se de um parâmetro importante, pois no processo de tratamento da água se faz necessário à reação da água com o sulfato de alumínio, e como a quantidade de reagente que será adicionado é estabelecida conforme a alcalinidade da água, a verificação desse parâmetro é fundamental para o bom tratamento da água (BRASIL, 2006). Outro parâmetro que é monitorado no tratamento de água é o gás carbônico livre. O monitoramento se dá não por uma questão de saúde, mas por uma questão estrutural, já que em concentrações elevadas ocasionará corrosão de metais e cimento, materiais empregados nas tubulações de distribuição da água (BRASIL, 2006). Os cloretos, de sódio, cálcio e magnésio, estão presentes na água bruta e na tratada, uma vez que o tratamento convencional de água não é capaz de remover ou reduzir as concentrações de cloretos. Para remover os cloretos da água, podem ser utilizados dois métodos; pois em altas concentrações os cloretos afetam o sabor da água e podem inviabilizar o consumo. A concentração de cloretos na água do mar é de aproximadamente 26.000mg/l, ou seja, 26 gramas para cada litro de água (BRASIL, 2006). Dureza total da água é o parâmetro que apresenta a concentração dos íons metálicos na água, em especial de cálcio (Ca++) e de magnésio (Mg++), mas também ferrosos (Fe++) e estrôncio (S++). A dureza da água pode impedir a formação de espuma e gerar incrustações em tubulações de água quente. A dureza é um parâmetro classificado por duasmaneiras, com relação aos íons metálicos ou com relação aos ânions associados aos íons. A dureza da água pode ser classificada como mole, dureza moderada, dura e muito dura (RICHTER; NETTO, 1991). Também podemos considerar a dureza da água como temporária ou permanente. Cloreto de sódio é um dos muitos sais que podem se formar na natureza. A forma molecular do sal cloreto de sódio é NaCl. Estamos falando do que conhecemos popularmente como sal de cozinha. Considerando a alta concentração de cloretos na água do mar e sabendo que cloreto de sódio equivale a aproximadamente 85% dos sais da água do mar, podemos entender o motivo da água do mar ser salgada. NOTA UNIDADE 1 — A ÁGUA 18 As moléculas que se formam com o cálcio e o magnésio são resistentes a ação dos sabões, podendo se decompor com o calor, ou não, e assim diferenciando a dureza em: dureza temporária e dureza permanente. A dureza temporária é quando se considera a presença de bicarbonatos de cálcio ou de magnésio, é temporária, pois o calor decompõe os bicarbonatos em carbonatos insolúveis, que com isso precipitam formando incrustações, água e gás carbônico. A dureza permanente é quantificada pela presença de sulfatos, cloretos e nitratos, também de cálcio ou de magnésio, são ditas permanentes, pois formam sais solúveis e que não se decompõem com o calor (BRASIL, 2006). Sulfatos podem ter efeito laxante se consumidos com água com altas concentrações e quando associados ao cálcio e magnésio, provocam a geração de moléculas de água com dureza permanente, o que pode indicar lançamento de esgoto industrial, por conta da relação que é encontrada na decomposição da matéria orgânica no ciclo biogeoquímico do enxofre. Alguns tipos de resíduos industriais possuem elevados níveis de sulfatos que devem ser tratados, podemos citar indústrias de papel, tecelagem, curtumes entre outras (RICHTER; NETTO, 1991). Com os sulfatos, os cloretos, bicarbonatos e outros sais podem além do sabor salinizado, incidir um efeito laxante a água, sendo que os cloretos indicam contaminação por esgotos domésticos, assim como a presença do nitrogênio sendo que a quantidade deste pode indicar poluição recente ou remota, o ciclo biogeoquímico do nitrogênio permite avaliar essa distância do agente poluidor, no caso a presença do nitrogênio orgânico ou amoniacal proximidade da fonte poluidora, sendo que nitratos elevados indicam poluição remota (RICHTER; NETTO, 1991). A verificação do oxigênio dissolvido é importante no monitoramento da qualidade da água. Em águas superficiais limpas é esperada a alta concentração de oxigênio dissolvido. No entanto, pode ser consumido rapidamente quando ocorre contaminação por esgoto doméstico, o que elevará a demanda de oxigênio. Essa demanda pode ser química, que é a demanda química de oxigênio (DQO) relacionada com oxidação ou pode ser demanda bioquímica de oxigênio (DBO) relacionada com o metabolismo de bactérias aeróbicas (RICHTER; NETTO, 1991). Titulometria é a análise química que consiste, a grosso modo, de adicionar um reagente a uma determinada solução e verificar quanto reagente foi colocado (titulado) na solução até que se perceba a troca de cor, conhecendo as quantidades utilizadas, o químico responsável pela análise pode conhecer a concentração. NOTA TÓPICO 1 — O QUE É A ÁGUA? 19 A análise do pH verifica o potencial Hidrogeniônico, ou seja, quantifica a concentração do íon hidrogênico na substância. O pH é medido em uma escala que vai de 0 até 14, sendo que, o pH (zero) é o mais ácido, o pH 7 indica uma substância neutra e quando uma substância é neutra significa que a concentração de íons de hidrogênio e de hidroxila são os mesmos, com pH acima de sete a substância é alcalina, ou básica (BRASIL, 2006; RICHTER; NETTO, 1991). No tratamento e distribuição de água potável, o monitoramento do pH é importante. Deve ser testado constantemente e deve estar compreendido entre 6,5 e 9,5 uma vez que a água ácida compromete por corrosão as estruturas metálicas, de cimentos ou de concreto, enquanto com o pH mais alcalino a tendência é de ocorrer a formação de incrustações nas tubulações e reservatórios, que podem diminuir muito o fluxo de vazão e até interromper o fluxo de água (RICHTER; NETTO, 1991). A análise do pH nas diferentes fases do tratamento da água é importante, pois é um indicador de referência no tratamento de água. O sabor é originado no odor, ambos são parâmetros de análise subjetiva, com base em sensações humanas para sua descrição e causados geralmente por conta- minantes orgânicos, como fenóis, clorofenóis, gases dissolvidos ou ainda resíduos industriais. Odores e sabores no tratamento de água potável podem ser diminuídos com aeração e utilização de filtros de carvão ativado (RICHTER; NETTO, 1991). A temperatura da água influencia na velocidade de reações químicas, na solubilidade de gases, na sensação de odor e sabor (RICHTER; NETTO, 1991). Em sistemas de tratamento de água alterações na temperatura ocorrem por fatores relacionados a etapas do tratamento como a fluoretação, mudança do pH, desinfecção com cloro, entre outras (BRASIL, 2006). A turbidez da água indica a presença de materiais sólidos em suspensão, quanto maior a quantidade de sólidos em suspensão na água menor será a transparência. Os sólidos podem ser algas, plâncton, matéria orgânica, zinco, ferro, areia, argila, além de despejos domésticos e industriais (BRASIL, 2006). Segundo Richter e Netto (1991, p. 26) para efetuar a “...determinação da turbidez é fundamentada no método de Jackson. Consiste em se determinar qual a profundidade que pode ser vista a imagem da chama de uma vela, através da água colocada em um tubo de vidro”. A turbidez da água está inversamente relacionada com a eficiência da desinfecção para o consumo (RICHTER; NETTO, 1991). O ferro e o manganês quando presentes na água, em geral, se apresentam de forma associada, deixando a água com sabor amargo, adstringente e deixando o líquido com coloração amarelada e com aspecto turva. Isso ocorre por conta da oxidação que acontece e que resulta na precipitação desses oxidados, interferindo assim no aspecto e no sabor da água (RICHTER; NETTO, 1991). Fenóis e detergentes são compostos resultantes de processos industriais que podem ser encontrados na água por conta de lançamentos irregulares. O fenol é tóxico, além de causar sabor e odor desagradável na água, já os detergentes, a maioria são constituídos de alquilabenzeno (ABS) e são naturalmente indestrutíveis, perdurando na água após o lançamento (RICHTER; NETTO, 1991). UNIDADE 1 — A ÁGUA 20 O cloro residual livre é mais um dos parâmetros testados na água potável, é monitorado pois o cloro é utilizado no tratamento de água, empregado para desinfecção da água. Para consumo deve apresentar concentração abaixo de 2,0mg/l (BRASIL, 2006). A adição de fluoretos na água distribuída para consumo humano é uma medida de prevenção a cárie dental, e assim a medição do flúor é necessária. A dosagem de flúor na água potável é estabelecida por uma relação com a temperatura máxima (BRASIL, 2006) O alumínio deve ser quantificado na água tratada quando o sulfato de alumínio é empregado como coagulante no processo de tratamento (BRASIL, 2006). 21 Neste tópico, você aprendeu que: • A água é a base da vida orgânica, é o bem mais precioso para a sobrevivência da vida no planeta Terra, quando pura, a água não tem cor (incolor), não tem cheiro (inodoro) e não tem sabor (insípida). • A água é um composto químico único na natureza, a molécula de água atrai outros elementos químicos por conta da eletronegatividade. • A forma química da molécula de água é representada por H2O, e indica um átomo de hidrogênio ligado a dois átomos de oxigênio. Ela é estável devido ao compartilhamento de elétrons. • A geometria tetravalente da molécula se apresenta com eletronegatividade, que permite a ligação com outras moléculas polares é considerada solvente universal.• As moléculas de água se unem por conta das pontes de hidrogênio, são ligações nem fortes, nem fracas, suficientes para ao se separarem se religarem em seguida. • O comportamento da molécula de água é semelhante ao de uma molécula cinco vezes maior. • Os diferentes isótopos do hidrogênio nas moléculas de água resultam em água leve, pesada e dura. • A água sólida é mais densa do que a água líquida, por isso o gelo boia, essa característica preserva ambientes aquáticos do congelamento total. • As características biológicas da água apontam a presença ou não de patogênicos ou outros organismos que gerem sabor ou odor desagradáveis na água. • Propriedades como coesão, tensão superficial, adesão, as propriedades térmicas, trocas de fase (sólida, líquida e gasosa), características como densidade, e viscosidade, fazem parte do entendimento sobre a água. • Os parâmetros da análise de água são importantes para o entendimento dos padrões de potabilidade e balneabilidade. O entendimento das particularidades, das características e propriedades da água são importantes na preservação e manutenção das fontes e cursos da água, bem como no uso e ocupação do solo nas bacias hidrográficas. RESUMO DO TÓPICO 1 22 1 Sabemos que a água é a substância que permite a existência da vida no planeta Terra, pois é a base da vida orgânica na forma que conhecemos e isso só é possível por conta de características próprias da água. Com base no exposto, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Apesar de ser muito importante para a vida no planeta terra, é muito difícil que ela seja encontrada na natureza em sua forma elementar, ou seja completamente pura. a) ( ) A água é denominada solvente universal, pois pode dissolver qualquer substância existente no universo. a) ( ) Diversos elementos químicos apresentam características semelhantes à água, a grande diferença é que nenhuma outra substância é incolor. a) ( ) As moléculas de água não estão ligadas entre si, apenas utilizam uma ponte de hidrogênio por onde se locomovem. 2 Considere que é a estrutura da molécula de água que confere ao elemento suas características particulares, como a união entre os átomos que ocorre por uma dupla ligação covalente que são ligações nem muito fortes, nem muito fracas, e, assim, permite reestabelecer uma ligação logo após ser rompida, considerando também a eletronegatividade da molécula de água que permite a ligação com outras moléculas desde que sejam polares e, por isso, a água é considerada como o solvente universal. Além disso, considere a grande massa da molécula do Oxigênio em comparação com a massa do Hidrogênio. Assim, considerando seus conhecimentos acerca das características da água, analise as afirmativas a seguir: ( ) Os prótons do Oxigênio atraem os elétrons do Hidrogênio. ( ) Os elétrons do Hidrogênio são apolares. ( ) A massa da molécula do Oxigênio é maior do que a massa da molécula do Hidrogênio. ( ) São os elétrons compartilhados entre o Oxigênio e o Hidrogênio que estabilizam a molécula de água. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – V – V. b) ( ) V – V – V – F. c) ( ) V – V – F – F. d) ( ) F – F – F – V. 3 A água é a base da vida orgânica, é o bem mais precioso para a sobrevivência da vida no planeta Terra, quando pura a água não tem cor, não tem cheiro e não tem sabor. Com base no exposto, avalie as sentenças a seguir e a relação proposta entre elas: AUTOATIVIDADE 23 I - A água por não ter cheiro é inodora, por não ter sabor é insípida e por não ter cor é incolor. PORQUE II - Para ser considerada um solvente universal, a substância deve ser obrigatoriamente insípida, incolor e inodora. a) ( ) A afirmativa I é verdadeira e justifica a afirmativa II. b) ( ) A afirmativa I é verdadeira, mas não justifica a afirmativa II. c) ( ) As afirmativas I e II são falsas. d) ( ) A afirmativa I é falsa e a afirmativa II é verdadeira 4 O potencial Hidrogeniônico, ou pH, indica a concentração do íon hidrogênico nas substâncias, é medido em uma escala de 0 até 14, sendo que o pH 7 indica uma substância neutra. O pH é um importante parâmetro de referência para o controle e verificação do tratamento de água. Com base no pH e no tratamento de água, analise as afirmativas a seguir: ( ) Água ácida causa corrosão nas estruturas e tubulações da rede de distribuição de água. ( ) O pH mais alcalino (básico) favorece o surgimento de incrustações nas tubulações e reservatórios. ( ) Na etapa final do tratamento antes da distribuição, a água tem o pH controlado para que esteja entre 6,5 e 9,5. ( ) Quando mais próximo de zero mais básico é o pH. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – V – V – V. b) ( ) V – V – V – F. c) ( ) V – F – V – F. d) ( ) F – F – F – V. 24 25 TÓPICO 2 — UNIDADE 1 CICLO HIDROLÓGICO 1 INTRODUÇÃO Vimos a água como molécula no tópico anterior, o que nos permitiu compreender a importância das características físicas, químicas e biológicas da água e, ainda, as propriedades físicas e térmicas. Agora, aplicaremos esse conhecimento para o entendimento do ciclo hidrológico, que também pode ser chamado de ciclo da água. 2 CICLO DA ÁGUA É de fundamental importância entendermos que o ciclo hidrológico é um dos muitos ciclos geoquímicos que ocorrem no planeta. E, quando falamos de ciclos geoquímicos, precisamos considerar que a atmosfera, a hidrosfera, a litosfera e a biosfera são os reservatórios geoquímicos dos elementos químicos da Terra. Ocorre sempre transporte desses elementos químicos entre os reservatórios e esse fluxo é o que constitui propriamente os ciclos geoquímicos. Quando a biosfera tem função nesses fluxos ou é envolvida como reservatório, então denominamos de ciclos biogeoquímicos (PRESS et al., 2006). O ciclo geoquímico ou ciclo curto, envolve padrões de comportamento físico da água, enquanto o ciclo longo ou ciclo biogeoquímico da água envolve elementos bióticos no ciclo da água, ou seja, considera a passagem da água pelos organismos vivos, considerando processos fisiológicos como a evapotranspiração. FIGURA 7 – ILUSTRAÇÃO DO CICLO DA ÁGUA FONTE: Garcez e Garcer (2017, p. 8) 26 UNIDADE 1 — A ÁGUA Ciclo curto O ciclo curto da água envolve apenas o ciclo geoquímico da água, e pode ser entendido como o pequeno ciclo, pois envolve a evaporação da água, a condensação na atmosfera, além da precipitação, acumulação e do escoamento de volta para o oceano, onde a evaporação impulsionada pelo sol dá sequência ao ciclo. FIGURA 8 – PEQUENO CICLO DA ÁGUA, GEOQUÍMICO FONTE: O autor Ciclo longo – ciclo biogeoquímico Os ciclos biogeoquímicos levam na denominação o termo “Bio”, que é referente a vida, o termo “geo” é referente às rochas, ar e água. A geoquímica trata da composição química do planeta e as trocas que ocorrem na crosta da Terra, na atmosfera e nas águas dos oceanos, rios, lagos e outros corpos de água. São ciclos importantes, pois disponibilizam elementos químicos como carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio entre tantos outros que são fundamentais para a existência dos organismos vivos (ODUM, 1986). Alguns desses elementos químicos são necessários em grandes quantidades, já outros em quantidades mínimas, mas independente do volume necessário, são essenciais à vida. Existem padrões e tipos básicos de ciclos biogeoquímicos. Os elementos químicos, inclusive todos os elementos essenciais do protoplasma, tendem a circular na biosfera em vias características, do ambiente aos organismos e destes, novamente, ao ambiente. Estas vias mais ou menos circulares se chamam ciclos biogeoquímicos. O movimento desses elementos e compostos inorgânicos que são essenciais para a vida pode ser adequadamente denominado ciclagem de nutrientes. Cada ciclo também pode ser convenientemente dividido em dois compartimentos ou pools: o pool reservatório, competente maior, de movimentos lentos, geralmente nãobiológico, e o pool lábil ou de ciclagem, uma parcela menor, porém mais ativa que se permuta (i.e., se move alternadamente nos dois sentidos) rapidamente, entre os organismos e o seu ambiente imediato. Do ponto de vista TÓPICO 2 — CICLO HIDROLÓGICO 27 da biosfera como um todo, os ciclos biogeoquímicos se classificam em dois grupos básicos: os tipos gasosos, nos quais o reservatório está situado na atmosfera ou na hidrosfera (oceano), e os tipos sedimentares, nos quais o reservatório localiza-se na crosta terrestre (ODUM, 1986). Conforme Press et al. (2006, p. 314) destaca, “O ciclo hidrológico é um componente do sistema Terra e, assim, interage com os componentes da atmosfera, do oceano e da paisagem”. Dentro desse contexto dos ciclos biogeoquímicos e com a necessária compreensão do conceito de geossistema, temos, assim, a paisagem na inteiração com o ciclo hidrológico que deve ser considerada, pois na paisagem estão englobados conceitos da geoquímica, que tratam do papel dos elementos químicos na síntese e na decomposição dos materiais em uma via de análise geológica do intemperismo, e os conceitos da biogeoquímica, que por sua vez trata das trocas de materiais entre componentes vivos e não vivos da biosfera (ODUM, 1986). Para obter água os animais bebem, já as plantas absorvem água através da interceptação das chuvas pelas folhas ou pela absorção da água do solo através das raízes. Assim, após a absorção, uma das formas da água voltar para o ambiente é através da transpiração. Na transpiração, a água ao evaporar diminui a temperatura do organismo. Dessa maneira, a transpiração resulta em evaporação e assim tratamos o processo como evapotranspiração (MARTINS, 1976). Assim a evaporação é a mudança de fase líquida para vapor que envolve apenas os aspectos físicos, que remete ao ciclo curto, um ciclo geoquímico. Assim, é necessário o entendimento de que a evapotranspiração remete a dois conceitos, a transpiração e a evaporação, que ocorrem através de processos orgânicos. Assim, perceberemos que quando consideramos a evapotranspiração, estamos com foco no ciclo longo da água, o que inclui seres vivos no ciclo e assim se caracteriza como um ciclo biogeoquímico, quando transpiração e evaporação são consideradas no ciclo hidrológico, a junção dos termos, passa a denominar de evapotranspiração. “Em nível global, o ciclo de dióxido de carbono e o ciclo hidrológico são provavelmente os dois ciclos biogeoquímicos mais importantes com relação à humanidade. Os dois são caracterizados pools atmosféricos pequenos, porém muito ativos que, sendo vulneráveis a perturbações antropogênicas, por sua vez, podem mudar o tempo e os climas. Uma rede de mensurações mundiais foi estabelecida para se detectarem mudanças significativas nos ciclos de dióxido de carbono e água que, literalmente, poderão afetar nosso futuro na Terra” (ODUM, 1986, p. 126). DICAS 28 UNIDADE 1 — A ÁGUA 3 PROCESSOS DO CICLO HIDROLÓGICO NA RENOVAÇÃO DA ÁGUA DO PLANETA O ciclo hidrológico ou ciclo da água tem influência nas formas vivas e não vivas do planeta. É o ciclo de renovação natural, pois a água é um recurso natural renovável, que está em constante movimento cíclico que a renova. Todavia, apesar da constante ciclagem da água, é preciso considerá-la como um recurso limitado, devido à velocidade de renovação natural dos elementos que ocorre nos ciclos biogeoquímicos. Suguio (2006, p. 13) destaca que “... toda a água existente na natureza exibe relações mútuas de intercâmbio (ou de transferência) através do chamado ciclo hidrológico”. O ciclo hidrológico explica os movimentos que ocorrem com a água desde o maior reservatório do planeta, os oceanos, até o menor reservatório a atmosfera. Através da evaporação e da precipitação, a água circula dos oceanos para a atmosfera, onde após a precipitação pode ocorrer a infiltração e o escoamento, resultando no retorno da água para os oceanos (TORRES, 2014). Parte da chuva volta para o ar por evaporação e transpiração da vegetação. A transpiração das plantas também é denominada de evapotranspiração e contribui no fornecimento de umidade para atmosfera. Ainda nesse mesmo sentido de entendimento sobre o ciclo da água Christopherson (2012, p. 244) destaca que “Vastas correntes de água, vapor d’água, gelo e energia estão fluindo continuamente num sistema hidráulico elaborado, aberto e global” e continua: “Essas corretes formam o ciclo hidrológico, que tem atuado por bilhões de anos: da baixa atmosfera a vários quilômetros debaixo da superfície da Terra”. Ainda dentro da percepção do entendimento geossistêmico, contextualizando a abrangência o ciclo hidrológico, Christopherson” [...] envolve a circulação e transformação da água por meio da atmosfera, hidrosfera, criosfera, litosfera e biosfera da Terra”. Dessa maneira vamos firmando o entendimento sobre o ciclo hidrológico, e passaremos a perceber que é muito mais complexo do que o entendimento simplificado em que o ciclo hidrológico é o movimento cíclico da água que segue dos oceanos para atmosfera por evaporação, que volta por precipitação da atmosfera para a superfície por meio das chuvas e que escoa pela superfície através dos rios retornando aos oceanos, onde irá evaporar novamente (PRESS et al., 2006). Apesar de não estar equivocado, o entendimento acima simplifica por demais os processos físicos, químicos e biológicos envolvidos no ciclo hidrológico. O vapor da água pode facilmente mudar de fase, conforme vimos no tópico anterior. Quando a mudança de fase é de vapor para líquido temos a liquefação, que também podemos denominar de condensação; quando a mudança é de líquido para vapor denominamos de vaporização; agora quando a mudança é de sólido para gasoso temos a sublimação e a sublimação inversa é quando ocorre a mudança de gasoso para sólido. E, dessa maneira, ocorre o ciclo da água. Precisamos ter em mente que a temperatura é a principal responsável pela troca de fase da água. TÓPICO 2 — CICLO HIDROLÓGICO 29 Evaporação e evapotranspiração Como já sabemos, a evaporação envolve a mudança no estado físico da água. A evaporação é um aspecto físico da água, ocorre a partir da troca de fase da água líquida para vapor (MARTINS, 1976). A evaporação ocorre quando uma molécula de água se afasta das demais, deixando o meio úmido da água líquida, passando para o meio menos saturado, a atmosfera (CHRISTOPHERSON, 2012). A transpiração é resultante da ação fisiológica da água, os organismos, animais, fungos e plantas, utilizam a água nos processos de manutenção da vida. Das muitas funções da água nos organismos, é empregada no controle da temperatura interna através da transpiração. Quando a transpiração evapora, temos a evapotranspiração. A umidade relativa do ar é uma relação em função da quantidade de vapor de água presente no ar em relação ao ponto de saturação. Assim, deve ser destacada a relação entre quantidade de vapor no ar, onde há mais vapor, há maior umidade e quanto maior for a umidade do ar, menor será a evaporação (MARTINS, 1976). Podemos facilmente observar essa relação, pois sabemos que em um dia de Sol, sem nuvens, ou seja, sem umidade no ar as roupas do varal secam muito mais rapidamente do que em um dia com muitas nuvens, com mais umidade no ar, situação que tem relação direta com a pressão atmosférica. Dessa maneira entendemos que a intensidade da evaporação se dá através de uma relação direta em função da pressão atmosférica, pois a evaporação é maior em dias de sol; e dias de sol estão relacionados a maior pressão atmosférica (MARTINS, 1976). No entanto, é importante entender que além da pressão atmosférica, a temperatura, o vento e a própria insolação afetam a evaporação. A temperatura é importante, pois “tem influência direta na evaporação porque eleva o valor da pressão de saturação do vapor de água, permitindo que maiores quantidades de vapor de água possam estar presentes no mesmo volume de ar” (MARTINS, 1976, p. 57).Pressão de saturação é a combinação entre temperatura e pressão que estabelece o ponto da mudança de fase da água, onde quanto maior a temperatura, maior será a pressão necessária para a saturação do vapor de água (MARTINS, 1976). O vento influencia na evaporação uma vez que o vento é o ar em movimento, e assim quando o ar se move leva junto a umidade do ar, e essa troca do ar que fica sobre as massas de água evita, ou pelo menos diminui muito a chegada até o ponto de saturação da umidade no ar, ou na ausência de vento, o ar fica mais parado facilitando a elevação da umidade (MARTINS, 1976). Você é capaz de perceber a diferença entre um dia de sol com vento e um dia de sol sem vento, no dia sem vento a sensação de calor é muito maior, quando há vento, o ar está se movendo, incrementando a evaporação e como resultado ocorre melhor controle da temperatura corporal. 30 UNIDADE 1 — A ÁGUA Sabendo do potencial de evaporação, vamos considerar a distribuição, em que cerca de 84% da evaporação é proveniente dos oceanos e 16% das terras emersas (SUGUIO, 2006). Considere evaporação das terras emersas a evaporação proveniente dos lagos, dos rios, das roupas no varal, entre tantas outras fontes incluindo a evapotranspiração. Dessa maneira, devemos entender por evaporação a vaporização que pode ocorrer em qualquer temperatura, se dá em velocidade lenta e age constantemente sobre as massas de água, apesar das variações de intensidade. Sabemos que a mudança da fase líquida da água para a fase gasosa do vapor de água é denominada de vaporização, a vaporização pode ocorrer de três formas: por ebulição, quando a água ultrapassa os 100 ºC (cem graus centígrados); por calefação, que é a vaporização instantânea da água; ou ainda por evaporação, a que mais importa nos estudos em torno do ciclo hidrológico. Condensação A água que evapora lentamente da superfície tem um tempo de residência médio de 10 dias na atmosfera (SUGUIO, 2006). Nesse período, a água passa pela condensação, podendo formar pequenas gotículas de água, ou mesmo grandes gotas. Em geral, dão origem às nuvens antes da precipitação. As nuvens são indicadores das condições gerais da atmosfera, são formadas conforme ocorre a saturação do ar pelo vapor de água. As nuvens são constituídas por minúsculas gotículas de umidade e cristais de gelo em suspensão no ar, agregadas de tal forma que permitem a sua visualização (CHRISTOPHERSON, 2012). As nuvens podem se formar através de processos de convecção. A convecção ocorre quando o ar úmido, após ser aquecido, sobe para camadas mais altas da atmosfera, conforme a altitude cresce, a temperatura e a pressão diminuem. A diminuição da pressão e da temperatura proporcionam as condições ideais para a umidade presente no ar condensar, formando gotículas e gotas, ou se ocorrer temperaturas negativas a umidade do ar ao trocar de fase passa pela sublimação reversa, ou seja passa de estado gasoso para estado sólido, cristalizando o vapor de água e dando origem a flocos de neve. A insolação se dá pela incidência de raios solares sobre a superfície da Terra. É propriamente a energia motora do ciclo hidrológico, uma vez que a energia potencial média, calculada a partir da constante solar, fica entre 100 (cem) e 200 (duzentos) Watts por metro quadrado, o que é suficiente para evaporar uma lâmina de água com profundidade entre 1,3m a 2,6m (MARTINS, 1976). NOTA TÓPICO 2 — CICLO HIDROLÓGICO 31 Quando uma nuvem toca o chão, é denominada de nevoeiro, a visibilidade no interior de um nevoeiro é mais restrita do que a visibilidade no interior de uma neblina, que também é uma nuvem, porém devido à menor umidade, possibilita uma maior visibilidade (CHRISTOPHERSON, 2012). O conceito vale tanto quando a nuvem toca a superfície no solo, ou sobre uma massa de água. Os nevoeiros e a neblina afetam tanto a aviação, impedindo pousos e decolagens, quanto o tráfego terrestre e o tráfego naval, dificultando a navegação. As nuvens também refletem a insolação, diminuindo o aquecimento da superfície da Terra abaixo delas, ao mesmo tempo aprisionam na atmosfera o calor emitido pela Terra na forma de ondas longas. A retenção de calor abaixo das nuvens gera elevação na temperatura, é o que se denomina de efeito estufa (CHRISTOPHERSON, 2012). Conforme as condições atmosféricas, podem se formar diferentes tipos de nuvens. Inicialmente, as menores gotículas de água vão se unindo, as características e propriedades da molécula de água atuam nesse processo agregando moléculas o que leva ao aumento do tamanho das gotículas. Quando ocorre a formação da nuvem em camadas da atmosfera com temperaturas positivas, em especial nos trópicos, esse processo é denominado de coalisão-coalescência (CHRISTOPHERSON, 2012). Contudo, quando a formação das nuvens ocorre em temperaturas abaixo de 0 °C (zero grau centígrado), a umidade presente no ar pode se solidificar na forma cristais de gelo por conta da temperatura abaixo de zero, dando origem a cristais de gelo que formam flocos de neve ou, caso derretam durante a precipitação, chuva. Ao precipitar os cristais de gelo podem passar por camadas mais aquecidas da atmosfera atingindo a superfície como chuva (CHRISTOPHERSON, 2012), ou seja, quando as gotículas se agregam em temperaturas positivas, formam uma gota, que por conta do seu próprio peso não seja mais sustentável no ar e precipite, ou quando a formação das gotículas ocorrem em temperaturas abaixo de zero ocorre a cristalização da água, os cristais de gelo também crescem ao agregar mais moléculas de água até se tornar um floco de neve insustentável no ar e assim precipitar. Precipitação Segundo Holtz (1976, p. 7), “Entende-se por precipitação a água proveniente do vapor de água da atmosfera depositada na superfície terrestre de qualquer forma, como chuva, granizo, orvalho, neblina, neve ou geada”. A água que precipita é produto da mudança de fase que ocorre na condensação do vapor de água que em suspenção na atmosfera, ao passar para a fase líquida e por vezes para a fase sólida, passa a ser atraída para a superfície da Terra pela força da gravidade. A precipitação ocorre após a condensação da água, ou da sublimação inversa (mudança de gasoso para sólido), pois ao deixar a fase gasosa a força da gravidade atua intensamente fazendo cair água do céu, ou precipitando. É importante lembrar que cerca de 77% de toda água que precipita cai sobre os oceanos, apenas 23% dessas águas precipitam sobre terrar emersas. Apesar 32 UNIDADE 1 — A ÁGUA do maior percentual de precipitação ser sobre os oceanos, quando analisamos a relação entre precipitação e evaporação, descobrimos que, sobre os oceanos precipitam 7% menos do que evapora e sobre as terras emersas precipitam 7% a mais do que evapora (SUGUIO, 2006). Dessa maneira, nas terras emersas, ocorre mais precipitação do que evaporação, sendo que quando analisamos os oceanos a relação é inversa, evapora mais do que precipita. Conhecer os volumes da precipitação é importante tanto para estudos climatológicos, meteorológicos, quanto atualmente é um indicador de risco, em especial, nas áreas urbanas, onde existe o perigo de desabamentos, desmoronamentos, inundações, enxurradas, entre outros eventos críticos relacionados a precipitações. A quantidade de precipitação pode ser medida com um equipamento denominado pluviômetro, que é composto por um copo de medição que recolhe a precipitação, que pode ser chuva, neve ou granizo, permitindo assim medir o volume, o peso ou a profundidade da água coletada (CHRISTOPHERSON, 2012). O principal processo que leva à condensação, que por sua vez resulta em precipitação, é o esfriamento dinâmico ou adiabático, pois é o movimento vertical ascendente das massas de ar que permite a condensação. Assim, devemos lembrar que, quanto maior a altitude menor a pressão atmosférica, pois é menor a coluna de ar da atmosfera que exerce pressão no local mais elevado. A menor pressão facilitao encontro das moléculas, pois essa subida da massa de ar resulta no resfriamento, e leva o ar até o ponto de saturação, que ocorre quando houver temperatura e pressão adequadas. Quando a condensação passa a formar gotículas de água, estas crescem até que devido a seu volume não possam mais se sustentar suspensas no ar, a atração exercida pela força da gravidade resulta na precipitação em forma de chuva (HOLTZ, 1976). O granizo se forma quando as gotas de chuva passam por zonas da atmosfera com temperaturas abaixo de zero e com isso ocorrerá a solidificação da água em partículas de gelo. Além do grazino, pode ocorrer a chuva congelada, quando as partículas de gelo ainda possuem tamanho muito reduzido e alguma sustentação no ar, a precipitação é de gelo, porém se diferenciando do granizo pela trajetória mais suave da precipitação, podendo ser confundida com neve, apesar da precipitação da neve em flocos ser bastante distinta (HOLTZ, 1976). A neve propriamente ocorre quando a condensação da água acontece com temperaturas inferiores à do ponto de congelamento, há formação de flocos de neve na mudança de fase, que ocorre diretamente de vapor para sólido e só ocorre em temperaturas abaixo de 0 ºC (zero grau centígrado) (HOLTZ, 1976). A condensação pode ocorrer diretamente sobre uma superfície sólida, ocorrendo o orvalho, ou ainda quando a temperatura fica abaixo de 0 ºC (zero grau centígrado) é a geada que se forma. Nem todo o volume precipitado atinge o chão, uma pequena parte evapora ainda durante a queda da precipitação voltando para a atmosfera, e outra parte pode ser retida pela vegetação, é o TÓPICO 2 — CICLO HIDROLÓGICO 33 processo de intercepção, que é realizado pelas plantas, assim como a transpiração é o mecanismo que controla a temperatura da planta que absorve água líquida e devolve para a atmosfera vapor de água (HOLTZ, 1976). As precipitações podem ser frontais cíclicas, ciclônicas, orográficas, convectivas, essa classificação está relacionada com os fatores de origem da chuva. Podem ser chuvas convectivas, frontais ou orográficas (STEINKE, 2012). A convecção térmica é o processo resultante do aquecimento do ar úmido próximo a superfície. Com o aquecimento o ar expande e sobe, ao subir ocorre o resfriamento adiabático, levando à saturação do ar, condensação, formação de nuvens cumuliformes e resultam chuvas intensas e rápidas tipicamente os temporais tropicais de final de tarde (STEINKE, 2012). As chuvas frontais são originadas pela passagem de uma frente fria (STEINKE, 2012). Assim, o ar mais frio que é mais pesado se desloca mais rente à superfície. Quando vai de encontro a uma massa de ar mais quente, o ar frio segue por baixo e o ar mais quente tende a subir devido à diferença da densidade, ao subir o ar quente resfria e condensa sua umidade. As chuvas orográficas se formam por conta do relevo, quando o ar quente e úmido encontra uma barreira natural como uma encosta de serra, ou uma cadeia de montanhas, para transpor essa barreira o ar sobe e ao subir diminui a pressão e a temperatura ocasionando a precipitação por influência do relevo, a chuva orográfica (STEINKE, 2012). Infiltração O próprio termo infiltração fala por si, é a “Capacidade de penetração da água das chuvas” (GUERRA, GUERRA, 2015, p. 351-352). Quando se vê a infiltração pela perspectiva da geomorfologia seguindo a definição apresentada por Guerra e Guerra, onde a infiltração pode ser distinta a partir da análise de “... dois aspectos: o que diz respeito à permeabilidade de origem, como é o caso das areias; e a permeabilidade adquirida, produzida pelo fraturamento e pelos planos de estratificação” (GUERRA; GUERRA, 2015, p. 351-352). Estes dois aspectos estão relacionados com a gênese do terreno analisado. No entanto, vamos ainda buscar uma definição mais focada no processo de infiltração, que conforme apresentada por Martins: “Denomina-se infiltração ao fenômeno de penetração da água nas camadas do solo próximas a superfície do terreno, movendo-se para baixo, através dos vazios, sob a ação da gravidade, até atingir uma camada-suporte, que a retém, formando então a água do solo” (MARTINS, 1976, p. 44). Dessa maneira, a infiltração pode ser entendida como o processo de descida da água no solo, o que permite a análise destacando três fases: intercâmbio, descida e circulação. O intercâmbio ocorre no início da infiltração, abarca as mudanças próximas à superfície, onde ainda pode haver evaporação ou absorção vegetal. Essa primeira fase dura até o momento, que devido à pressão gerada 34 UNIDADE 1 — A ÁGUA pelo próprio peso da água, a adesão e a capilaridade perdem a capacidade de resistência, quando tem início a fase de descida que é o deslocamento vertical da água até a profundidade de encontro com uma camada impermeável – camada- suporte – que impede a continuidade da descida. Com isso, tem início a fase de circulação, onde devido ao acúmulo de água e pela ação da força da gravidade a infiltração vertical cessada na camada-suporte, passa ao deslocamento mais horizontal, formando os aquíferos (MARTINS, 1976) Assim levamos o entendimento de que a infiltração, como descreve Holtz (1976, p. 2) “... é o processo de penetração da água no solo”. Assim, quando a água é precipitada na forma de chuva, ao atingir a superfície da terra, passa a infiltrar-se, preenchendo as depressões e a porosidade do terreno até ultrapassar a capacidade de infiltração, para então iniciar o deslocamento por escoamento superficial. Escoamento superficial As características das chuvas se refletem diretamente no escoamento superficial, que poderá escorrer suavemente em pequenos volumes, ou ser forte até o ponto de formar enxurradas (MARTINS, 1976). O escoamento superficial drena as águas excedentes da infiltração, o escoamento se dá por canais naturais, que se concentram em vales principais, originando os rios que direcionam as águas para os lagos e oceanos (HOLTZ, 1976). O movimento do escoamento superficial é primordialmente impulsionado pela força da gravidade. Os rios são formados por águas que precipitaram sobre os continentes na forma de chuva ou neve, e que após infiltrarem no solo passam a se acumular como água subterrânea, ou a se escoar. Nesse sentido Press et al. afirmam que (2006, p. 315): A água da chuva que não se infiltra no solo escoa superficialmente, sendo gradualmente coletada pelos rios e lagos. A quantidade total de água da chuva que flui sobre a superfície, incluindo a fração que pode temporariamente infiltrar se nas formações próximas a superfície e em seguida retornar para ela, é chamada de escoamento superficial. As águas do escoamento superficial, além de se infiltrar para um aquífero, podem evaporar para atmosfera ou como ocorre com a maior parte escoar até que encontrem uma depressão, que retenha a água, formando uma bacia que acumulará a massa de água, algumas bacias são relativamente grandes, como Os aquíferos serão estudados no Tópico 3, todavia cabe aqui destacar que em bibliografias mais antigas podem ser encontrados termos como lençol subterrâneo ou lençol freático, que equivalem ao que atualmente é denominado de aquífero, lençol aquífero ou água subterrânea. NOTA TÓPICO 2 — CICLO HIDROLÓGICO 35 as bacias oceânicas, mas até um pequeno lago segue esse mesmo princípio de drenagem que é impulsionado pela força da gravidade (PRESS et al., 2006). Entender os processos do escoamento superficial é importante, pois são processos que se refletem diretamente no ambiente, no caso de um ambiente habitado pelo homem, os processos erosivos ou de cheias podem afetar as comunidades locais de diversas maneiras. Para um melhor entendimento do escoamento superficial, vamos ter em mente que é a atração gravitacional que fará com que a água escoe sempre pelas passagens que a conduzam para baixo, com isso se formam os cursos d’água e mesmo os aquíferos. O escoamento superficial é só uma das vias que a água usa paraatingir o leito do curso de água. Conforme apresentado por Martins (1976), as vias que a água percorre até atingir o curso d’água podem abranger além do escoamento superficial, o escoamento subsuperficial que é formador logo abaixo da superfície, muito raso por onde a água flui; também há o escoamento subterrâneo propriamente dito que proporciona uma contribuição importante nos períodos de estiagem, além da precipitação que ocorre diretamente sobre o reservatório e sequer gera escoamento e segue diretamente para acumulação. Acumulação A parte da precipitação que não infiltra no solo, não fica retido na vegetação, ou tão pouco evapora, constitui o escoamento superficial, que impulsionado pela força da gravidade segue em direção a altitude zero, ou seja, a altitude do nível do mar. Todavia o escoamento pode acabar seguindo para áreas restritas acumulando água em corpos fechados, como por exemplo as lagoas. A acumulação em depressões sem escoamento é comum em áreas mais planas, onde pequenos corpos de água se formam e o volume desses corpos só diminui por evaporação e infiltração, ou por conta do consumo da água por animais, incluindo nossa espécie, formam as drenagens arreicas, ou seja, sem padrão de cursos d’água, acumula água nas depressões do terreno. Cabe destacar que atualmente o ser humano tem criado cada vez mais estratégias para acumular artificialmente as águas pluviais como forma de se abastecer de água, o que pode ser feito em pequenos sistemas em telhados usando calhas, filtros e caixas de água ou também pode levar até grandes reservatórios artificiais de água, construídos pelo homem em dimensões muito maiores. Altitude é diferente de altura, altitude é a distância vertical desde o nível do mar até o ponto a ser conhecida a informação, enquanto altura é a distância vertical entre um ponto na base do elemento a ser obtida a informação e o ponto a ser conhecida a NOTA 36 UNIDADE 1 — A ÁGUA 4 PRINCIPAIS FORÇAS ATUANTES NO CICLO HIDROLÓGICO O ciclo hidrológico possui dois movimentos importantes, a subida na atmosfera do vapor de água e a descida por precipitação até a superfície, sem a energia do sol não haverá evaporação, tão pouco a evapotranspiração, pois o sol é a fonte primária de energia do planeta, todavia pouco adianta ter o calor do Sol sem uma atmosfera capaz de reter o calor, a atmosfera da Terra é resultado da atração gravitacional que prende os gases em volta da Terra, da mesma maneira que prende os líquidos e demais elementos na superfície do planeta. Assim, a atração gravitacional e a energia solar são duas forças primordiais que atuam no ciclo hidrológico. Energia solar A energia solar pode desencadear a evaporação da água, ou seja, levar a água do estado líquido para o estado gasoso (HOLTZ, 1976), pois conforme o destacado por Catling e Kelvin (apud FROEHLICH, 2011, p. 67), “Todos os corpos do Sistema Solar são aquecidos pelo Sol”. O que, obviamente também é uma afirmação verdadeira, uma vez que o foco é a fonte de calor que aquece o planeta Terra. No entanto, quando falamos da distribuição de calor no planeta Terra, apesar de ser incontestável que o Sol é a fonte de calor que aquece o planeta, precisamos considerar o importante papel da atmosfera e ainda dos movimentos de rotação e translação do planeta, que participam da distribuição da energia calorífica que incide no planeta. A distância entre a Terra e o Sol, que é algo em torno de 150.000.000km (cento e cinquenta milhões de quilômetros), viajando na velocidade da luz são aproximadamente oito minutos e vinte segundos de distância (CHRISTOPHERSON, 2012). Tal distância pode parecer muito grande quando comparamos com distâncias que estamos acostumados a lidar, mas quando refletimos e consideramos os padrões de distâncias do Universo, a distância entre a Terra e o Sol já não parece mais tão longe assim. A Terra está, nem tão perto do Sol que faça os elementos do planeta entrarem em ebulição, nem tão longe que a energia recebida seja insuficiente para manter a temperatura acima do ponto de fusão. informação. Por exemplo, o topo de uma escarpa tem a altura medida a partir da base dessa escarpa, assim se algum esportista resolver descer de rapel, essa feição geomorfológica, saberá quanta corda utilizar na descida. Já a altitude faz referência a distância vertical do topo da escarpa até o nível médio do mar, o que pode ser pouco útil para a descida de rapel, pois apesar da altitude fornecer uma informação que influencia na temperatura do local, pois quanto maior a altitude menor a temperatura. Todavia, quando pensamos em montanhas e aviões, a informação da altura pouco importa, pois a referência para o voo é o nível do mar. TÓPICO 2 — CICLO HIDROLÓGICO 37 A captação de energia solar pela superfície da Terra corresponde apenas a dois bilionésimos da energia produzida pelo Sol, essa minúscula fração que chega até nós é energia suficiente para manutenção dos sistemas terrestres (CHRISTOPHERSON, 2012). Insolação é como denominamos a radiação solar que atinge a superfície da Terra. Para fins mais científicos é aplicado o conceito de constante solar que é a insolação média que atinge o topo da atmosfera, na camada denominada Termopausa, que tem altitude em torno de 480 km. A constante solar tem um valor de 1372W/m² (watts por metro quadrado), é uma constante que é bastante utilizada em estudos científicos de climatologia (CHRISTOPHERSON, 2012). Segundo Suguio (2006, p. 159), a energia solar “...é parcialmente absorvida pela superfície terrestre, mas retorna em grande parte para o espaço sideral”. O planeta Terra recebe a radiação solar em raios com comprimento de ondas curtas e ao refletir na superfície do planeta, o que não é absorvido é refletido como radiação de ondas longas, que é a radiação do infravermelho termal ou energia calorífica, essas ondas de comprimento longo são emitidas da Terra para o Espaço Sideral (CHRISTOPHERSON, 2012). Parte do calor que incide sobre a Terra é absorvido já nas camadas mais exteriores da atmosfera, a camada de ozônio absorve a radiação ultravioleta. A exposição à radiação ultravioleta, acima da estratosfera, ocasiona elevação de temperatura devido à intensidade da radiação. A distância até o Sol garante que a energia solar que incide sobre a Terra não seja tão intensa a ponto de fazer que toda a água do planeta entre em ebulição e se torne gás, e nem que seja fraca que faça as temperaturas ficarem abaixo de 0 °C (zero grau) o que solidificaria toda a água do planeta, ou seja, estamos em uma distância muito confortável em relação ao Sol. Contudo, dependemos da atuação da atmosfera para manutenção da vida no planeta Terra uma vez que a atmosfera equilibra os fatores atuantes. Manter a atmosfera saudável tem sido o grande desafio humano, atualmente geramos muito mais gases do efeito estufa do que o planeta é capaz de suportar, como resultado convivemos cada vez mais com chuvas mais intensas em alguns locais, ao mesmo tempo que temos secas mais intensas em outras áreas. O Sol é a principal fonte de energia que impulsiona os processos atmosféricos do planeta Terra. A energia solar impulsiona o ciclo hidrológico, contribuindo nas mudanças de fase da água, que resulta na ascensão da água subindo pela atmosfera na forma de vapor ou na precipitação na forma líquida da chuva ou na sólida da neve e do granizo. “Cerca de um terço da incidência de energia solar está envolvida na condução do ciclo da água” (TORRES, 2014, p.162). Gravidade A força da gravidade já foi estudada por Galileu Galilei, foi ele quem descobriu que a velocidade de um objeto em queda livre dobra a cada 9,8 segundos, determinando dessa maneira a constante de aceleração gravitacional, que foi aplicada mais tarde por Isaac Newton ao realizar a descrição da Lei da 38 UNIDADE 1 — A ÁGUA Gravidade, que descreve a força de atração entre os corpos. Nós estamos sob influência da atração gravitacional gerada pela massa do planetaTerra. Pois, a lei da gravidade demonstra que todo corpo é atraído por outro corpo e quanto maior a massa maior será a força de atração entre esses corpos (RIDPATH, 2008). Assim, quando ocorre a condensação e as moléculas de água se agrupam, primeiramente em gotículas minúsculas, conforme ganham massa ao agregar outras gotículas menores formam gotas de água maiores e assim a própria massa da gota é determinante para atuação da atração gravitacional da Terra. Resultando na queda, ou seja, a precipitação, pois “Movimentos verticais são causados pela força gravitacional e são relacionados com a estabilidade da coluna de fluído” CARVALHO JUNIOR, 2014. p. 30). 5 INFLUÊNCIA ANTRÓPICA NAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS: AS CONSEQUÊNCIAS PARA O CICLO HIDROLÓGICO O que garante as condições de temperatura no planeta Terra é a grande capacidade de manutenção e distribuição da temperatura, que ocorre na atmosfera, devido ao efeito estufa, que é o aprisionamento de parte da energia solar de ondas curtas, que foi refletida pelo planeta Terra como radiação de ondas longas e parte dessa energia calorifica fica retida na atmosfera. A energia de ondas longas, que é energia calorifica no espectro infravermelho termal, emitida pela Terra é transmitida para o espaço interplanetário. A transmissão se dá através do N2 (Nitrogênio), O2 (Oxigênio), entre outros gases atmosféricos, porém o CO2 e o H2O (vapor), assim como outros gases do efeito estufa, absorvem essa energia retendo calor na atmosfera (SUGUIO, 2006). O aumento dos gases do efeito estufa na atmosfera é resultado das atividades humanas, o que faz mais calor ser absorvido pela atmosfera, elevando as temperaturas, é um fenômeno que ocorre naturalmente, porém o modo de vida dos seres humanos está emitindo muitos gases do efeito estufa para a atmosfera e com isso as temperaturas médias do planeta têm ficado cada vez mais elevadas e isso tem reflexo direto nas quantidades de gelo nas calotas polares, entre muitos outros aspectos. Cabe destacar ainda a importância da força da gravidade para os seres humanos, pois muitos dos avanços tecnológicos durante a evolução humana aplicaram o manejo da energia potencial dos cursos de água. Muito antes da máquina a vapor, que culminou em 1850 na Revolução Industrial devido ao avanço no uso das máquinas movidas a vapor de água, os moinhos de água já eram tocados pela força da gravidade, que utiliza o escoamento superficial e direciona engenhosamente energia mecânica do fluxo de água para os moinhos. Atualmente, a geração de energia elétrica em usinas hidrelétricas utiliza o mesmo princípio, empregando a força da gravidade que move o fluxo da água através das turbinas que são responsáveis pela geração da energia elétrica. DICAS TÓPICO 2 — CICLO HIDROLÓGICO 39 Cabe destacar, no entanto, a crescente ocorrência de interferências antrópicas no ciclo hidrológico natural, representadas principalmente por construção de represas, transposições de bacias, retirada excessiva de água de rios (caso do encolhimento do Lago Aral), desmatamento, com consequente aumento do escoamento superficial (caso da elevação de nível do Lago Cáspio, o maior do mundo) e da erosão/assoreamento de cursos d’água. Estas ações obviamente não modificam o volume total de água existente no planeta Terra, mas provocam alterações nas quantidades disponíveis em cada compartimento (SPERLING, 2006). 40 RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você aprendeu que: • O ciclo hidrológico ou ciclo da água pode ser estudado em duas vias: a do ciclo curto, que envolve apenas o transporte por fluxos entre os reservatórios; e o ciclo longo, que envolve elementos bióticos dos processos biológicos como a evapotranspiração. • O ciclo curto envolve apenas os aspectos geoquímicos da água, precipitação, escoamento, acumulação, evaporação e condensação. Enquanto o ciclo longo envolve além dos processos do ciclo curto os aspectos biológicos. • O ciclo longo da água é um dos ciclos biogeoquímicos. • Na evaporação e na evapotranspiração a água líquida muda de fase para vapor. • A condensação é a troca de fase na mudança do vapor para líquido, essa troca de fase ocorre na formação das gotículas que compõem as nuvens. As nuvens, nevoeiros e neblinas são formados por gotículas de água geradas por condensação. O que as diferencia é que as nuvens ocorrem em altitudes maiores, em diferentes camadas da atmosfera, já os nevoeiros ocorrem próximos ao solo, assim como a neblina. • O que diferencia a neblina do nevoeiro é que a visibilidade dentro do nevoeiro é muito menor do que a visibilidade na neblina. • Quando as gotículas formadas na condensação ganham volume, a atração gravitacional atua de forma mais intensa e ocorre a precipitação, que dependendo das condições pode ocorrer na forma de chuva, granizo, neve, orvalho ou geada. • Após a precipitação a água em estado líquido ao tocar a superfície do solo tende primeiramente a se infiltrar. A infiltração é o processo de penetração da água no solo. Após ultrapassada a capacidade de infiltração o escoamento superficial tem início e assim a água passa a fluir pela superfície impulsionada pela força da gravidade e dando origem à rede de drenagem superficial formando os cursos de água que seguem até depressões no terreno, permitindo a acumulação em lagos, lagoas, represas artificiais ou mesmo nos oceanos que são os maiores acúmulos de água do planeta. • As principais forças atuantes no ciclo hidrológico são a energia solar e a gravidade. 41 • É importante destacar a influência antrópica no ciclo da água, uma vez que existem discussões científicas sobre a origem das mudanças climáticas, pois os registros geológicos indicam que as mudanças climáticas sempre ocorreram na história do planeta, porém como consequência do modo de vida predominante no mundo atual está acelerando muito esses processos naturais que resultam em mudanças climáticas que podem ser determinantes na existência da vida no planeta. 42 1 Sabemos que o Sol fornece calor que impulsiona as moléculas de água na mudança de fase da água líquida para vapor, mas também do gelo para o líquido é através da mudança de fase que percebermos o ciclo hidrológico acontecer. A água pode existir em três estados físico, sólido, líquido e gasoso. Com base no exposto, analise as sentenças a seguir: I - No estado sólido, a água tem comportamento semelhante a uma rocha, pois a cristalização da água na formação do gelo ocorre da mesma maneira que a cristalização das rochas ígneas na solidificação do magma. II - No estado líquido, a densidade da água é maior do que no estado sólido, isso explica o motivo do gelo flutuar na água. III - O vapor de água é o estado físico de menor densidade. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As afirmativas I, II e III estão corretas. b) ( ) As afirmativas II e III estão corretas. c) ( ) As afirmativas I e II estão corretas. d) ( ) As afirmativas I e III estão corretas. 2 Ciclo hidrológico pode ser analisado estudando apenas o ciclo curto que envolve os fluxos de transporte entre os diferentes reservatórios, ou considerando o ciclo longo que envolve elementos bióticos dos processos biológicos, como a evapotranspiração. Com base nisso, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O ciclo curto envolve apenas os aspectos geoquímicos da água, precipitação, escoamento, acumulação, evaporação e condensação. ( ) O ciclo longo envolve além dos processos do ciclo curto os aspectos que consideram as inteirações da água com os organismos vivos. ( ) O ciclo longo da água é um dos ciclos biogeoquímicos. ( ) Atmosfera, oceanos e geleiras podem ser considerados reservatórios do ciclo hidrológico. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – V – F. b) ( ) F – V – F – V. c) ( ) F – F – F – F. d) ( ) V – V – V – V. AUTOATIVIDADE 43 3 O ciclo hidrológico depende das trocas de estado físico da água para ocorrer,assim, devemos considerar que o planeta Terra se encontra em uma posição privilegiada, pois no mesmo planeta é possível ter água nos três estados físicos, sólido, líquido e gasoso. Podemos imaginar cenários em planetas conhecidos onde é tão quente que toda a água evaporou, ou em um planeta tão frio que a água permanece constantemente congelada. Sobre o ciclo da água, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) As principais forças atuantes no ciclo hidrológico são a energia solar e a gravidade. ( ) A força da gravidade é responsável por conduzir todos os cursos de água até os oceanos. ( ) A energia solar é responsável pela evaporação. ( ) A evaporação é a passagem do estado físico da água de líquido para sólido. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – V – F. b) ( ) V – V – F – F. c) ( ) V – V – V – V. d) ( ) F – V – F – V. 44 45 TÓPICO 3 — UNIDADE 1 AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 1 INTRODUÇÃO A Terra é uma grande massa, formada de diversos elementos. A água é um desses elementos e, apesar do volume de água no planeta ser muito menor que o volume de rochas, a água merece destaque (SUGUIO, 2006). São cerca de um bilhão e trezentos milhões de quilômetros cúbicos de água compondo a hidrosfera terrestre (SPERLING, 2006). Nosso planeta reúne uma combinação de fatores bastante rara no universo conhecido. Ao abordar o planeta Terra como o nosso lugar no Universo, Schweitzer e Santos (2018, p. 51) destacam: “A Terra apresenta muitas características que a distinguem dos demais planetas. Em nenhum outro planeta conhecido ocorre uma combinação de fatores semelhante à que vivenciamos aqui. A combinação é perfeita para a existência de água em estado líquido e para a evolução da vida”. Ampliando a reflexão, pode-se destacar, ainda, a participação das fases gasosas e sólidas da água no ciclo hidrológico, bem como das variáveis envolvidas nesse processo cíclico e natural de renovação da água, que permite entender a água como um recurso natural renovável, porém, limitado, em especial se considerarmos a grande e crescente demanda mundial por água. A Terra é um grande reservatório de água e quantificar o volume total apresenta-se como um grande desafio. Fontes bibliográficas que tratam das quantidades de água no planeta podem divergir um pouco sobre os volumes de água no planeta Terra. Diferentes obras podem acabar citando diferentes volumes de água para o planeta. Considerando os valores que aparecem em fontes distintas entre 96% (noventa e seis por cento) e 97% (noventa e sete por cento) do total de água do planeta ser salgada (SUGUIO, 2006; PRESS et al., 2006). Assim, o trabalho de Sperling (2006) realizou uma revisão bibliográfica que destaca as variações encontradas entre diferentes estudos que quantificaram o volume de água do planeta e fundamentam assim a estimativa proposta de que o volume atual de água disponível no planeta Terra remete ao valor médio de 1,3 bilhão de km³ de água, sendo que desse total, cerca de 97,08% é água salgada, restando algo próximo de 2,92% de águas não oceânicas que compõem as águas continentais, da atmosfera e da biosfera (SPERLING, 2006). 46 UNIDADE 1 — A ÁGUA FIGURA 9 – DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NO PLANETA TERRA FONTE: Sperling (2006, p. 198) TABELA 1 – DISTRIBUIÇÃO DAS ÁGUAS NO PLANETA Distribuição % Oceanos 97,08% Águas não oceânicas 2,92% FONTE: Sperling (2006, p. 198) Essa grande quantidade de água existente na Terra cobre vastas extensões do planeta, formando grandes acumulações, preenchendo as bacias oceânicas, escoando pelas bacias hidrográficas através dos córregos e rios, por vezes se acumula em lagos e também em espaços subterrâneos, além de outras parcelas que formam as geleiras e umedecem a atmosfera e assim contemplam a vida orgânica da biosfera (PRESS et al., 2006). A água é fundamental para a manutenção da existência da biosfera, que é o geossistema biótico e envolve todas as formas de vida orgânica do planeta Terra. A biosfera demanda por água na sua própria existência e assim se insere no ciclo biogeoquímico (ODUM 1986), as quantidades mudam, mas todos os animais, vegetais e fungos dependentes da água para existir. O geossistema biótico, a biosfera, é sustentado pelos geossistemas abióticos, que são a litosfera, a hidrosfera e a atmosfera (CHRISTORPHESON, 2012), ou seja, é a partir das rochas e minerais que compõem a litosfera, das águas que compõem a hidrosfera e dos gases que compõem a atmosfera que as condições ambientais se configuram na forma que conhecemos, permitindo assim o sucesso da existência da biosfera. A biosfera é a vida no planeta e que, com os demais geossistemas, dependem da energia solar para impulsionar os processos de cada geossistema. A água não é diferente, tem renovação cíclica e suas características físicas e químicas, bem como as propriedades térmicas, em especial, o comportamento das moléculas de água nas mudanças de fase, resultam na movimentação do ciclo hidrológico, que renova o elemento. Entendendo ainda que para existir água nos três estados TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 47 da matéria, sólido, líquido e gasoso simultaneamente no planeta a combinação de fatores que precisa se estabelecer é muito específica. Mudanças nos padrões das temperaturas do planeta podem chegar ao extremo de inviabilizar a vida no planeta Terra. Como já sabemos a energia recebida do sol aqui na Terra é parte integrante de uma combinação perfeita da quantidade de energia que recebemos do astro, com a capacidade da atmosfera de filtrar, absorver, converter, emitir e ainda de reter partes da energia solar de uma maneira muito singular que permite equilibrar e distribuir o calor ao redor do planeta. Com isso em mente, devemos considerar que recebemos insolação ideal e resta à humanidade o comprometimento de contribuir com atitudes cotidianas em busca de manter a saúde da atmosfera, pois é possível compreender que alterações nos elementos que compõem nossa atmosfera podem resultar em alterações nas condições ambientais do planeta Terra. Com o que já foi apresentado desde os tópicos anteriores até aqui, é possível compreender que se a temperatura na Terra fosse mais alta poderia levar a água ao ponto de ebulição e fazer todo o líquido ferver, evaporando, ou seja trocando de fase, passando para forma gasosa. Ao mesmo tempo, também é possível refletir considerando que a energia solar que recebemos nos aquece o suficiente para não permitir que as temperaturas fiquem abaixo do ponto de fusão da água, o que solidificaria a água do planeta. A abundância de água na superfície do planeta, bem como a maneira muito particular que a água se comporta em resposta às condições ambientais impostas pela dinâmica terrestre devem ser foco de atenção, pois a variação de alguns graus a mais, ou a menos na temperatura do planeta pode inviabilizar as condições para existência da vida no planeta. A insolação apesar de muito importante e mesmo fundamental, não é o único fator que cria a condição ambiental que temos no planeta Terra. Assim, a insolação atua com as características físico-químicas da água, que conferem o comportamento singular ao elemento; permitindo que exista água simultaneamente nas diferentes partes do planeta e nos três estados físicos, sólido, líquido e gasoso (CHRISTOPHERSON, 2012). Como destaca Suguio (2006, p. 15): “É preciso admitir que a formação das matérias componentes da Terra e as condições de sua origem tenham sido extremamente favoráveis à preservação de grande volume de água”. A distância entre o Sol e a Terra é suficiente para absorvemos energia solar em quantidade ideal, pois a insolação não é tão forte a ponto de vaporizar totalmente a água para o Espaço Sideral, nem o Sol está tão distante que a temperatura fique baixa o suficiente para que a água do planeta se congele totalmente. O efeito estufa deve ser considerado, pois assim como os oceanos atua namanutenção das temperaturas do planeta. A insolação desigual recebida no planeta aquece mais intensamente os trópicos do que os círculos polares, e as diferenças de temperaturas criam movimentos atmosféricos (CHRISTOPHERSON, 2012). Levando as águas continentais, das geleiras, além das águas presentes na atmosfera e na biosfera aos movimentos que influenciam diretamente a vida no planeta Terra. 48 UNIDADE 1 — A ÁGUA O acesso à água causa disputas em diversas partes do mundo, o papel geopolítico que um território rico em água tem no cenário internacional que as disputas por água são recorrentes na história. As reservas subterrâneas como o aquífero guarani que se estende ultrapassando fronteiras na América do Sul, ou a retenção artificial de água o que impede que os usuários a jusante possam utilizar a água, são exemplos que podem estar no centro de conflitos entre atividades que utilizam água. As questões de acesso a água, disponibilidade, qualidade, entre outros, podem ser discutidas por diversas perspectivas da geografia. Na perspectiva física, a geografia busca o entendimento dos processos e dos sistemas naturais, ainda pela perspectiva geográfica o foco pode ultrapassar o entendimento dos processos físicos indo até a compreensão das interferências humanas e das consequências sociais, alcançando até mesmo a percepção dos processos geopolíticos. Dessa maneira, reafirmamos que os conhecimentos que envolvem a água são fundamentais a todo cidadão. 3 ÁGUA NO PLANETA TERRA É comum encontrarmos análises geográficas que dividem o planeta em hemisférios Norte-Sul e Oriente-Ocidente. A divisão Norte-Sul, ocorrendo na linha do equador, que é perpendicular ao eixo de rotação do planeta e o divide em duas metades a Norte e a Sul. A linha do equador pode ser indicada como o principal paralelo da rede geográfica. Outra divisão comum é referência para os meridianos principais e a partir deles as longitudes. A divisão Oriente e Ocidente tem um caráter mais civil e político por dividir o planeta em porções Leste e Oeste, considerando que o meridiano de Greenwich é o delimitador, e a latitude zero, assim utiliza o fuso horário 0 (zero), pois o meridiano de Greenwich é referência civil para as horas, é o meridiano principal e o antemeridiano de Greenwich, ou seja, no meridiano exatamente oposto, está a referência para a linha internacional da data. Entretanto, quando abandonamos a perspectiva mais tradicional e amplamente adotada e nos permitimos, mesmo que por apenas algumas reflexões, acompanhar a perspectiva oferecida por Christopherson, que ao mudar o ponto de vista conclui “De fato, quando se olha para a Terra de determinados ângulos, parece Com isso fica a reflexão sobre o modo de vida dos seres humanos, pois dependemos da água não apenas por razões orgânicas, como os demais seres vivos, mas também utilizamos água em diversos processos tecnológicos que desenvolvemos ao longo da história da humanidade, utilizamos água para irrigação das plantações, também transformamos a força da gravidade em energia mecânica com as antigas rodas d’água os antigos moinhos e avançando para geração de energia elétrica, além dos diversos produtos de consumo que levam água em sua composição. DICAS TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 49 haver um hemisfério oceânico e um hemisfério continental” (CHRISTOPHERSON, 2012, p. 177). Como é possível observar na Figura 10, onde Brewer (1890) já oferecia essa perspectiva de análise ao apresentar o planisfério “The Land Hemisphere and the Water Hemisphere”, quem em uma tradução livre seria algo como “O hemisfério continental e o hemisfério oceânico”, onde se percebe que um hemisfério é predominantemente oceânico e outro massa continental ocupando área muito maior. FIGURA 10 – HEMISFÉRIOS OCEÂNICO E CONTINENTAL FONTE: <http://etc.usf.edu/maps/pages/10800/10871/10871b.pdf>. Acesso em: 2 dez. 2020. A tecnologia disponível, em especial as ferramentas de diversos sites da internet, dentre eles as ferramentas do Google Earth, permitem gratuitamente a visualização de diversas partes do planeta. É possível visitar as bacias hidrográficas, ou pontos turísticos ao redor do mundo, ao permitir o usuário controle para mover o globo terrestre que é visualizado na tela do computador, assim permite a visualização por uma perspectiva onde se torna possível perceber o hemisfério oceânico. DICAS Indo além da perspectiva de hemisférios continental e oceânico, tomamos uma análise da distribuição da porção de água, encontrada no planeta Terra entre os oceanos, continentes (superfície e subsolo) e atmosfera. Nos oceanos estão acumulados a maior parte de toda essa água, podemos assumir que quase toda a água do planeta Terra contém sais dissolvidos em quantidades elevadas que impedem o consumo. E essa conclusão vem apenas com duas informações: a primeira, de que os oceanos são salgados; e a segunda, obtida pela visualização do 50 UNIDADE 1 — A ÁGUA mapa do planisfério físico da Terra com uma observação em torno da dimensão dos oceanos. Após a leitura do mapa, é possível perceber que a maior parte da superfície do planeta é água. FIGURA 11 – PLANISFÉRIO FÍSICO FONTE: Adaptada de <https://cutt.ly/GhBERTQ>. Acesso em 23 out. 2020. Como já sabemos, das águas do planeta apenas 2,92% (dois vírgula noventa e dois por cento) não são salinizadas, é essa pequena proporção que compõe a parte de água potencialmente própria para o consumo humano, é a porção das águas do planeta que denominamos de água doce, que na realidade, é uma água com baixa concentração de sais. O que não significa que essa porção de água está disponível para o consumo, pois apenas uma ínfima quantidade de água doce está disponível de forma direta para o consumo. Podemos observar na figura 12 que os maiores reservatórios das águas não oceânicas são as geleiras e as águas continentais (SUGUIO, 2006). A maior parte dessa água está na forma sólida das geleiras, em seguida estão as águas subterrâneas, sendo que as águas dos lagos, umidade do solo, atmosfera, rios e organismos totalizam apenas 0,7% (zero virgula sete por cento) sendo ainda menor a porção de água disponível para consumo direto, que são denominadas de águas continentais. Podemos entender por águas continentais, todos os rios, os lagos e as águas subterrâneas (PRESS et al., 2006). TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 51 FIGURA 12 – DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DOCE DO PLANETA TERRA FONTE: Sperling (2006, p. 198) Com isso precisamos considerar os lagos e os rios como fontes diretas de água e assim percebemos que apenas 0,016% das águas do planeta estão disponíveis para o consumo (SPERLING, 2006). Ainda em tempo, cabe destacar que, dessa parcela de 0,016% de água disponível estão incluídas as águas que se apresentam poluídas e dessa maneira pode ser muito menor o volume de água disponível efetivamente para a humanidade. Considerando que já é possível através das tecnologias conhecidas conter muito dessa poluição. Ao perceber a realidade fica a impressão de que não temos sido muito eficientes no que diz respeito a usos sustentáveis do planeta até o presente momento, exceto por alguns poucos exemplos, mas que passam a ser multiplicadores de boas práticas. TABELA 2 – DISTRIBUIÇÃO DAS ÁGUAS NÃO OCEÂNICAS Parcela da água % da água não oceânica % da água do planeta Geleiras 65,484 % 1,915230 % Águas subterrâneas 33,791 % 0,988280 % Lagos 0,564 % 0,016460 % Umidade do solo 0,127 % 0,003660 % Atmosfera 0,034 % 0,000950 % Rios 0,003 % 0,000090 % Organismos 0,003 % 0,000070 % FONTE: Adaptada de Sperling (2006) 52 UNIDADE 1 — A ÁGUA Partindo agora do pressuposto da riqueza brasileira em relação à disponibilidade de recursos hídricos, o país se destaca pela descarga de água doce que atinge os 177.900 m3/s (cento e setenta e sete mil e novecentos metros cúbicos por segundo) que se somados com a descarga da Amazônia internacional que atinge 73.000 m3/s (setenta e três mil metros cúbicospor segundo) e assim correspondem a mais da metade da produção de água doce da América do Sul e cerca de 12% da produção mundial de água (REBOUÇAS, 2006). Com relação à disponibilidade de água, sabemos da riqueza hidrológicas brasileiras, que é formada por muitos rios, e que estes abastecem as diversas populações. Muito se ouve falar da imensa hidrografia brasileira, da grande quantidade de água que existe, ou pelo menos imaginava-se que deveria existir. Quando a análise se dá em razão da disponibilidade per capita, o Brasil aparece apenas em 9° nono lugar dentre os países com maiores disponibilidades de água doce (SPERLING, 2006) Mesmo com o nono lugar, ainda temos considerável disponibilidade de água para abastecer as cidades e o campo. Todavia, será que essa riqueza natural tem capacidade de suportar demandas crescentes? Não só da produção agropecuária, mas da indústria, e das cidades. Muitas atividades dependem diretamente da disponibilidade de água para ocorrer produção, as cidades dependem de água, todos precisam de água de boa qualidade. Por isso a gestão adequada dos recursos hídricos é muito importante assim como os demais ciclos biogeoquímicos e geoquímicos. Nossa espécie tem uma demanda crescente por água, primeiro porque a população mundial vem crescendo constantemente, somamos 7 bilhões de pessoas no mundo em 2011, em 2020 temos mais de 7,6 bilhões de pessoas no mundo até 2050 seremos 9 bilhões, como a humanidade está se preparando para esse crescimento? Será que o nosso planeta irá suportar tantas pessoas? Além do número de pessoas, a demanda per capita de água também cresce em grande parte por conta de que cada vez mais a produção industrial e agropecuária cresce e, assim, necessita de mais água em seus processos produtivos, além da crescente escassez de fontes de água potável para abastecer a população, a indústria e a agropecuária. No Brasil, a situação ainda confortável, apesar das secas no sertão, da poluição, dos racionamentos esporádicos no abastecimento urbano, entre outros aspectos que diminuem o acesso a água de alguns. Contudo, quando buscamos conhecer a realidade de outras regiões do planeta, mesmo que através de matérias jornalísticas, sites de internet, ou através de pesquisas científicas publicadas em periódicos acadêmicos, perceberemos que a dificuldade de acesso a água, já causa graves conflitos em algumas partes do planeta, alguns são conflitos violentos, conflitos armados, por conta do acesso a água. A água é uma questão geopolítica, pois chega a ser motivo de guerra entre nações. DICAS TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 53 4 O VOLUME DE ÁGUA NO PLANETA AO LONGO DO TEMPO GEOLÓGICO No início da formação do planeta Terra não havia água, tão pouco atmosfera. Os estudos científicos apontam que na história da formação da Terra, grande parte da água tem origem alienígena, pois as evidências indicam que grandes cometas gelados e detritos planetesimais carregados de hidrogênio e oxigênio contribuíram de forma eficaz para o acúmulo atual de água na Terra (CHRISTOPHERSON, 2012). A quantidade de água na superfície da Terra é regulada pelo equilíbrio entre a água que emerge do interior profundo das camadas internas do planeta que adiciona água ao sistema e os escapes de água para fora da atmosfera. Essa proporção vem se mantendo estável quando consideramos o último 1,81 (um milhão e oitenta e um mil de anos) do recente período Quaternário (SUGUIO, 2006). Na escala de tempo geológico, o período quaternário é o período mais recente, que se divide em épocas, sendo o Pleistoceno mais antigo do que o atual Holoceno, apesar de já surgirem discussões sobre se estamos ou não em um novo período geológico, o que não vamos discutir agora. A origem da água na Terra está diretamente relacionada com a formação do planeta, ainda no primórdio Éon Hadeano, dois eventos marcam a evolução o planeta e foram determinantes para existência de água por aqui. Um é que devido ao resfriamento do planeta uma fina crosta se solidifica formando uma superfície sólida o que permite a formação dos reservatórios de água líquida, e o outro é a intensificação do campo gravitacional que passou a aprisionar gases formando uma atmosfera primitiva rica em dióxido de carbono, amoníaco, metano, nitrogênio e vapor de água (POPP, 2010 apud SCHWEITZER, SANTOS, 2018) Assim, a força da gravidade aprisiona os gases que formam a atmosfera, que por sua vez se constitui como um reservatório de gases com destaque para o vapor de água. Ao mesmo tempo que a solidificação da crosta compõe a formação de bacias de acumulação para água líquida, assim se forma a condição primordial na origem da água no Planeta Terra. Ao longo da evolução, quando a Terra já apresentava uma superfície sólida capaz de armazenar líquidos e com atmosfera capturada pela força da gravidade, a Terra pela fase do bombardeamento que foi um período de cerca de 500 milhões de anos no início do Éon Arqueano. Nesse período, muita massa proveniente do espaço sideral colidiu com o planeta, que incorpora esse material e passa a ganhar massa. Logo a força gravitacional se eleva devido ao aumento de massa, e assim o planeta seguiu evoluindo. No final Arqueano, uma massa de água líquida já se distinguia na superfície da massa continental, que deixou registros de erosão há 3,8 bilhões de anos, e registros fósseis de 3,5 bilhões de anos atrás evidenciam as mais antigas formas de vida orgânica no planeta (PRESS et al.,2006). As formas de vida do planeta estão relacionadas diretamente com a presença da água, mas também com as condições atmosféricas, não só no que diz respeito a temperaturas, ventos, chuva, raios, mas principalmente por conta da concentração dos diferentes gases, o que então influenciam na condição climática do planeta. 54 UNIDADE 1 — A ÁGUA Cabe destacar que a quantidade de água não está diretamente relacionada com os problemas atuais referentes à elevação do nível médio dos mares, pois essa variação no tempo presente é referente a mudanças nas quantidades armazenadas na forma de gelo como destaca Torres (2014, p. 162): “Ainda que hoje a quantidade global de água na Terra seja igual à da era glacial, a quantidade congelada variou muito ao longo do tempo geológico”. Essas variações alteram os litorais, e considerando que as populações ao redor do planeta estão concentradas em áreas litorâneas uma subida do nível dos mares tem potencial para afetar bilhões de pessoas. Os reservatórios naturais de água do planeta Terra são os oceanos, as geleiras, os aquíferos, os lagos, os rios, a atmosfera e a biosfera. Na totalidade, esses reservatórios comportam toda a água envolvida no ciclo hidrológico. Todavia os diferentes reservatórios apresentam fluxos de entrada e saída, denominados influxo e defluxo respectivamente. São influxos a carga pluvial e fluvial de água que chega ao reservatório e defluxos a perda de volume que ocorre principalmente por evaporação ou por defluxo fluvial, a duração da permanência da água no reservatório é denominada de tempo de residência da água (PRESS et al., 2006, p. 314). Águas superficiais A superfície do planeta é predominantemente coberta por água dos oceanos e em quantidades bem menores por geleiras. O escoamento superficial das águas que precipitam aplaina e modela a superfície do planeta através dos processos de intemperismo, erosão, transporte e deposição. As águas meteóricas são as águas da superfície do planeta que estão constantemente inseridas no ciclo hidrológico (SUGUIO, 2006). Águas oceânicas As águas oceânicas são salgadas por conta da grande quantidade de elementos dissolvidos, onde apenas seis elementos formam 99% (noventa e nove por cento) dos sais marinhos, e destes apenas o sódio (Na) e cloreto (Cl) representam cerca de 85% (oitenta e cinco por cento) do total de sais. O sódio (Na) e cloreto (Cl) formam o cloreto de sódio ou NaCl que conhecemos cotidianamente como sal de cozinha. Na água do mar a salinidademédia é de 35g/kg, ou seja, para cada 1kg (um quilograma) de água do mar existem 35g (trinta e cinco gramas) de sólidos dissolvidos nela, em geral a salinidade é expressa em partes por milhão (ppm), no caso da água do mar representa 35ppm (CARVALHO JUNIOR, 2014). Na foz dos rios com os mares ocorre o encontro de massas de água com densidades diferentes, pois as águas salgadas têm maior densidade do que as águas dos rios, ditas “doces”, nesse encontro a água do mar mais densa fica por baixo, formando a cunha salina que pode adentrar muitos quilômetros em rios de planícies. Também é a diferença de densidade, por conta das variações de temperatura e salinidade que ocorre a circulação termo-halina, que é uma lenta corrente no fundo dos oceanos que realiza trocas de calor redistribuindo o calor absorvido e com isso se apresenta com papel fundamental na manutenção do clima do planeta (CHRISTOPHERSON, 2012). TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 55 As correntes superficiais dos oceanos estão relacionadas com a fricção gerada pelo movimento do ar. Assim, as correntes oceânicas são resultantes da inteiração na interface atmosfera-oceano, onde o arrasto do vento na água e a força de Coriolis, além dos movimentos decorrentes da diferença de densidade e da atração gravitacional das marés geram movimentos de massas de água, esses movimentos são influenciados ainda pelas formas dos continentes e pelo relevo submarino (CHRISTOPHERSON, 2012). As forças astronômicas da atração gravitacional envolvendo o Sol, a Lua e a Terra resultam em movimentos de subida e descida do nível do mar. São movimentos que por vezes regem a vida das pessoas que vivem no litoral, em especial quando essas pessoas são ligadas à pesca ou à navegação. As oscilações do nível da maré é consequência direta da Lei da Gravitação Universal. Ocorre que a Lua ao se manter na órbita da Terra, também exerce certa atração gravitacional que resulta na atração das águas elevando o nível da maré. O Sol também tem influência na variação das marés, em especial quando o Sol, a Lua e a Terra estão alinhados e assim a atração gravitacional fica mais intensa e o resultando é a maior amplitude do nível da maré, que denominamos maré de sizígia (PRESS et al., 2006). O nível da maré é regido pela maré astronômica, mas é influenciado também pela maré meteorológica, que pode elevar ainda mais o nível das águas devido ao empilhamento de águas sobre o continente devido à direção que o vento empurra as águas, como também pelo deslocamento de uma zona de baixa pressão atmosférica. São fatores que produzem as marés de ressaca que atingem o litoral durante as tempestades e podem causar erosão e destruição de estruturas (PRESS et al., 2006). Lagos e pântanos: reservatórios superficiais Os lagos e represas formam reservatórios importantes de água doce. Lagos e lagoas não possuem uma diferença estabelecida, mas é importante não confundir com laguna. As lagunas se ligam ao mar, enquanto os lagos são corpos fechados que retém a água que recebem. Os reservatórios são estruturas artificiais de acumulação de água, a denominação de açude também é comum para esses reservatórios. O termo açude tem origem árabe as-sudd e significa represar a água, destaca o termo como resultante da influência dos mouros sobre os colonizadores portugueses que ingressaram na colonização do semiárido nordestino (REBOUÇAS, 2006). Um lago é uma depressão no solo originada por causas diversas, com formas, profundidades e extensões variadas, são abastecidos pelas águas do escoamento superficial dos rios afluentes, também pode dar continuidade ao escoamento por rios emissários, evitando o transbordamento. Os lagos estão de forma mais frequente localizados junto a montanhas e predominantemente no Hemisfério Norte, a gênese dos lagos pode estar associada a processos tectônicos, vulcânicos, residuais, de erosão, de barragem, mistos entre outros de menor ocorrência (GUERRA; GUERRA, 2015). 56 UNIDADE 1 — A ÁGUA A maioria dos lagos do planeta possuem origem glaciária, tectônica ou vulcânica. A maior parte dos lagos, são lagos glaciares, que ocupam os vales modelados por geleiras, são predominantemente encontrados, no Canadá, na Escandinávia e na Rússia, juntos somam 58% (cinquenta e oito por cento) da superfície lacustre da Terra (REBOUÇAS, 2006). Os lagos tectônicos são formados por movimentações tectônicas podem ocupar as linhas de falha ou vales. São mais comuns nas áreas de terra firme da planície amazônica, nas proximidades da cidade de Manaus onde os lagos apresentam formas de ângulo reto denominados ‘joelhos de fratura’ (GUERRA; GUERRA, 2015). Uma bacia de subsidência também pode originar um lago, como ocorre na África. O lago Vitória que tem nas suas águas a tríplice fronteira entre Uganda, Quênia e Tanzânia, essa acumulação de água se dá em uma bacia de subsidência (REBOUÇAS, 2006). Os pântanos são áreas planas com baixadas inundadas próximas a rios (GUERRA; GUERRA, 2015). O termo pântano ou alagado indica terras que apresentam abundância de água na superfície. Um bom exemplo é o Pantanal Mato-grossense, que apresenta uma importante área de terras alagadas na época das cheias. Os pântanos formam ambientes aquáticos lênticos, por conta do escoamento lento de suas águas. Rios Conforme Guerra e Guerra (2015, p. 543) o termo rio define uma “Corrente líquida resultante da concentração do lençol de água em um vale”; ou, ainda, como aponta Medeiros (2016, p. 273) os rios “... podem ser definidos como correntes contínuas de água, mais ou menos caudalosas, que percorrem determinada distância ao longo da bacia e desaguam no mar ou em um lago”. Os rios podem ser abastecidos por águas pluviais, por fontes naturais, pelo degelo da neve e de geleiras ou ainda por um emissário de um lago (GUERRA; GUERRA, 2015). De maneira geral, os rios devem ser considerados como a resultante do conjunto de cursos de água que escoam na bacia hidrografia, então o volume de água de um rio principal é resultado da drenagem, que se inicia no menor dos cursos de água que recebe a drenagem superficial e escoa para as partes mais baixas do terreno. Com isso, os primeiros cursos de água vão ganhando volume e, conforme escoam, encontram-se com outros cursos de água, incrementando o fluxo, até ganhar volume suficiente para ser considerado um córrego, riacho ou rio. O volume da água aumenta com as confluências e, assim, surgem os pequenos córregos, que, por sua vez, seguem drenando a bacia hidrográfica, ganhando volume e se encontrando com outros cursos de água até desaguarem em um rio principal (PINTO et al., 1976). TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 57 Classificação dos cursos d’água superficiais Conforme o Manual de Geomorfologia do IBGE, a classificação dos canais fluviais pode ser realizada em função da geometria, em que a sinuosidade do curso de água é o principal parâmetro para denominação. Os canais fluviais podem ser classificados em função do padrão e características dos canais em retilíneo, anastomosado e meandrante (IBGE, 2009). A ocorrência dos canais retilíneos é bastante restrita, escoam as águas quase em linha reta, em geral estão associados a linhas do controle estrutural do embasamento ou quando ocorrem em depósitos do quaternário podem ser indicadores de movimentos neotectônicos (IBGE, 2009; MEDEIROS, 2016). Os canais anastomosados são caracterizados por conta das sucessivas ramificações e reencontros dos cursos de água, dando origem a ilhas fluviais. Sendo que os canais meandrantes se esgueiram pela planície em sinuosas curvas, como se fosse um movimento de serpente, erodindo a margem côncava e depositando na margem convexa (IBGE, 2009; MEDEIROS, 2016, p. 285). Quanto à frequência do escoamento Rios perenes, segundo Guerra e Guerra (2015, p. 547), são “Cursos de água cujo leito menor está sempre transportando o deflúvio da bacia contribuinte”. Dessa maneira podemos entender por rio perene aquele quesempre apresenta algum fluxo na vazão do escoamento superficial, ou seja, correm águas constantemente em seu leito. Rios intermitentes são aqueles rios temporários, que na época das chuvas se enchem, drenando áreas que receberam a irrigação das chuvas depois de longa estação seca. Na época seca, os rios intermitentes secam completamente, como acontece com os rios do interior do nordeste brasileiro (GUERRA; GUERRA, 2015). Os rios efêmeros são aqueles que drenam apenas o escoamento superficial e subsuperficial das chuvas no momento que acontecem, cessando o escoamento praticamente no momento seguinte ao que cessam as chuvas, ou seja, drenam áreas onde não existem nascentes de água (GUERRA; GUERRA, 2015). Quanto à disposição dos canais O padrão de drenagem proposto de Howard (1967 apud IBGE, 2009) trata da disposição dos cursos de água que formam a drenagem e classifica os canais conforme a disposição destes, em drenagem: dendrítica, pinada, paralelo, treliça, retangular, radial, anelar, além de combinações com variações diversas (IBGE, 2009). Drenagem dendrítica se apresenta ramificada convergindo a um rio principal. Drenagem pinada, ou retangular, apresenta cursos de água com ângulos quase retos, formas relacionadas com a estrutura e a tectônica local. 58 UNIDADE 1 — A ÁGUA Drenagem paralelo em geral ocorrem em vertentes íngremes. Drenagem em treliça ocorre quando rios que correm em paralelo recebem afluentes transversais, a drenagem retangular os ângulos da drenagem são quase retos, 90º (noventa graus) por influência de condições estruturais e tectônicas, drenagem radial é quando as nascentes estão próximas e se irradiam em todas as direções. A drenagem anelar se apresenta em uma geometria circular (MEDEIROS, 2016). Quanto ao destino de drenagem O padrão do escoamento de uma bacia de drenagem pode se diferenciar conforme o destino das águas. Quando as águas correm da nascente para o litoral direto em direção ao mar, podemos dizer que temos uma bacia com drenagem exorreica. Quando as bacias drenam suas águas para o interior de depressões, em desertos arenosos, lagos ou para o interior do continente que mais adiante encontrará um rio principal com destino à foz junto ao mar, a drenagem é denominada endorreica. Nas planícies, temos a drenagem arreica onde o relevo não possui inclinação suficiente para formar uma rede de drenagem. Existe ainda a drenagem criptorreica, que ocorre em bacias de características cársticas, que formam uma drenagem subterrânea através dos calcários (CHRISTOFOLETTI, 1974 apud MEDEIROS, 2016). Águas subterrâneas: aquíferos O conceito de água subterrânea deve ser entendido como toda aquela água “...que se infiltra nas rochas e solos, caminhando até o nível hidrostático” (GUERRA, GUERRA, 2015, p. 28). As águas subterrâneas são formadas ao longo do tempo pela lenta infiltração de água no solo constituindo reservas de água doce (RIGHETTO, 1998). “A quantidade de água no subsolo é cem vezes maior que aquela dos rios e lagos, mas a maior parte dela não é utilizável porque contém grandes quantidades de material dissolvido” (PRESS et al., 2006, p. 314). Todavia cabe ainda lembrar que apenas é possível o acúmulo subterrâneo de água, por conta da existência de rochas permeáveis que formam camadas interiores, que permite a retenção de água (GUERRA; GUERRA, 2015). As rochas permeáveis possuem interstícios, por onde a água consegue penetrar e ocupar os espaços vazios existentes na rocha. Os aquíferos podem ser diferenciados em relação a suas águas estarem confinadas, aquíferos cativos, ou não confinadas formando os aquíferos freáticos (GUERRA; GUERRA, 2015). Os aquíferos cativos estão confinados entre camadas impermeáveis em pressões distintas da pressão atmosférica (MARTINS, 1976). Os aquíferos cativos também podem ser denominados aquíferos confinados (Figura 13), em geral são mais profundos. Podemos distinguir os aquíferos em superficiais ou freáticos dos aquíferos profundos (RIGHETO, 1998). Os aquíferos freáticos são os de superfície livre, assim ficam sujeitos à ação da pressão atmosférica e sob influência direta da insolação e da precipitação (MARTINS, 1976). TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 59 FIGURA 13 – TIPOS DE AQUÍFEROS E NÍVEIS DE PRESSÃO FONTE: Adaptada de <http://jrborghetti.com.br/site/images/livros/integracaodasaguas.pdf>. Acesso em: 31 out. 2020. Geleiras Os geólogos consideram o gelo como uma rocha, pois se percebem características semelhantes entre o gelo e a rocha, ambos são minerais e formam cristais. Quando a água fluída se solidifica formando gelo, o que se percebe é um comportamento semelhante ao que ocorre na solidificação do magma para formação de rochas ígneas. Assim como a neve que também se comporta como sedimento e forma depósitos sedimentares na superfície, que se somam com novas camadas ao longo do tempo e com isso as camadas que vão se sobrepondo aumentam o peso exercido nas camadas superiores, ou seja as camadas superiores passam a exercer pressão nas camadas inferiores. Ainda, de forma semelhante às rochas metamórficas, por conta do peso das camadas superiores o aumento da pressão resulta na recristalização de camadas inferiores (PRESS et al., 2006). Assim, gelo é rocha, formado por cristais de água que é um mineral, com uma característica marcante que é a temperatura do ponto de fusão do gelo ser em 0 ºC (zero grau centígrado). Para recordar o que já vimos, fusão é a mudança da fase sólida para a fase líquida. Para comparação o ponto de fusão para levar ferro sólido ao estado líquido é de 1535 °C (um mil, quinhentos e trinta e cinco graus centígrados). Com isso, vimos que o comportamento do gelo pode ser entendido de forma semelhante ao comportamento das rochas e com essa perspectiva consolidada podemos agora entender as geleiras, que são descritas por Press et al. (2006, p. 388) como “... grandes massas de gelo na superfície que mostram evidência de estarem em movimento ou de terem se movido alguma vez”. A formação de geleiras depende diretamente da temperatura, pois sabemos que em temperaturas maiores que 0 °C (zero grau centígrado) o gelo vira água e assim a geleira se desfaz. Com isso as geleiras estão localizadas em elevados 60 UNIDADE 1 — A ÁGUA vales nas altas montanhas onde, devido à altitude, mesmo em regiões tropicais, as temperaturas se mantêm abaixo de zero. Nas regiões polar e subpolar, nas altas latitudes, a insolação é menor, e com isso as temperaturas se tornam mais baixas e propícias à formação de geleiras. Contudo, não basta que a temperatura seja adequada para a formação e manutenção da geleira, pois o segundo fator determinante para a formação das geleiras é a quantidade de precipitação da umidade do ar na forma de neve, em quantidades suficientes para acumular e dar origem então à geleira (PRESS et al. 2006). As geleiras podem ser classificadas conforme seu tamanho e forma. Geleira de montanha As geleiras de montanhas são as acumulações de neve e gelo recristalizado, também pode ser encontrada a denominação de glaciar ou geleira alpina, por conta dos Alpes, a cordilheira existente na Europa Central, onde as geleiras de montanhas são comuns. A geleira de vale é um dos principais tipos de geleiras de montanha. Podemos entender as geleiras de vale literalmente como um rio de gelo, pois apesar de lento, o deslocamento da massa congelada existe, segue descendo o vale confinada entre as cabeceiras nas montanhas que formam o vale, por vezes, ocupa toda a largura (figura 14) e mesmo a totalidade vertical do vale e se move muito lentamente impulsionado pela força da gravidade. FIGURA 14 – GELEIRA DE VALE PERITO MORENO, SANTA CRUZ, ARGENTINA FONTE: <www.elcalafate.tur.ar/img/img-bnn/perito-slider.jpg>. Acesso em: 5 out. 2020. As geleiras de vale se apresentam como potente agente da erosão, uma vez que se apresentam como transportadores muito eficientes e pouco seletivos, são capazes de transportar elevada quantidadede sedimentos sem selecionar o tamanho das partículas, podem transportar desde silte e argila até matacões e blocos de rocha (PRESS et al. 2006). Ao se mover a geleira altera a montanha, vale ou cânions, pois passa com alta capacidade de erosão e transporte, escavando o terreno original e transportando os detritos para outras partes (CHRISTOPHERSON, 2012). TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 61 Além da geleira de montanha que é a forma mais expressiva dentre as geleiras continentais, outras denominações para formas específicas de glaciares existem, mas não são expressivas no que diz respeito ao volume de gelo. Geleiras continentais As geleiras continentais são formadas por acumulação de gelo sobre grande parte de um continente. Acumulam o espesso lençol de gelo que pode ser denominado manto de gelo, ocorrem lentos movimentos impulsionados pela gravidade. O acúmulo de camadas de neve gera o gelo glacial que é resultado do processo de recristalização que ocorre devido à pressão exercida pelas camadas superiores. As geleiras continentais não estão restritas ao preenchimento dos vales, pois transpassam os vales que são completamente preenchidos e as terras continentais emersas que sustentam geleiras continentais são cobertas quase que totalmente pelo manto de gelo. Nas bordas do continente, o gelo avança sobre o mar originando os icebergs que são grandes blocos de gelo que se desprendem e seguem flutuando pelo mar (PRESS et al. 2006). Os maiores mantos de gelo continental do planeta Terra cobrem a Antártica e a Groelândia. São tão enormes que a massa continental subjacente, ou seja, abaixo, está isostaticamente deprimida, por conta do peso do gelo que comprime fortemente o terreno abaixo (CHRISTOPHERSON, 2012). Na Groelândia, a espessura do manto de gelo pode ultrapassar 3.200m (três mil e duzentos metros), são 2.800.000 km³ (dois milhões e oitocentos mil quilômetros cúbicos) de gelo cobrindo 80% da Groelândia que tem área de 4.500.000 km² (quatro milhões e quinhentos mil quilômetros quadrados). Apesar das dimensões grandiosas a Groelândia fica pequena quando comparada com a Antártica que abrange uma área continental de 12.500.000 km² (doze milhões e quinhentos mil quilômetros quadrados). As grandes geleiras formam um domo na porção central que se inclina em direção as margens (PRESS et al. 2006). FIGURA 15 – VISTA DOS POLOS SUL (ANTÁRTICA) E NORTE (ÁRTICO) FONTE: <https://cutt.ly/ZhBUM0D>. Acesso em: 28 out. 2020. 62 UNIDADE 1 — A ÁGUA As calotas polares são grandes sólidos, grandes extensões de gelo que ocorrem nos polos. No Norte é denominada calota de gelo, o Ártico é uma formação de gelo que permanece flutuando sobre o oceano no Círculo Polar Ártico. A calota polar antártica, ou seja, a calota que está no oposto do Ártico, é uma calota que se forma sobre um continente, por isso, na Antártica, a calota polar é uma geleira continental e o Ártico não. Sobre a fragilidade das geleiras frente ao aquecimento do planeta Suguio (2006, p. 26) destaca: As geleiras continentais corresponderiam a 2,15% da água terrestre e 90% delas são encontradas no Polo Sul. A fusão total dessas geleiras elevaria o nível dos oceanos em cerca de 50 m., portanto, este é um problema importante, quando se encara o aquecimento global, como uma das consequências do efeito-estufa. Água na atmosfera Sabemos que a atmosfera é um dos reservatórios de água do ciclo hidrológico, também sabemos que a água pode se apresentar em três fases distintas, sólida, líquida ou gasosa, sendo que na atmosfera quando a água se apresenta nas formas líquida ou sólida já ocorreu a condensação e a precipitação se inicia em seguida. Todavia, quando a água está armazenada na atmosfera, sua forma é de vapor. A umidade do ar é a quantidade de água armazenada na atmosfera, em forma de vapor, a capacidade de reter umidade pode variar conforme a temperatura que em geral é a mesma do vapor de água e do ar (CHRISTOPHERSON, 2012). Precisamos refletir, pois muito ouvimos falar sobre o aquecimento global, sobre o efeito estufa, muita informação por vezes confusas para compreender, primeiro ponto que é certo, o gelo não existe em temperaturas maiores que 0°C (zero grau centígrado), segundo o efeito estufa é natural, uma vez é a capacidade que a combinação de gases da atmosfera tem de reter parte do calor recebido do Sol e refletido pela Terra. Já o aquecimento global é a elevação das temperaturas médias da Terra. O que acontece é que o modo de vida atual dos seres humanos, com consumo excessivo de recursos naturais gera emissões elevadas de gases do efeito estufa, o que aumenta a concentração desses gases na atmosfera, que passa a reter mais calor, elevando as temperaturas do planeta. Então, o aquecimento global é a resultante de um processo natural que tem sido impulsionado pelo modo de vida dos seres humanos. DICAS TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 63 5 PROCESSOS ADIABÁTICOS, DIABÁTICOS E GRADIENTE ADIABÁTICO Os processos adiabáticos não envolvem trocas de calor, são resultantes da variação de temperatura que ocorre em reposta à diminuição da pressão, onde o ar ao subir sofre menor pressão e as moléculas se expandem resultando no resfriando. Por outro lado, quando o movimento do ar é de descida ocorre um processo diabático, onde o ar é aquecido por conta da compressão das moléculas que ocorre com o aumento da pressão conforme diminui a altitude da parcela do ar, nesse movimento descendente ocorre troca de calor (CHRISTOPHERSON, 2012). Dessa maneira, os processos diabáticos e adiabáticos estão relacionados com a pressão que muda conforme a altitude. Assim, pode ser entendido que, quando o ar é ascendente, a pressão diminui a molécula se expande e resfria sem troca de calor, e quando o ar é descendente, a pressão aumenta conforme desce. Afinal, fica maior a coluna de ar que pesa sobre essa molécula. Com a pressão aumentando as moléculas vão sendo comprimidas elevando a temperatura, no processo adiabático ocorrem trocas de calor (CHRISTOPHERSON, 2012), ou seja, através de taxas de aquecimento e resfriamento se conhece a expansão ou compressão do ar. Umidade do ar A umidade reflete a capacidade do ar de manter o vapor de água, e essa capacidade varia em conjunto com a temperatura, as precipitações são resultantes da umidade acumulada no ar, ao atingir a saturação ocorre a condensação da umidade. Nuvens e nevoeiro Sabemos que as nuvens e os nevoeiros são formados a partir da condensação da umidade do ar. O que muitas vezes resulta na construção de verdadeiras obras de arte no céu, encantadoras, que seguem sua evolução mudando de forma, algumas podem parecer lindas e delicadas, enquanto outras, podem ser maravilhosas e assustadoras ao mesmo tempo. As diferentes altitudes e condições de formação criam variados tipos de nuvens (figura 16), os nevoeiros podem ser entendidos como nuvens junto ao solo que criem restrição de 1km (um quilometro) na visibilidade (CHRISTOPHERSON, 2012). A formação do nevoeiro indica ar saturado. A condensação do nevoeiro pode ocorrer por diferentes motivos, e pode ocorrer em conjunto a inversão térmica que é quando uma camada de ar mais quente se põe sobre o ar frio que está junto ao solo, com temperaturas próximas ao do ponto de orvalho. Também pode se formar por advecção quando o ar mais quente passa sobre massas de água frias, ou, ainda, nevoeiros de encosta formados pela ascensão orográfica do ar, ou nevoeiros de vale onde o ar resfria no fundo do vale até atingir o ponto de orvalho (CHRISTOPHERSON, 2012). 64 UNIDADE 1 — A ÁGUA FIGURA 16 – TIPOS DE NUVENS FONTE: <https://cutt.ly/NhBIzsM>. Acesso em: 21 nov. 2020. A classificação internacional de nuvens utiliza as nomenclaturas propostas por Howard, em 1803, que apresentou nomenclaturas em latim. A proposta de Howard atendeu de forma significativa à explicação sobre os tipos de nuvens, tanto que é utilizada até hoje para a descrição das nuvens, essa classificaçãodefine o tipo de nuvem conforme sua altitude e forma, que resulta em dez tipos básicos de nuvens (CHRISTOPHERSON, 2012). Quanto à forma das nuvens elas podem ser classificadas planas (stratus), flocos (cumulus) ou filamentosas (cirrus); essas formas se distribuem em diferentes altitudes constituindo quatro classes de altitude, nuvens altas (CH), nuvens médias (CM), nuvens baixas (CL) as nuvens com desenvolvimento vertical (CHRISTOPHERSON, 2012). As nuvens altas (CH), na maioria, são nuvens cirriformes, filamentosas, formadas por cristais de gelo, estão muito altas na atmosfera, entre 6.000 (seis mil) e 13.000 (treze mil) metros de altitude. A classe das nuvens altas tem três tipos de nuvens: Cirrus (Ci), Cirrostratus (Cs) e Cirrocumulus (Cc) (CHRISTOPHERSON, 2012). As nuvens médias (CM) são compostas por água e gelo, se estabelecem entre 2.000 (dois mil) e 6.000 (seis mil) metros de altitude com formas variando entre planas (stratus) e flocos (cumulus). Formam três tipos de nuvens: Altostratus (As), Altocumulus (Ac), Nimbostratus (Ns). As nuvens baixas (CL) estão distribuídas da superfície até os 2.000 (dois mil) metros de altitude, são compostas por água e se apresentam na forma de flocos globulares (cumulus) e planas (stratus), três tipos de nuvens se formam nessa classe: Stratus (St), Stratocumulus (Sc) e Cumulus (Cu) (Figura 16). TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 65 FIGURA 17 – NUVEM TIPO CUMULUS, SÃO BAIXAS, DE CONTORNOS NÍTIDOS, BASE PLANA, COMUNS EM DIAS DE TEMPO BOM FONTE: O autor A classe das nuvens com desenvolvimento vertical engloba nuvens inicialmente baixas, como os Cumulus (Cu), ou médias como Nimbostratus (NS), que evoluem ao acumular umidade extrapolando a camada original subindo na atmosfera. A nuvem Cumulonimbos (Cb) é o tipo que representa essa classe de nuvem. As nuvens baixas do tipo Cumulus podem evoluir passando a apresentar um desenvolvimento vertical na atmosfera que chega a alcançar os 13.000 (treze mil) metros de altitude, quando ocorre essa ascensão na atmosfera a nuvem cumulus deixa de ser um floco branco e passa a ter coloração mais escura em sua base quando passa a ser denominada cumulonimbos. As nuvens cumulonimbos se apresentam carregadas de água e gelo, podendo produzir precipitações intensas com chuvas torrenciais, granizo, raios e fortes ventos. Na parte superior, a nuvem se espalha formando um topo que pode apresentar forma de bigorna (CHRISTOPHERSON, 2012). ATIVIDADE PRÁTICA: CRIANDO NUVENS DENTRO DE GARRAFAS Objetivo: visualizar os processos diabático e adiabático na troca de estado físico na condensação e na evaporação. Materiais: uma garrafa PET, uma rolha, uma bomba de ar com bico de encher bola, 30 ml (aproximadamente) de álcool. ATENÇÃO: ao manusear álcool tenha certeza de estar longe de fontes de calor, fagulha ou faíscas, não utilize aparelho de telefone celular próximo a líquidos explosivos como álcool ou gasolina, também não mexa com fósforos ou isqueiros durante a realização da atividade. Método: a atividade pode ser realizada de forma individual ou em grupos de alunos, sendo que essa atividade passa pelas seguintes etapas: 66 UNIDADE 1 — A ÁGUA • 1° Etapa: furar a rolha com o bico de encher bola, de modo que a ponta do bico atravesse a rolha ficando para dentro da garrafa quando tampada. • 2° Etapa: colocar 30 ml de álcool na garrafa PET, tampar a garrafa com a mão e agitar intensamente por 40 segundos, cuidando para não derramar o álcool, essa etapa ocorre a evaporação onde parte do álcool deixa a fase líquida e passa para a fase gasosa de forma muito semelhante como ocorre com a água, mas ainda não é possível observar. • 3° Etapa: após ter agitado bem a garrafa, é necessário tampar imediatamente com a rolha de modo que a garrafa fique bem fechada e a ponta do bico fique para dentro da garrafa. • Atenção – na próxima etapa, mantenha o rosto longe da garrafa! • 4° Etapa: utilize a bomba de ar para encher a garrafa com ar elevando a pressão interna. Quando a garrafa já estiver bem dura por conta da pressão interna, retire a rolha que tampa a garrafa e nesse momento ocorrerá a condensação do vapor que estava na garrafa e será possível observar uma nuvem se formando dentro da garrafa devido a diminuição da pressão. A diminuição da pressão faz o vapor condensar passando para fase líquida no processo adiabático que ocorre sem troca de calor em um processo semelhante ao que ocorre com o ar ascendente que condensa com a diminuição da pressão. • 5° Etapa: com a nuvem ainda dentro da garrafa, tampe novamente a garrafa com a rolha e outra vez utilize a bomba de ar para injetar mais ar para dentro da garrafa. Isso vai elevar a pressão, agitando as moléculas. Quando as moléculas se agitam também produzem calor, então ocorre o processo diabático que com o aumento da pressão, a temperatura se eleva e ocorre a troca de calor entre as moléculas e assim a nuvem irá se desfazer com o aumento da pressão fazendo o líquido das gotículas da nuvem passarem para a forma de vapor. • 6° Etapa: toda atividade prática pede a elaboração de um relatório, assim, é recomendado a elaboração de relatório de atividade prática, com uma introdução que apresente a ideia da proposta e explique a teoria do experimento, apresente também a metodologia (materiais e métodos) da atividade, apresente os resultados obtidos e elabore uma breve discussão dos resultados apresentando algumas conclusões ou comparações entre o resultado esperado e o resultado obtido. Para visualizar o experimento, faça uma busca na internet por vídeos com o título “criando uma nuvem na garrada”. Você pode criar o seu próprio vídeo demonstrando o experimento. FONTE: <www.encurtador.com.br/gtCH4>. Acesso em: 20 nov. 2020. TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 67 A PROTEÇÃO DAS ÁGUAS: RECURSO NATURAL LIMITADO Margarida Regueira da Costa Alexandre Luiz Souza Borba José Liberato de Oliveira Henrique Rodrigo de Oliveira Pereira Albino Ferreira de França Conflitos de uso da água A partir da constatação de que a escassez é um limitador ao desenvolvimento vê-se que, assim como aconteceu com o petróleo no passado, a água pode vir a ser motivo de confrontos futuros em pelo menos cinco regiões do mundo. A tensão maior parece acumular-se entre Etiópia e Egito, pelas águas do Rio Nilo. Todavia, existem pelo menos outros quatro pontos potenciais de conflitos, na avaliação de entidades ambientalistas como The Worldwatch Institute: a região do Mar de Aral, na ex-União Soviética, e as bacias do Ganges, Jordão, Tigre e Eufrates. Um outro exemplo de conflito é a zona do Altiplano ou Puna, uma vasta região que compreende Equador, Peru, Bolívia, Chile e Argentina, caracterizada por ser uma zona árida onde a escassez de água tem gerado tensões, bem como os recentes atritos entre Bolívia e Chile por um pequeno curso d´água conhecido como Silala. A água é o recurso mais precioso no Oriente Médio. A disputa pelas águas do Rio Jordão foi uma das principais causas da guerra de 1967. Enquanto a população da região aumenta, a água se torna mais escassa, agravando as tensões. Com a limitação crescente na oferta de água, a agricultura deve percorrer duas rotas alternativas para alimentar uma população cada vez maior na avaliação de especialistas: adaptar geneticamente as plantas para ambientes mais secos e aperfeiçoar ao máximo as técnicas de irrigação. LEITURA COMPLEMENTAR No site da Organização Meteorológica Mundial está disponível o Atlas Internacional das Nuvens, com muitas fotos, vídeos e textos explicativos: https://cloudatlas. wmo.int/home.html. Assim, como no site da Marinha do Brasil, você encontra um Atlas de Nuvens, com fotos e informações: https://www.marinha.mil.br/chm/views-dados-do-smm-atlas-de-nuvens. DICAS 68 UNIDADE 1 — A ÁGUA Todavia, sabe-se que novos conflitos internacionais, motivados na disputa pela água, deverão aparecer nas próximas décadas. Crescem as previsões de que, em regiõescomo o Oriente Médio e a bacia do Rio Nilo, na África, a água substituirá o petróleo como o grande causador de discórdia. As Nações Unidas preveem que o acesso a água talvez seja uma das principais causas de conflito e guerra na África, nos próximos 25 anos. Em 1991, o Egito advertiu: “Sem Gestão dos Recursos Hídricos, o futuro será um lugar devastado e poluído, árido, com escassez de comida e de outros recursos vitais”. Para cerca de 55 milhões de pessoas que vivem na bacia do Mar de Aral, na Ásia Central, esse futuro aterrorizante é a dura realidade presente. O Brasil, apesar de ter uma situação de disponibilidade hídrica privilegiada (maior disponibilidade hídrica do planeta), correspondendo a mais da metade da água da América do Sul e a 13,8% do total mundial, somando-se a isto cerca de 2/3 de um manancial subterrâneo que corre por baixo dos países do Mercosul, o aquífero Guarani, com extensão superior à Inglaterra, França e Espanha juntos, apresenta problemas relacionados à disponibilidade hídrica intra e inter-regionais, sendo afetado tanto pela escassez quanto pela abundância; assim como também pela degradação causada em decorrência da poluição de origem doméstica e industrial. Enquanto a Região Norte possui água em abundância, concentrando 68 % dos recursos hídricos brasileiros numa área com apenas 7% da população, a Região Nordeste apresenta como característica a de possuir grande parte do seu território coincidindo em área de clima semiárido, com uma precipitação anual média na casa dos 900 mm, chegando próxima a 400 mm em algumas regiões. Nesta, além de uma elevada variabilidade na distribuição espacial e temporal das chuvas (sazonalidade interanual), existem limitações nas possibilidades de extração de águas subterrâneas, devido tanto à existência de rochas cristalinas, quanto ao fato dos solos serem rasos, esparsos e com pouca ou nenhuma vegetação (caatinga e cerrado), o que agrava os picos de cheias devido a incapacidade de reter a água da chuva, fazendo com que a mesma escoe rapidamente para os rios, além de altos índices de evapotranspiração. De acordo com o Banco Mundial (2003), é o maior contingente populacional vivendo em área semiárida do mundo, onde em muitas áreas rurais não existe um acesso garantido à água potável. Um agravante a toda esta situação é que os recursos naturais permanecerão os mesmos e a população da Terra duplicará em 41 anos, segundo Freitas et al. (1998). No Brasil, a Lei nº 9.433/97, ao traçar as linhas gerais quanto às prioridades para os usos da água estabelece que: “em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo humano e a dessedentação de animais”. Água: um bem de domínio público no brasil A proteção jurídica das águas brasileiras sofreu grande mudança com a aprovação e sanção da Lei nº 9.433/97, que passou a considerar a água como um bem de domínio público, recurso natural limitado e dotado de valor econômico. TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 69 O sistema jurídico, anterior à Constituição da República de 1946, denominava a água como bem público e particular. Em 1849, o Suprimento do Tribunal de Justiça do Império, proclamou que um ribeiro pertencia ao domínio particular (CRUZ, 1999). Também, em 1916, reconheceu as nascentes como sendo de propriedade particular. O Código Civil brasileiro, em vigor desde 1916, ao dispor sobre as águas, diz em seu Art. 565 que: “o proprietário de fonte não captada, satisfeitas as necessidades de seu consumo, não pode impedir o curso natural das águas pelos prédios inferiores”. Entretanto, é com o Código de Águas (Decreto nº 24.643, de 10 de julho de 1934), que se tem importantes avanços jurídicos sobre as águas. Na verdade, foi ele o primeiro a legislar sobre a sua classificação e utilização. A esse respeito Granziera (1993) ensina que “o Código de Águas dispõe sobre sua classificação e utilização, dando bastante ênfase ao aproveitamento do potencial hidráulico que, na década de 1930, representava uma condicionante do progresso industrial que o Brasil buscava. Contudo, a evolução da legislação ambiental no Brasil veio demonstrar a necessidade de revisão do Código de Águas”. Esse diploma legal classificou as águas como públicas – que podem ser de uso comum ou dominical – comuns, particulares e comuns de todos. De acordo com o Art. 5 do referido Código são consideradas públicas, de uso comum, todas as águas situadas nas zonas periodicamente assoladas pelas secas. Já o Art. 3 do Decreto-Lei nº 852, de 11 de novembro de 1938, diz que “são públicas de uso comum, em toda sua extensão, as águas dos lagos, bem como dos cursos de águas naturais que, em algum trecho, sejam flutuáveis ou navegáveis por um tipo qualquer de embarcação”. E consoante ao Art. 6 do supramencionado Código “são públicas dominicais todas as águas situadas em terrenos que também o sejam, quando as mesmas não forem do domínio público de uso comum, ou não forem comuns”. As águas comuns, por sua vez, estão disciplinadas no Art. 7º dessa mesma Norma, como sendo “as correntes não navegáveis ou flutuáveis e de que essas não se façam”. Diferentemente são as águas comuns de todos. Estas são todas as águas que se destinem às primeiras necessidades da vida (Art. 34 do Código de Águas). Finalmente, as águas particulares também protegidas pelo Código de 1934, foram assim conceituadas: “Art. 8º – são particulares as nascentes e todas as águas situadas em terrenos que também o sejam, quando as mesmas não estiverem classificadas entre as águas comuns de todos, as águas públicas ou as águas comuns”. No tocante ao tratamento dado às águas subterrâneas pelo referido Código, do Art. 96 ao 101, nota-se que estas também poderiam ser apropriadas pelo particular, desde que não inutilizassem ou prejudicassem o uso da água localizada “abaixo da superfície”. E, para explotação dessas, não era exigida concessão administrativa do particular, salvo se a abertura desses poços se desse em áreas de domínio público. 70 UNIDADE 1 — A ÁGUA Outras legislações posteriores ao Código de Águas foram editadas, entretanto, não houve grandes modificações a respeito do domínio das águas. Todavia, em 1945, com a publicação do Decreto Lei nº 7.841, ao disciplinar sobre as águas minerais, assim conceituou: “águas minerais são aquelas possuidoras de composição química ou propriedades físico-químicas distintas das águas comuns, com característica que lhes confiram uma ação medicamentosa (Art. 1º)”. Na Constituição de 1946, o domínio público das águas sofreu considerável mudança (inciso III do Art. 29 do Código de Águas), passando a pertencer à União e aos Estados-membros, retirando dos municípios qualquer domínio fluvial ou lacustre. Nesta, estabeleceu-se como competência de a União legislar sobre águas, permitindo aos Estados apenas legislar sobre essa matéria supletiva e complementarmente. A Constituição Federal promulgada em 1988, no que diz respeito ao domínio das águas, manteve como bens da União “os lagos, rios e quaisquer correntes de água em terrenos de seu domínio, ou que banhem mais de um Estado, sirvam de limites com outros países, ou se estendam a território estrangeiro ou dele provenham, bem como os terrenos marginais e as praias fluviais (Art. 20, III)”. Passaram a pertencer aos Estados “as águas superficiais ou subterrâneas, fluentes, emergentes e em depósito, ressalvadas, neste caso, na forma da lei, as decorrentes de obras da União (Art. 26, I)”. Com a edição da Lei nº 9.433/97, conforme Meirelles (1999), foram “revogados os dispositivos do Código Civil, que tratavam da reposição das águas entre vizinhos e os do Código de Águas que lhe forem contrários”, a exemplo do dispositivo referente às águas particulares. Esse é também o entendimento de Freitas et al. (1998) ao se referir à propriedade dos recursos hídricos na Constituição vigente: “o disciplinamento dado pelo constituinte não é compatível com os antigos conceitos previstosno Código de Águas (Decreto nº 24.643, de 10 de julho de 1934), que classificava as águas em: águas públicas, águas particulares e águas comuns. As águas serão sempre públicas”. Assim, os antigos proprietários de poços, lagos ou qualquer outro corpo de água deveriam se adequar ao novo regramento constitucional e legislativo passando à condição de meros detentores dos direitos de uso dos recursos hídricos, desde que obtenham a necessária outorga prevista na lei citada. Conflitos de uso da água em Pernambuco A forte escassez de chuvas ocorridas nos anos de 1998/99 agravou ainda mais as reservas hídricas do Estado. A falta de chuvas repercutiu não só nas lavouras e criações como também nos próprios reservatórios de abastecimento público. Por conseguinte, a Companhia Pernambucana de Saneamento (COMPESA) se viu obrigada a determinar um grande racionamento num momento em que a demanda mais aumentava. Essa situação levou parte da população, a intensificar as perfurações de poços em seus prédios. Boa Viagem – bairro de Recife – é um exemplo da excessiva exploração dos recursos hídricos subterrâneos. Esses desregramentos vêm ocasionando problemas devido ao brusco rebaixamento dos níveis, com alterações negativas da composição hidroquímica das águas, necessitando a cada nova perfuração de profundidade superiores para alcançar água em quantidade e qualidade razoáveis. TÓPICO 3 — AS ÁGUAS DO PLANETA TERRA 71 Na tentativa de minorar tais problemas o governo estadual (órgão gestor dos Recursos Hídricos), vem limitando a captação da água por poço a até no máximo 30 m (três/dia) no bairro de Boa Viagem. Por outro lado, a valoração econômica da água e a dificuldade em consegui-la com boa qualidade, tem incentivado empresas a explorar águas minerais. Mercado este altamente promissor devido ao preço que varia de R$ 0,90 a R$ 5,50, em média, o garrafão de vinte litros. Ocorre que as águas classificadas como minerais são bem de domínio federal, regulamentadas por lei específica e controlada pelo Departamento Nacional da Produção Mineral – DNPM. Diferem, portanto, da água subterrânea não mineral que, como bem estadual, a este compete administrá-la. Dessa forma, os interessados em explorar água mineral devem requerer autorização ao órgão competente. A estes o Decreto nº 62.934 de julho de 1968 – aprova e regulamenta o Código de Mineração (artigo 29) e autoriza o DNPM a conceder área de pesquisa, para exploração de até 50 hectares. Por essa razão, têm sido inevitáveis os conflitos entre os concessionários de águas minerais e os outorgados pelo órgão gestor de recursos hídricos estadual de água não mineral, pois as áreas concedidas pelo DNPM, em regra, não pertencem em sua totalidade, ao titular da concessão, mas sim, a vários outros com os mais diversos interesses, inclusive, o de explorar água para comercializar através de caminhão pipa. Nos rios e açudes estaduais a realidade não é diferente. Nesses, os conflitos mais comuns são entre as usinas de cana de açúcar e álcool e pequenos irrigantes. Conclusões O Brasil é um país privilegiado em recursos hídricos, tanto em quantidade quanto em qualidade. Mesmo avançando na proteção jurídica de suas águas, não consegue imprimir uma dinamicidade na regulamentação de suas normas e na estruturação de seus órgãos, responsáveis pelo gerenciamento. É preciso, dessa forma, investir na real implantação da outorga, na real cobrança pelo uso da água e, principalmente, em uma eficaz fiscalização desses mecanismos de controle. O Estado de Pernambuco, nos últimos anos vem trabalhando na instituição de uma política de recursos hídricos comprometida com o gerenciamento. Aprovou as Lei nº 11.426 e nº 11.427, ambas de 17.1.1997, regulamentadas pelos respectivos Decreto nº 20.269, de 24.12.1997 e 20.423, de 26.3.1998 que dispõem sobre a política e o plano estadual de recursos hídricos, institui o sistema integrado de gerenciamento de recursos hídricos e dá outras providências; e sobre a conservação e a proteção das águas subterrâneas, respectivamente. Implantou, em 1998, o sistema de outorga de direito de uso dos recursos hídricos, aprovou o plano estadual através do Conselho Estadual de Recursos Hídricos, e vem fomentando a participação da sociedade, na administração desses recursos, através dos Comitês de Bacias Hidrográficas e dos Conselhos de Usuários de Água. FONTE: <https://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/issue/view/1184>. Acesso em: 10 nov. 2020. 72 RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico, você aprendeu que: • A hidrosfera acumula cerca de um bilhão e trezentos milhões de quilômetros cúbicos de água nos três estados físicos. • Apenas cerca de 3% ou 4% da água do planeta Terra não é salgada. • A água é fundamental para a biosfera, todos os organismos vivos dependem de água para sobreviver. • Com relação à Geopolítica, os recursos hídricos são pivôs de diversos conflitos, alguns diplomáticos outros bélicos, nações que disputam o acesso e o controle da água. • As interferências humanas afetam a qualidade e a quantidade de água disponível e assim manter o domínio dos corpos hídricos desde a montante é estratégico em muitas regiões do Planeta. • Uma perspectiva interessante e pouco lembrada do planeta Terra é a divisão do planeta em hemisférios oceânico e continental. É possível diferenciar metade do planeta predominantemente oceânica e outra continental. Através dessa perspectiva é possível perceber a grande quantidade de água que está acumulada na superfície do planeta. • Apesar da grande quantidade de água líquida na superfície da Terra, apenas 0,7% está própria para consumo, e está distribuída nas águas continentais entre rios, lagos, água subterrâneas, geleiras e na constituição dos organismos vivos. • Considerando apenas água disponível em fontes diretas para o consumo (rios, lagos e reservatórios artificiais) percebemos que apenas 0,016% de toda a água do planeta está disponível para uso. • Os rios podem ser classificados em função do padrão de drenagem e das características dos canais, em função da frequência do escoamento, conforme a disposição dos canais ou em relação ao destino da drenagem. • As águas subterrâneas se infiltram no solo e formam reservatórios, são os aquíferos e podem ser classificados em dois tipos, confinados ou freáticos. • As geleiras são consideradas como rochas pelos geólogos, pois são formados pela cristalização das moléculas de água, na forma cristalizada do gelo a água pode constituir geleiras de montanha ou geleiras continentais. 73 Ficou alguma dúvida? Construímos uma trilha de aprendizagem pensando em facilitar sua compreensão. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. CHAMADA • Na atmosfera, a água é armazenada na forma de vapor e através do gradiente adiabático volta à forma líquida como gotículas suspensas no ar que podem formar nuvens, neblina ou nevoeiros e assim permanecer suspensa até precipitar. • As nuvens são classificadas em função da forma e da altitude. Pela forma podem ser planas (stratus), flocos (cumulus) ou filamentosas (cirrus) e, quanto à altitude, são ordenadas quatro classes, altas, médias, baixas e com desenvolvimento vertical. 74 1 O planeta Terra possui grande quantidade de água distribuída na superfície da crosta, essas águas preenchem bacias oceânicas após escoarem por rios e canais. Com isso, grande parte da água do planeta Terra possui elevadas concentrações de sais, o que impede o consumo humano. Sobre a distribuição das águas no Planeta Terra, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Aproximadamente 57% de toda água do planeta Terra é salgada. b) ( ) Em torno de 97% do volume total da água do Planeta é salgada. c) ( ) Cientistas consideram 70% de toda água do planeta está imprópria para o consumo humano. d) ( ) Os trechos com as maiores salinidades dos rios estão sempre a montante. 2 Os rios assumem formas que se encaixam no relevo,sempre seguindo pela menor altitude até encontrar o mar, conforme o tipo de relevo, a geomorfologia e a geologia, os canais por onde escoam os rios. Acerca do exposto, assinale a alternativa CORRETA: ( ) Canal retilíneo como o nome indica escoa sempre de forma retilínea ao litoral, por vezes, ocorre no Pantanal, sempre na época das cheias. ( ) O canal anastomosado apresenta ramificações e reencontros do curso d’água ao longo do canal, por vezes, forma ilhas fluviais. ( ) Meandrante é o tipo de canal que se apresenta na forma de meandros, ocorre apenas em rios de baixa energia em geral localizados em planícies, uma curiosidade é que nas curvas dos meandros ocorre ao mesmo tempo a deposição de sedimentos em uma das margens e erosão na margem oposta. ( ) Canais retilíneos são pouco comuns, suas águas escoam praticamente em linha reta, esse tipo de canal está diretamente relacionado com aspectos da geologia do local. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – V – F – V. b) ( ) F – V – V – V. c) ( ) F – F – F – F. d) ( ) F – V – V – F. 3 Os rios podem ser classificados por diferentes aspectos, dentre esses aspectos o tipo de drenagem é utilizado para classificar os rios conforme a disposição dos seus canais, pela frequência do escoamento e pelo destino da drenagem, com isso associe os itens, utilizando o código a seguir: I – Tipo de drenagem. II – Frequência do escoamento. III – Destino da drenagem. AUTOATIVIDADE 75 ( ) Exorreica. ( ) Efêmero. ( ) Anastomosado. ( ) Intermitente. ( ) Meandrante. Assinale a alternativa com a ordem CORRETA: a) ( ) III – II – I – II – I. b) ( ) III – II – I – I – II. c) ( ) II – I – III – III – I. d) ( ) I – II – III – II – I. 76 REFERÊNCIAS AZEVEDO, J. de S.; FRESQUI, M.; TRSIC, M. Curso de química para engenharia: Volume II: água. Barueri: Manole, 2014. BRASIL. Manual prático de análise de água. Brasília: Fundação Nacional de Saúde. 2006. Disponível em: http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/manual_ analise_agua_2ed.pdf. Acesso em: 24 out. 2020. BREWER, W. H. The land hemisphere and the water hemisphere. Philadelphia: Cowperthwait and Company. 1890. Disponível em: https://etc.usf. edu/maps/pages/10800/10871/10871b.pdf. Acesso em: 24 out. 2020. CARVALHO JUNIOR, O. de O. Introdução à oceanografia física. Rio de Janeiro: Interciência, 2014. CHRISTOPHERSON, R. W. Geossistemas: uma introdução à Geografia física. 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São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013. 77 ODUM, E. P. Ecologia. Tradução de Christopher J. Tribe. Rio de Janeiro: Guanabara, 1986. PRESS, Frank et al. Para entender a Terra. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. PINTO, N. L. de S. et al. Para entender a Terra. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. REBOUÇAS, A. da C. Água doce no mundo e no Brasil. In: REBOUÇAS, A. da C.; BRAGA, B., TUNDISI, J. G. (Orgs.). Águas doces no Brasil: Capital ecológico, uso e conservação. 3. ed. São Paulo: Escrituras, 2006. REBOUÇAS, A. da C.; BRAGA, B.; TUNDISI, J. G. (Orgs.). Águas doces no Brasil: capital ecológico, uso e conservação. 3. ed. São Paulo: Escrituras, 2006. RICHTER, C. A.; NETTO, J. M. de A. Tratamento de água. Blucher: São Paulo. 1991. RIDPATH, Ian. Astronomia. 2. ed. Rio de Janeiro: Zahar, 2008. RIGHETTO, A. M. Hidrologia e recursos hídricos. São Carlos: EECC/USP. 1998. SCHWEITZER, A.; SANTOS, W. M. dos. Geografia física. Indaial: UNIASSELVI, 2018. SPERLING, E. V. 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Indaial: UNIASSELVI. 2014. 78 79 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de: • compreender aspectos de caracterização e da análise de uma bacia hidrográfica; • descrever aspectos da geomorfologia de bacias hidrográficas; • conhecer sobre a distribuição mundial dos recursos hídricos; • perceber a importância dos reservatórios subterrâneos naturais de água; • diferenciar região hidrográfica de bacia hidrográfica; • conhecer a divisão do território brasileiro em regiões hidrográficas. Esta unidade está dividida em três tópicos. No decorrer da unidade, você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado. TÓPICO 1 – BACIAS HIDROGRÁFICAS TÓPICO 2 – DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS TÓPICO 3 – DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA 80 81 UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Como analisar uma bacia hidrográfica? Primeiro precisamos conhecer o que é uma bacia hidrográfica, devemos então considerar que são formas da superfície terrestre. Com isso em mente, consideraremos ainda alguns conceitos da geomorfologia, bem como os princípios físico-químicos que fazem da água um dos principais agentes atuantes no processamento da evolução das formas e modelados da superfície terrestre. O entendimento da evolução do modelado terrestre se inicia no estudo das formas. A análise de bacias hidrográficas tem como objetivo estudar suas partes (estruturas) e seu funcionamento, tendo em vista a gestão ambiental ou o planejamento da exploração da água (abastecimento, irrigação, hidroeletricidade, piscicultura etc.). Em geral, as análises se iniciam pela caracterização morfométrica de uma bacia hidrográfica (MEDEIROS, 2016, p. 278). A caracterização morfométrica da bacia hidrográfica descreve a hidrologia, a fisiografia, o tipo de solo e a geologia, porém para o melhor entendimento de uma bacia hidrográfica, também devem ser considerados o tipo de clima, de cobertura e usos do solo e da influência antropogênica (LINKE et al., 2019). 2 CONCEITO DE BACIA HIDROGRÁFICA Ao refletir o que é bacia hidrográfica, podemos buscar a comparação com uma simples bacia de lavar roupa colocada na chuva, quando como resultado é esperado que ela se encherá com as gotas de chuva que venham a cair dentro dela. Assim, buscando o significado para o termo hidrográfica, o dicionário remete ao que é relativo à hidrografia, que tem significado relacionado tanto a informações sobre a topografia e batimetria de ilhas e litorais destinadas à navegação quanto ao significado do que diz respeito ao “estudo descritivo do elemento líquido do conjunto das águas correntes ou estáveis” (MICHAELIS, 2015, s.p.). Completando a reflexão, temos ainda o termo bacia, que tem como significadoprincipal “[...] Recipiente redondo, pouco profundo, de borda largas, feito de metal, plástico ou outros materiais, usado para vários fins associados a lavagens com água e/ou outros líquidos [...]” (MICHAELIS, 2015, s.p.), e prossegue na descrição do significado “[...] Conjunto de vertentes que circunscrevem um rio ou mar interior [...]” (MICHAELIS, 2015, s.p.) para em seguida apresentar o termo significado junto à expressão Bacia hidrográfica como “Conjunto das terras drenadas por um rio e por seus tributários [...]” (MICHAELIS, 2015, s.p.). TÓPICO 1 — BACIAS HIDROGRÁFICAS UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS 82 Atualmente, a expressão bacia hidrográfica é reconhecida o suficiente para que ao buscar uma reflexão sobre o que o conceito significa, é provável que venha à mente do leitor algo que concorde com o apresentado anteriormente. Da mesma maneira o entendimento inicial a partir de uma perspectiva técnica apresentará entendimentos mais complexos, mas que partem dos mesmos significados. Como o significado de inicial de bacia hidrográfica que a descreve como o “conjunto de terras drenadas por um rio principal e seus afluentes” (GUERRA; GUERRA, 2015, p. 76). Diante do exposto, ainda em mente, cabe destacar que as expressões bacia de drenagem, bacia fluvial e bacia hidrográfica possuem um significado semelhante (GUERRA; GUERRA, 2015). Portanto, é possível encontrar as três denominações na bibliografia que trata do assunto. Também é possível encontrar o termo bacia de contribuição na bibliografia. Este, por sua vez, possui significado muito semelhante ao conceito de bacia hidrográfica e pode, inclusive, indicar a contribuição da drenagem de uma bacia hidrográfica inteira. Quando o ponto de interesse é a foz de um rio, o conceito também pode ser aplicado de forma mais específica em análises de seções determinadas em algum trecho de um curso de água no interior da bacia hidrográfica. Concordando com o apresentado por Pinto et al. (2017, p. 38) que definem “[...] bacia de contribuição de uma seção de um curso de água é a arca geográfica coletora de água de chuva que, escoando pela superfície do solo, atinge a seção considerada”. Dessa maneira, a bacia de contribuição está relacionada a um local, e pode ser entendida como toda a área em que o escoamento drena as águas até o ponto de interesse e, assim, permite analisar trechos específicos da drenagem no interior da bacia hidrográfica, por exemplo: quando ocorre alguma coloração estranha ou mortandade de peixes em algum rio, para realizar a busca pelo poluidor, a bacia de contribuição desse ponto pode ser investigada para identificar a origem da poluição. Assim, a bacia de contribuição pode ser considerada tanto como a totalidade da área de uma bacia hidrográfica quanto pode ser considerada apenas uma determinada área a partir de um ponto dentro da bacia hidrográfica. 3 CARACTERIZAÇÃO DE UMA BACIA HIDROGRÁFICA As características de uma bacia hidrográfica estão relacionadas diretamente aos aspectos físicos, como os aspectos do relevo, da infiltração no solo, do escoamento superficial, da pluviosidade, da área e do volume drenado, da declividade dentre outros fatores físicos etc. Devemos ainda considerar o conjunto de aspectos humanos, como a ocupação e o uso do solo, que são reflexos da atuação da população, da economia e da política. Estes aspectos devem ser parte integrante dos estudos de caracterização de bacias hidrográficas, pois contribuem na configuração dos atributos que interferem na bacia hidrográfica, o que, inclusive, leva à reflexão de Medeiros (2016, p. 275) sobre o fato de que “Os estudos contemporâneos têm apontado para a necessidade de uma abordagem sistêmica e complexa das bacias hidrográficas, buscando sua compreensão com base em estudos integrados dos vários elementos”. TÓPICO 1 — BACIAS HIDROGRÁFICAS 83 A caracterização de uma bacia hidrográfica pela análise dos atributos físicos pode levar à detalhada descrição dos elementos que se distribuem em uma determinada área entre divisores de águas, que, por sua vez, delimitam o recipiente da precipitação em função da drenagem para o rio principal. Dessa maneira, cada bacia hidrográfica apresentará aspectos próprios que devem ser analisados individualmente na sua caracterização. Com isso, a bacia hidrográfica representa uma unidade geomorfológica fundamental para análise. Assim como IBGE (2009, p. 92) define A bacia hidrográfica representa uma unidade de análise fundamental na geomorfologia por se constituir na superfície de coleta e recipiente de armazenagem da precipitação, configurando o sistema através do qual a água e os sedimentos são transportados para o oceano ou lago interior. Indo além dos aspectos geomorfológicos, buscando o entendimento ambiental, a bacia hidrográfica passou a ser utilizada como recorte espacial básico, uma vez que a interferência humana no uso e ocupação do solo gera consequências diretas sobre o ambiente da própria bacia hidrográfica. Assim, a análise para caracterização deve extrapolar os aspectos físicos e naturais atingindo o entendimento das dinâmicas econômica e social (IBGE, 2009) Do ponto de vista físico, a perspectiva natural se volta para a caracterização dos aspectos da geomorfologia e hidrologia, como área, rede e padrão de drenagem, hierarquia fluvial, entre outros. Todavia, a perspectiva através dos aspectos humanos, social e econômico, também são importantes para o entendimento da bacia hidrográfica, uma vez que a intervenção sobre o meio físico muito provavelmente resultará em consequências locais, que podem atingir a população estabelecida na própria bacia hidrográfica, resultando em escassez e/ou poluição dos recursos hídricos. As intervenções podem ainda causar assoreamentos, desmoronamentos ou deslizamentos, configurando, por vezes, cenários propícios à ocorrência de enchentes, enxurradas ou soterramentos. 4 DELIMITAÇÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS Como sabemos, a bacia hidrográfica é considerada a unidade fundamental para análises ambientais e para fins de uma explicação simplista e superficial, que pode ser comparada a um recipiente de lavar roupa, que chamamos justamente de “bacia”, em que a delimitação natural ocorre por divisores de águas e pode ser comparada com a parte superior das bordas do recipiente. Com isso em mente, é possível entender, como divisores de águas, a linha que pode ser traçada entre os pontos mais altos do terreno e pode ser representado cartograficamente por uma linha que segue pelas maiores altitudes encontradas nos interflúvios. Assim, ao separar os vales, delimita a bacia hidrográfica, mas também pode delimitar sub-bacias. Todavia, para um entendimento mais aprofundado sobre a delimitação de bacias hidrográficas, é preciso abordar o método desenvolvido pelo engenheiro brasileiro Otto Pfafstetter, que, apesar de não ter publicado de forma acadêmica UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS 84 ou científica, aplicou o método desenvolvido no Departamento Nacional de Obras de Saneamento (DNOS) para organização de arquivos, mais tarde foi empregado em um programa governamental de irrigação, ganhando destaque e sendo reconhecimento internacionalmente. A hierarquização das Bacias hidrográficas da América do Sul foi utilizada para descrever o método no artigo, nunca publicado, que consagrou internacionalmente Pfafstetter (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2014). O método propõe uma codificação hierárquica da bacia hidrográfica a ser analisada, a partir da hierarquização da rede de drenagem e com códigos que indicam detalhes como a topologia do terreno, que devem ser considerados em seus aspectos naturais. Assim, aplicar o método na hierarquização das bacias hidrográficas brasileiras, requer desconsiderar fronteiras políticas internacionais, como fez Pfafsteter (1989 apud AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, 2014). FIGURA 1 – CODIFICAÇÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS (NÍVEL 1 DA AMÉRICA DO SUL, PROPOSTA POR PFAFSTETTER,1989) FONTE: Agência Nacional de Águas (2014, p. 47) O geoprocessamento possui técnicas computacionais que envolvem hardwares e softwares com sistema de informação geográfica e processamento de imagens, que podem ser aplicados para execução de estudos em bacias hidrográficas, gerando o modelo digital de terreno, o que contribui nas análises da Bacia hidrográfica. NOTA TÓPICO 1 — BACIAS HIDROGRÁFICAS 85 5 CURVAS DE NÍVEL As curvas de nível são isolinhas (ou linhas isométricas). Com isso em mente, é fundamental saber que são linhas traçadas entre pontos com algo em comum. No caso das curvas de nível, a linha une pontos com a mesma altitude no terreno e, assim, permite representar no plano a elevação do relevo. Assim as curvas de nível indicam a altitude ou a cota no terreno em cartas e plantas através de linhas com equidistâncias indicando as altitudes (GUERRA; GUERRA, 2015). Dessa maneira, quando observamos curvas de nível é importante ter em mente que, quanto mais as linhas estiverem próximas umas das outras, maior será a declividade do terreno. Por outro lado, quanto mais afastadas estiverem as isolinhas, mais suave é o relevo. Na Figura 2, temos como exemplo um recorte de uma carta digital de altimetria, onde é possível notar algumas linhas laranjas, vermelhas e azuis. As linhas azuis indicam os cursos de água, as linhas laranjas e vermelhas são curvas de nível, as linhas laranjas indicam distâncias verticais de um metro entre as linhas e as linhas vermelhas indicam distâncias vertical de 10 metros entre as linhas. Quanto mais próximas as linhas estão entre si maior é a declividade do terreno. FIGURA 2 – EXEMPLO DE CURVAS DE NÍVEL FONTE: Adaptada de <http://geo.pmf.sc.gov.br/>. Acesso em: 20 out. 2020. 6 USO E OCUPAÇÃO DO SOLO O tipo de uso e ocupação do solo que acontece em uma bacia hidrográfica é determinante nos efeitos que se sucedem ao longo do tempo e afetam a população. A análise dos tipos de uso e formas de ocupação das bacias hidrográficas é determinante para a compreensão de problemas locais, compreensão dos conflitos e na busca por soluções. As ocupações humanas nas cidades resultam na impermeabilização do solo, grandes estradas asfaltadas, avenidas e ruas com indústrias, casas, prédios, calçadas, estacionamentos, basicamente concreto e asfalto impermeabilizando a superfície. UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS 86 Quando o solo é impermeabilizado, o escoamento superficial fica mais intenso, pois sem a infiltração no solo a quantidade de água que passa a escoar pela superfície é maior e ao mesmo tempo a retilinização imposta pelas redes urbanas, deixando o escoamento mais reto, favorece o aumento da velocidade de escoamento (GUERRA; CUNHA, 2012). Assim, é possível entender que a urbanização pode elevar o volume de água que escoa pela superfície e, ainda, aumentar a velocidade desse escoamento. Por outro lado, existem tecnologias e conhecimentos em planejamento urbano que podem contornar situações de risco, porém exigem investimentos em infraestrutura pública. Assim, podemos recordar de diversas cidades que por vezes sofrem com enxurradas. Se por um lado, de forma generalista muitas cidades não estão preparadas com equipamentos urbanos que tenham capacidade para a drenagem pluvial dos grandes volumes de chuva, por outro lado, temos a intervenção humana em favor desses acontecimentos, não só com as alterações nos padrões de escoamento, mas também contribuindo com entupimento da rede de drenagem que por si só já não possui capacidade de drenar os volumes elevados de chuvas concentradas nas tempestades. Outro ponto de atenção nas tempestades é quanto ao uso e ocupação do solo nas encostas, que, por vezes, resulta em deslizamentos e desmoronamentos, fatos que atingem diversas cidades brasileiras. Alguns leitores podem fazer menção às tempestades intensas ou às elevadas temperaturas e incêndios como resultado das mudanças climáticas, mas sempre existem posicionamentos mais céticos que seguem a contestar alegando que as mudanças sempre ocorreram e são parte da dinâmica natural do planeta Terra. Indiferente aos fatores da mudança, o fato é que o planeta está se modificando de uma maneira que começa a impactar a população humana e de algumas outras espécies vivas também. Estamos presenciando ocorrências de eventos cada vez mais intensos, e, assim, as cidades precisam estar preparadas. A preservação de uma bacia hidrográfica pode resultar em maiores estoques locais de água, para enfrentar épocas de escassez, assim como garantir a capacidade de drenagem dos canais para escoar facilmente as águas durante as chuvas mais intensas. No entanto, a participação comunitária é importante, pois materiais deixados ao relento, desde pequenos plásticos atirados ao chão, até móveis deixados em calçadas ou entulho de obra, colocado em terreno baldio, facilmente são transportados pelo escoamento superficial até os canais de drenagem. Esses materiais quando carreados até pontos de estrangulamento da drenagem onde se acumulam, podem reduzir ou mesmo interromper o fluxo escoamento, levando a inundações das áreas do entorno. Com isso, fica a tentativa de destacar que a educação tem papel fundamental no funcionamento das cidades, na preservação ambiental e na própria sociedade. TÓPICO 1 — BACIAS HIDROGRÁFICAS 87 Não só nas cidades, a cultura influencia diretamente nas condições ambientais das bacias hidrográficas, as práticas no campo também podem ser prejudiciais os mananciais de água. Conforme Guerra e Cunha (2012, p. 420), “As atividades agrícolas e pastoris são responsáveis pela transformação paisagística em amplas áreas”. Como exemplo, as terras deixadas nuas, ou seja, com o solo exposto sem nenhuma cobertura vegetal, ou alterações na drenagem. O solo exposto fica mais propício a erosão, pois ao cair no solo, o impacto de cada gota de chuva já faz mover alguns poucos grãos do solo dando início ao transporte sedimentar e de grão em grão, acarreta erosão, cria ravinas, leva ao assoreamento de canais. O destacamento das partículas do solo pelas gotas de chuva pode ser avaliado conforme a proposta de Righetto (1998), que apresenta de forma bastante detalhada as equações matemáticas envolvidas nos cálculos, que considera a proporcionalidade aplicando em análises específicas, que levam à quantificação das partículas que se descolam do solo por conta dos impactos das gotas de chuva. Para isso, são considerados fatores como: o tipo de solo, as quantidades de areia, a argila, a matéria orgânica – além da declividade – a compactação, a resistência do solo, o diâmetro da gota, a energia cinética do impacto da gota, a duração da chuva, a distribuição das gotas de chuva, entre outros aspectos não menos importantes quanto aos demais já apresentados. Por vezes, a capacidade de destacamento das partículas é maior do que a capacidade de transporte dessas partículas, nesses casos as análises devem se estender ao longo do tempo. A vegetação tem papel importante na conservação do solo, protege o solo do primeiro impacto da gota de chuva, e, assim, diminui o carreamento das partículas no escoamento superficial, também protege as margens dos rios contra a erosão. A vegetação nas margens dos rios é denominada mata ciliar, também delimitada como zona ripária. O planejamento da gestão de bacias hidrográfica deve ter um viés de preservação ambiental pois um rio é o reflexo do ambiente que ele drena. Conforme Guerra e Cunha (2012, p. 429), “A realização dos estudos de análise ambiental, considerando as transformações possíveis em função dos projetos Em situações de enxurrada, procure um local abrigado, não tente atravessar fluxos de água, pois é muito perigoso, devido à água ser um excelente agente transportador. Uma pessoa é facilmente arrastada em um fluxo de água. Mesmo que seja na altura dos joelhos, o risco existe. Lembre-se: a água é capaz de transportar até mesmo grandes e pesados pedaços de rocha. Nascidades é comum que as enxurradas arrastem os carros e mesmo as pessoas. As ocorrências com vítimas fatais por arrastamento em enxurradas se tornaram rotineiras. Durante uma enxurrada, mantenha-se fora dos fluxos de água, procure um local abrigado, aguarde a enxurrada perder força e só saia quando as águas baixarem, evitando ao máximo andar por áreas alagadas. NOTA UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS 88 de uso do solo, nas suas diversas categorias, é exigência que se encaixa como medida preliminar, em face da política de desenvolvimento sustentável”. Essa política apresenta os estudos ambientais em diferentes etapas, que iniciam na fase de diagnóstico com estudos físicos, social e econômico, em seguida, em uma fase analítica e multidisciplinar, com uma abordagem holística, cria de cenários futuros, contudo, os aspectos geomorfológicos da bacia hidrográfica são de fundamental importância nas avaliações e análises. 7 ASPECTOS GEOMORFOLÓGICOS DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS O entendimento do escoamento superficial e suas trajetórias são fundamentais para o entendimento da bacia hidrográfica. A denominada vocação hidrológica compreende aspectos de todo o escoamento da bacia, tanto o escoamento superficial – que é mais rápido – quanto o escoamento em subsuperfície – que é mais lento –, ambos contribuem na descarga pluvial, que, por sua vez, reflete-se na recarga do manancial da bacia (GUERRA; CUNHA, 2012). Logo após o início de uma chuva, ocorre a formação de fluxos de água que se constitui no próprio escoamento superficial e pode gerar dois tipos de fluxos: o fluxo de base e o fluxo de chuva. 7.1 FLUXOS DE CHUVA: INFILTRAÇÃO NO SOLO E ESCOAMENTO O fluxo de base é importante, pois alimenta os fluxos canalizados, inclusive nos períodos secos, com a água residente nos solos e rochas. São águas que infiltraram no solo em chuvas do passado de poucos meses até milhares de anos, conforme as características do reservatório de Guerra e Cunha (2012). Assim, o fluxo de base corresponde às águas que infiltram no solo e, algum tempo depois, entre meses e milhares de anos, voltam a abastecer o manancial, contribuindo na vazão ao longo de períodos secos. O fluxo de chuva tem início após algum tempo de chuva e, conforme Guerra e Cunha (2012, p. 137), “[...] é produzido com o excedente de precipitação em relação à capacidade de infiltração[...]”, pois, ao iniciar uma chuva, as primeiras gotas ao cair no solo seco infiltram no solo de imediato, até que o volume de chuva ultrapasse a capacidade de infiltração, quando tem início o escoamento superficial, que leva as águas por escoamento superficial até um canal de drenagem, que segue incrementando o volume do fluxo canalizado (GUERRA; CUNHA, 2012). Cabe destacar que fluxo canalizado deve ser entendido como o fluxo de base que aflora e mantém o nível do curso de água ao longo do tempo seco, devido à infiltração de chuvas pretéritas que, após infiltrar no solo, ocorre o escoamento subterrâneo até que a água retorne à superfície, ao atingir um dos canais de drenagem da bacia hidrográfica (GUERRA; CUNHA, 2012). TÓPICO 1 — BACIAS HIDROGRÁFICAS 89 7.2 ORDEM DOS RIOS: HIERARQUIA FLUVIAL Conforme Guerra e Guerra (2015, p. 338), a hierarquia fluvial é o: Processo que consiste em estabelecer a classificação de determinado curso d’água ou da área drenada onde o mesmo está inserido, no conjunto total de sua bacia hidrográfica. É realizado com a finalidade de facilitar e tornar mais objetivos os estudos morfométricos (análise linear areal e hipsométrica) das bacias hidrográficas. A ordenação dos canais fluviais se constitui como a primeira etapa a ser realizada na análise e classificação de uma bacia hidrográfica (GUERRA; CUNHA, 2012). A ordenação é estabelecida para determinar a hierarquia do rio. A partir do escoamento dos fluxos de chuva, os canais de drenagem que vão se constituindo em cursos de água e ganhando volume. De maneira geral, esses canais formam rios, estes primeiros rios que se formam escoam as águas de uma bacia de contribuição sem receber aporte de nenhum outro canal tributário, assim, são denominados de rios de primeira ordem. Conforme os rios se encontram, a ordenação da hierarquia fluvial vai se sucedendo, seguindo o método do modelo de ordenação adotado. Podemos encontrar em distintas referências bibliográficas, como Medeiros (2016), Guerra e Cunha (2012) e Christofoletti (1980) a indicação aos dois métodos, ambos são de ampla utilização de Horton (1945) e Strahler (1952). Inicialmente, vejamos o modelo de ordenação proposto por Horton (1945), em que cada segmento de canal que não recebe nenhum tributário é considerado como rio de primeira ordem, sendo que apenas a partir da confluência entre dois segmentos de canais de mesma ordem é que o canal passa, a partir desse encontro, a ter uma ordem acima, mas ainda pode receber afluentes de ordem inferior (GUERRA; CUNHA, 2012). Dessa maneira, no método de Horton, somente após conhecer todas as confluências ao longo de um rio é que será definida a ordem do canal principal, pois o valor da ordem final será transferido para todos os trechos do canal, desde a foz até a nascente do tributário mais longo da bacia (CHRISTOFOLETTI, 1980). Assim, pela proposta de Horton, o canal principal leva em toda sua extensão o valor da maior ordem. Todavia, com a evolução dos estudos, Strahler (1952 apud CHRISTOFOLETTI, 1980) introduziu algumas alterações propondo uma hierarquização dos canais fluviais onde na ordenação os canais de primeira ordem são aqueles sem tributários quando dois canais de primeira ordem se encontram formam um canal de segunda ordem, quando dois canais de segunda ordem se encontram, formam um canal de terceira ordem. Todavia, na confluência entre um canal de primeira ordem com um canal de segunda ordem, o canal que segue após a confluência continuará de segunda ordem, uma vez que conforme a proposta de Strahler a ordem só cresce no encontro de canais de mesma ordem (CHRISTOFOLETTI, 1980). UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS 90 Na Figura 3 é possível notar a diferença na distribuição da ordem dos canais fluviais nas propostas de Horton (Figura 3A) e de Strahler (Figura 3B). A principal diferença entre as propostas ocorre em torno do canal principal. Conforme a proposta por Horton, o canal principal terá apenas um valor de ordem na hierarquização fluvial, assim, a ordem na foz será considerada para todo o percurso do rio até a nascente, dessa maneira, a ordem de um canal principal em determinado trecho só é conhecido após toda a análise da bacia, uma vez que a cada novo tributário a hierarquia no canal principal precisa ser reordenada. FIGURA 3 – HIERARQUIA HIDROGRÁFICA, A) ORDENAÇÃO DOS CANAIS FLUVIAIS CONFORME HORTON. B) ORDENAÇÃO DOS CANAIS FLUVIAIS CONFORME STRAHLER FONTE: Adaptado de Christofoletti (1980, p. 107) Enquanto na proposta de Strahler o canal principal é ordenado conforme as confluências ocorrem e, assim, partindo das nascentes todo curso de água sem tributários é considerado como de ordem um e, conforme as confluências entre canais de mesma ordem acontecem, a hierarquia fluvial vai se ordenando de forma crescente até a foz (CHRISTOFOLETTI, 1980). Processos erosivos e assoreamento A erosão de uma área poderá acarretar diretamente no assoreamento de outra área a jusante. Devemos ter em mente o grande potencial da água, tanto como agente do intemperismo – que atua na desagregação da rocha – quanto como agente transportador – removendo o material desagregado da rocha. Dessa maneira, a água tem forte atuação nos processos erosivos, todavia, algumas condições resultantes da intervenção humana ampliam a capacidade erosiva da água em determinadas condições. De certa maneira existem interferências das atividades. TÓPICO 1 — BACIAS HIDROGRÁFICAS 91 Fisiografia fluvial Cabe destacar que no escoamento superficial quando algo está a montante em um rio, significa queestá rio acima, ou seja, em direção à nascente, já quando se diz que está a jusante, é que está mais abaixo no rio, ou seja, está em direção à foz. A direção da foz é a direção da corrente do rio, é a partir da direção da corrente do rio, ou seja, do sentido da nascente para a foz, que se determina qual é a margem direita e qual é a margem esquerda de qualquer rio. Assim, para discernir qual é a margem esquerda e qual é a margem direita, deve ser tomada a perspectiva de quem desce o rio em direção a foz. Para melhor entendimento da descrição da fisiografia fluvial, a compreensão de alguns conceitos importantes se faz necessária, montante, jusante, nascente, talvegue, foz são elementos da bacia hidrográfica que devem ser entendidos (MEDEIROS, 2016). Montante, conforme definição de Guerra e Guerra (2015, p. 438), “Diz-se do lugar situado acima de outro, tomando-se em consideração a corrente fluvial que passa...”. Num sentido de orientação em relação ao rio, está a montante tudo aquilo que se localiza rio acima, em cota superior, em direção à nascente; ou, ainda, como descreve Medeiros (2016, p. 277), a “Porção superior da bacia hidrográfica, onde ocorrem os primeiros cursos d’água ou nascentes do rio principal”. Assim, o conceito de montante pode fazer referência à parte mais elevada da bacia hidrográfica, próxima às cabeceiras ou nascentes dos rios, ou ser utilizado para indicar algo que está localizado rio acima. Em contraponto, o termo jusante, no que diz respeito à orientação dentro da bacia hidrográfica em análise, é apontado como o oposto de montante, indicando o sentido da foz do rio, conforme definição de Guerra e Guerra (2015, p. 366) para jusante “... área que fica abaixo da outra, ao se considerar a corrente fluvial...” e completam “costuma-se também empregar a expressão relevo de jusante ao se descrever uma região que está numa posição mais baixa em relação ao ponto considerado” (GUERRA; GUERRA, 2015, p. 366). O entendimento do termo por Medeiros (2016, p. 277) indica a “porção mais rebaixada do terreno da bacia, onde ocorre a deposição final de suas águas antes de se depositar em outro rio, mar ou oceano”. Assim, ao longo do rio entre a nascente e a foz, podemos ter como referência espacial e de direção os termos montante e jusante, o primeiro indica a parte superior da bacia hidrográfica, tudo que está “a montante” está no sentido de acima no rio, enquanto o que está “a jusante” está rio abaixo, em direção a foz do rio (MEDEIROS, 2016). Nascente, conforme descrição de Medeiros (2016, p. 277), indica o “Local de início de um curso d’água, caracteriza-se pelo lugar de maior altitude desse curso...”. Nascente, cabeceira, são termos que possuem o mesmo significado e é definida como uma “área onde existem olhos d’agua que dão origem a um curso fluvial” (GUERRA; GUERRA, 2015, p. 97). Dessa maneira, uma única fonte de água, mina de água ou olho d’água podem caracterizar uma nascente, sendo ainda importante entender que as cabeceiras de um rio, em geral, são formadas por um UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS 92 conjunto de nascentes. Trata-se “não é um ponto e sim uma zona considerável da superfície terrestre” (GUERRA; GUERRA, 2015, p. 444). Aqui cabe destacar que uma fonte de água é onde brotam (ou nascem) águas e dessa maneira o termo no plural, fontes, é sinônimo de cabeceira (GUERRA; GUERRA, 2015). Talvegue significa “o caminho do vale”. É por onde escoam as águas, formando a “Linha de maior profundidade no leito fluvial” (GUERRA; GUERRA, 2015, p. 595). É resultante do encontro em declive de superfícies convergentes que formam os vales. Um vale em V apresenta um talvegue, enquanto vales não tão encaixados ou em relevos mais suaves podem apresentar mais de um talvegue, a morfologia do talvegue é estudada a partir do traçado que liga os pontos mais profundos de um vale, por onde escoam as águas das vertentes (GUERRA; GUERRA; 2015). Considerando o que apresenta Medeiros (2016), talvegue é a linha sinuosa formada na interseção entre dois planos de vertentes, é a linha do fundo do vale por onde escoam as águas. A foz de um rio é o local mais baixo, é a jusante. Trata-se da desembocadura do rio (MEDEIROS, 2016). Conforme Guerra e Guerra (2015, p. 287), foz é a “boca de descarga de um rio. Este desaguamento pode ser feito no mar, num lago, numa lagoa, ou mesmo num outro rio”. A foz de um rio pode ser classificada em dois tipos, estuário ou delta. Os estuários formam um canal longo e afunilado na foz, enquanto os deltas formam ilhas com canais e braços de mar entre elas (GUERRA; GUERRA, 2015). Leito Conforme a definição de Guerra e Guerra (2015, p. 386), leito fluvial é o “canal escavado pelo talvegue do rio para o escoamento dos materiais e das águas”. Leito é todo o espaço ocupado pelo rio, desde a área ocupada pelo fluxo do rio no período mais seco, até as áreas ocupadas pelas águas nas enchentes, excepcionalmente nos períodos mais cheios (MEDEIROS, 2016). Ou seja, o leito fluvial é o espaço por onde escoam as águas. Conforme os volumes e frequências das chuvas ocorrem, modificações se impõem sobre as feições geomorfológicas e se refletem na topografia dos canais. A erosão das margens e o assoreamento dos canais são processos físicos de transformação dos rios. O leito do rio apresenta características resultantes da inteiração do fluxo da água com a geologia local e, assim, moldam a drenagem superficial. Sendo ainda que o leito fluvial pode ser classificado como leito de vazante, leito menor, leito maior sazonal e leito maior excepcional (GUERRA; CUNHA, 2012; CHRISTOFOLETI, 1980. TÓPICO 1 — BACIAS HIDROGRÁFICAS 93 FIGURA 4 – OS LEITOS FLUVIAIS FONTE: Adaptado de Christofoletti (1980, p. 83) Outra referência ao volume do rio é o leito ordinário, que indica as águas que escoam com um volume intermediário entre o leito maior e o leito menor (MEDEIROS, 2016). O leito de vazante está inserido no leito menor, é a parte do canal por onde escoam as águas durante a estiagem no período mais seco do rio e segue a linha da maior profundidade, ou seja, segue o talvegue do rio (CHRISTOFOLETTI, 1980). O leito menor é a parte do canal onde o fluxo constante de água impede o crescimento de vegetação, sendo bem delimitado por margens definidas, podendo conter depressões, formando trechos mais profundos, seguidos por deposição dos sedimentos erodidos em trechos a montante, deixando o rio mais largo e menos profundo. É comum nesses trechos que o fluxo de água, ao sentir a resistência do fundo, fique agitado, tornando-a esbranquiçada. Esses trechos podem ser denominadas de rifles em estudos de geomorfologia, todavia, são denominados de “umbrais” por Christofoletti (1980). Outra área integrante do leito fluvial é o leito maior sazonal, esta parte do leito está geralmente emersa, ou seja, acima da água, ficando submersa periodicamente durante as cheias anuais (CHRISTOFOLETTI, 1980). São áreas que têm grande valor na história das civilizações humanas, uma vez que as cheias periódicas colaboram para a fertilidade do solo ao depositar e ciclar elementos. São chamadas também de planície de inundação, e foram áreas naturalmente propícias para o desenvolvimento da agricultura. Contudo, quando as águas do rio ultrapassam o leito maior, ocorrem as enchentes. Nessas situações, os rios ocupam o leito maior excepcional. (CHRISTOFOLETTI, 1980). O que diferencia o leito maior sazonal do leito maior excepcional é que a subida das águas dentro do leito maior sazonal ocorre de forma rotineira, a cada estação chuvosa as águas sobem. Enquanto que o leito maior excepcional é tomado pelas águas apenas quando as chuvas acumuladas são maiores do que a capacidade de drenagem do canal fluvial, levando as águas a extrapolarem as margens do leito maior periódico ocasionando as enchentes que ocorrem em intervalos irregulares (GUERRA; GUERRA, 2015; CHRISTOFOLETTI, 1980). UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS94 7.3 CANAIS: RETILÍNEOS, ANASTOMOSADOS, MEANDRANTES Uma bacia hidrográfica pode apresentar os três tipos de padrão de canais no mesmo rio. Os canais podem ser classificados conforme a geometria de cada trecho, pois a fisionomia do canal no ajuste com a superfície reflete os padrões de descarga líquida, carga sedimentar, declive, largura, profundidade do canal, velocidade do fluxo e rugosidade do leito do rio. Assim, conforme as condições específicas ao longo de um rio, diferentes tipos de canais podem se formar (GUERRA; CUNHA, 2012). Os canais naturalmente retos ou retilíneos (Figura 5), geralmente, são pouco frequentes, com exceção dos canais que se formam sobre linhas tectônicas (fraturas, diaclases ou falhas) e dos canais de planície que seguem entre cordões arenosos. Todavia, um canal reto não requer um talvegue igualmente reto, podendo um mesmo trecho de rio se apresentar anastomosado em seu leito de vazante e passar ao padrão meandrante com a subida das águas e o retorno ao leito ordinário (GUERRA; CUNHA; 2012). Assim “um setor do rio pode ser anastomosado em período de ausência de chuva, quando há um excesso de carga sólida em relação à descarga, e exibir a fisionomia meandrante nos períodos de cheia” (GUERRA; CUNHA; 2012, p. 214). FIGURA 5 – CANAL RETILÍNEO FONTE: Medeiros (2016, p. 286) Um canal anastomosado (Figura 6) está relacionado com o grande volume de carga sólida, ou seja, sedimentos, que estão sendo transportado pelos fluxos mais intensos e se movem rio abaixo conforme a quantidade de chuvas. Por conta do grande volume da carga sedimentar em relação às águas, vários canais se formam seguindo um mesmo curso, com ramificações, subdivisões e reencontros que formam ilhas assimétricas e barras arenosas pelo trajeto por onde escoa o rio. O perfil transversal de um canal anastomosado em geral será um canal raso, largo, um pouco simétrico, com presença de ilhas e talvegues que seguem migrando conforme transportam sedimentos das margens. As variações no volume de água drenado se refletem na topografia irregular dos canais com cavidades e protuberâncias (GUERRA; CUNHA, 2012). TÓPICO 1 — BACIAS HIDROGRÁFICAS 95 FIGURA 6 – CANAL ANASTOMOSADO FONTE: Medeiros (2016, p. 286) As sinuosidades são a maior referência para a forma dos canais meandrantes e, em geral, ocorrem em áreas úmidas com vegetação ciliar, por onde o escoamento serpenteia formando meandros com sinuosidades resultantes do um vasto conjunto de fatores, como a carga e a granulometria dos sedimentos, a declividade terreno, o volume e regularidade dos fluxos, entre outros fatores (GUERRA; CUNHA, 2012). O termo meandro, conforme Guerra e Guerra (2015, p. 417), remete a “sinuosidades descritas pelos rios, formando, por vezes, semicírculos, em zona de terrenos planos, sendo então, chamados de meandros divagantes”. Podem ocorrer ainda meandros abandonados e meandros encaixados na paisagem das planícies. Você sabia que os meandros são formas móveis, pois estão em processo contínuo de erosão e deposição sedimentar? Os meandros estão propícios a mudar de forma por conta dos processos de erosão, transporte e deposição sedimentar. Pode ocorrer de um meandro ser abandonado pelo curso d’água, originando então um corpo de água fechado em forma de ferradura, que são denominados de meandros abandonados. NOTA UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS 96 FIGURA 7 – A SINUOSIDADE DO MEANDRO, CRIA DIFERENTES FEIÇÕES DENTRO DOS MEANDROS FONTE: Medeiros (2016, p. 286) Tipos de drenagem Considerando a bacia hidrográfica com um todo, o declive é função inversa da vazão, uma vez que em direção a foz o rio ganha volume e o declive diminui (HORTON, 1945 apud MEDEIROS, 2016). Com isso, podemos afirmar que quanto mais próximo à foz, maior será o volume de água escoada pelo rio. O escoamento, conforme a proposta de Christofoletti (1974 apud MEDEIROS, 2016) é classificado em quatro classes de drenagem e nominadas conforme o sentido do escoamento: exorreica, endorreica, arreica e criptorreica. A drenagem exorreica é aquela em que o escoamento da bacia hidrográfica segue diretamente em direção do mar. Enquanto a drenagem endorreica tem como característica a direção do fluxo do escoamento seguir o interior do continente, ou mesmo para depressões como um lago, ou um deserto. A drenagem do tipo Arreica se dá sem nenhum tipo de estruturação da drenagem dentro da bacia hidrográfica. Também existe a drenagem criptorreica, que ocorre em bacias subterrâneas (MEDEIROS, 2016) Além da classificação, conforme a direção do escoamento, a disposição dos canais apresenta padrões de drenagem. Na tabela a seguir estão apresentados e descritos os padrões, conforme a proposta de Christofoletti (1974 apud MEDEIROS, 2016, p. 282-285). TABELA 1 – PADRÕES DE REDE DE DRENAGEM FLUVIAL Padrão Esquema do padrão Descrição do padrão Retangular Apresenta ângulos próximos de 90° (noventa graus), que dá um aspecto ortogonal para a Bacia. Geralmente, são associadas à estrutura geológica e atividade tectônica. TÓPICO 1 — BACIAS HIDROGRÁFICAS 97 Dendrítico Os canais do escoamento estão dispostos de maneira ramificada, semelhante a ramificações de galhos de árvores. Anelar Com geometria circular, que remete à forma de anéis, ocorre tipicamente em domos, de rochas ígneas, geralmente félsicas a ultramáficas, e relaciona-se com a drenagem radial. Paralelo Padrão característico de vertentes com declives acentuados, apresentam poucas ramificações e canais dispostos de forma paralela. Radial Quando diferentes rios nascem próximos uns dos outros e escoam para diferentes direções, temos o padrão radial, que pode ainda ter duas configurações, conforme o embasamento sobre o qual o rio escoa, sendo radial centrífuga ou radial centrípeta. Treliça Ocorre geralmente em bacias compostas por rios que correm de forma paralela, que recebem afluentes que chegam de direção transversal, próximas de 90° (noventa graus). FONTE: Medeiros (2016, p. 282-285) Talvegue Nos rios, o talvegue coincide com a parte mais profunda do leito de vazante. O talvegue é uma linha sinuosa também conhecida por fundo de vale, é formada pelo encontro de duas vertentes, onde as águas do escoamento superficial se encontram formando um canal (MEDEIROS, 2016). Vazão A vazão é o volume de água que escoa em um rio. Para determinar a vazão de um curso d’água é preciso diferenciar vazão nominal que é o fluxo ordinário do rio em determinada seção, da vazão de inundação, que é quando o volume que escoa ultrapassa a capacidade do leito ordinário. A vazão deve ser expressa em m3/s (metro cúbico por segundo) e fazer referência ao tempo considerado, seja em segundos, horas, ou mesmo dias, por exemplo. Existe ainda a aplicação UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS 98 do conceito sobre o termo vazão específica, que faz referência à relação entre a vazão e a área da bacia hidrográfica e deve ser expressa em l/s/km² (litros por segundos por quilometro quadrado) (PINTO et al., 2017). 7.4 ZONA RIPÁRIA: ÁREA DE PROTEÇÃO AMBIENTAL As zonas ripárias são áreas de saturação hídrica, encontradas nas cabeceiras e ao longo das margens dos rios, possuem importante função ecológica e hidrológica, contribuindo na resiliência dos cursos d’água, tanto pelo ponto de vista ecológico quanto pelo ponto de vista geomorfológico, pois todo um ecossistema se desenvolve criado por conta das características da vegetação e das inteirações biológicas que ocorrem na zona ripária, além de promover a estabilidade das margens (ATTANASIO et al. 2012). Assim, Kobiyama (2003, p. 1) destaca que “Zona ripária é definida como um espaço tridimensional, que contém vegetação, solo e rio”. Sendo importante destacar que a mata ciliar é a vegetação característica da zona ripária. 99 Neste tópico, você aprendeu que: • A análise de uma bacia hidrográfica deve iniciar pela revisão dos aspectos da geomorfologia, da evolução da superfície daTerra na busca pelo entendimento das partes que integram a bacia, incluindo desde caracterização morfométrica e aspectos climáticos até a influência humana. • Os limites de uma bacia hidrográfica são delineados pelos divisores de água. • O conjunto de terras drenadas para um mesmo rio é a própria área da bacia hidrográfica. • Os termos bacia de drenagem, bacia fluvial possuem significados semelhantes à bacia hidrográfica; enquanto a bacia de contribuição é utilizada para indicar a área que contribui na descarga de determinado ponto, que pode ser a foz de um rio no mar, o que consideraria a bacia hidrográfica na integra, ou um afluente em algum trecho específico e, assim, seria considerado apenas a área que direciona a drenagem para o ponto de interesse. • A bacia hidrográfica representa o recorte espacial básico para análise geomorfológica ou hidrológica, mas também passou a ser compreendida como unidade de análise de aspectos humanos, social e econômico, que envolvem questões político administrativa que envolvem a gestão. • A delimitação das bacias hidrográficas pode ser realizada pelo método conhecido como Ottobacias, criado por um engenheiro brasileiro Otto Pfafstetter. Amplamente reconhecido o método é utilizado na delimitação de bacias hidrográficas. • O método Ottobacias apresenta uma codificação que aplicada à rede fluvial possibilita a delimitação das bacias hidrográficas. • Na análise de uma bacia hidrográfica as curvas de nível, assim como o entendimento dos aspectos humanos na ocupação e uso do solo apresentam importantes informações sobre a bacia hidrográfica. • O escoamento superficial, assim como o escoamento de subsuperfície e suas trajetórias, deve ser considerado, uma vez que é importante conhecer os fluxos que alimentam os canais das bacias analisadas. A hierarquia fluvial estabelece a ordenação dos cursos d’água de uma bacia. São duas as propostas mais aplicadas a de Strahler e a de Horton, cada qual com suas particularidades ambas são aplicadas em estudos hidrográficos. RESUMO DO TÓPICO 1 100 • Jusante, montante, nascente, cabeceiras, talvegue, foz, assim como os tipos de leito são alguns dos conceitos importantes que devem ser conhecidos para o melhor entendimento da bacia hidrográfica. As formas dos canais podem ser retilíneas, anastomosados ou meandrantes e dependem de aspectos como carga sedimentar, declividade entre outros. • A declividade interfere também no escoamento. O escoamento é classificado conforme a direção em exorreica, endorreica, arreica e criptorreica. Ainda, a rede de drenagem pode se configurar em diferentes padrões de canais, como retangular, dendrítico, anelar, paralelo, radial e treliça. • Talvegue é a parte mais profunda de um canal de drenagem ou do fundo de um vale. Vazão é o volume de água que escoa pelo rio. Zona ripária é o conjunto de vegetação, solo e rio das cabeceiras e das margens, incluindo a vegetação característica denominada mata ciliar. 101 1 O entendimento sobre uma bacia hidrográfica depende diretamente da compreensão e da adoção de outros conceitos importantes que propriamente constituem uma bacia hidrográfica, como cabeceiras ou nascentes, divisores de águas, cursos de água principais, afluentes, subafluentes, assim como destaca a hierarquização das bacias hidrográficas, entre outros conceitos e definições importantes. Com base no exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O termo talvegue pode indicar o percurso mais profundo de um rio, mas também pode indicar o encontro de duas vertentes que forma o fundo de um vale. ( ) A drenagem de uma bacia hidrográfica pode ser classificada conforme o sentido do escoamento das águas, assim a drenagem do tipo endorreica se caracteriza quando a drenagem escoa as águas diretamente para o mar. ( ) O conceito de bacia hidrográfica remete ao conjunto de terras que tem a drenagem superficial das águas direcionadas para um rio principal. ( ) Meandro é um tipo de canal de drenagem que se apresenta com formas sinuosas, por conta da alta declividade do terreno por onde escoa. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – V – F. b) ( ) F – F – V – F. c) ( ) F – V – F – V. d) ( ) V – V – F – F. 2 A água é um agente transportador de sedimentos muito importante tanto para o ciclo sedimentar, como para os processos de erosão e assoreamento, o desenvolvimento das formas dos canais ao longo das bacias hidrográficas depende de diversos fatores, considerando os conhecimentos sobre as formas dos canais, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas: I - Um canal anastomosado tem forma irregular que pode ser alterada conforme ocorrem variações nos volumes de chuva. PORQUE II - A grande carga sedimentar que é transportada em um canal anastomosado é depositado formando pequenas ilhas durante os períodos de menor vazão, quando o volume de água aumenta, a energia do fluxo mais intenso transporta o sedimento rio abaixo alterando as formas no canal. Assinale a alternativa CORRETA: AUTOATIVIDADE 102 a) ( ) A sentença I não justifica da sentença II, pois ambas são falsas. b) ( ) As sentenças I e II são verdadeiras, a sentença I é justificada pela sentença II. c) ( ) A sentença I é verdadeira, a sentença II é falsa e justifica a sentença I. d) ( ) As sentenças I e II são verdadeiras, a sentença II não justifica a sentença I. 3 O leito fluvial é todo o espaço ocupado por um rio, é por onde escoam as águas, tanto no período mais seco quanto durante as cheias. O leito fluvial apresenta características decorrentes da inteiração entre os fluxos de água com a geologia local, esculpindo no leito fluvial o resultado da ação das águas que formam as diferentes partes do leito. Assim, considerando as particularidades sobre os cursos d’água, em especial, sobre o leito fluvial, associe os itens, utilizando o código a seguir: I - Leito maior excepcional. II - Leito maior sazonal. III - Leito menor. IV - Talvegue. V - Leito ordinário. ( ) Mantém-se inundado quando o volume de água que escoa pelo canal é intermediário entre o leito menor e o leito maior. ( ) Onde o fluxo constante do rio impede o crescimento de vegetação. ( ) Linha da maior profundidade do rio. ( ) Parte do leito do rio que geralmente está emersa, ficando imersa apenas nos períodos de cheias sazonais, é onde se encontram as planícies de inundação. ( ) Área atingida quando o rio extrapola o leito maior sazonal. Assinale a alternativa com a sequência CORRETA: a) ( ) IV – II – III – I – V. b) ( ) V – III – IV – II – I. c) ( ) V – III – IV – I – II. d) ( ) IV – III – I – V – II. 103 UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO As maiores bacias hidrográficas do planeta Terra podem ser comparadas entre si a partir de dados como volume ou área drenada ou, ainda, por uma perspectiva hidroambiental como a síntese apresentada por Linke et al. (2019), que padronizou informações em seis categorias: hidrologia, fisiografia, clima, cobertura e uso do solo, geologia, pedologia e influências antrópicas e organizou informações em uma grande base de dados compondo um Sistema de Informações Geográficas e, assim, permite ampliar as perspectivas de análise. Podemos observar, na figura a seguir, que apresenta o volume e a distribuição dos rios sobre os continentes. É possível perceber que apesar de diferenças entre os volumes os rios estão distribuídos por todos os continentes. FIGURA 8 – VOLUME TOTAL DOS RIOS POR BACIA HIDROGRÁFICA FONTE: Adaptada de <https://cutt.ly/ZhNws8j>. Acesso em: 12 nov. 2020. TÓPICO 2 — DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS Para os estudantes mais aventureiros, que se interessam pela utilização de sistemas de informações geográficas (SIG), a base de dados com as informações geográficas, as documentações e as publicações que compõem o HydroATLAS, relatado por Linke et al. (2013), estão disponíveis no site https://www.hydrosheds.org/page/hydroatlas.NOTA 104 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS 2 RESERVAS DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS Existem reservas subterrâneas de água doce em diversas partes do planeta e podem ser encontradas em todos os continentes, como é possível perceber na figura a seguir. Nos tempos atuais, estamos convivendo em um cenário de crescimento contínuo da população, o que se reflete diretamente no crescimento contínuo da demanda por água doce potável, sendo os reservatórios subterrâneos de água doce uma fonte segura de água para usos doméstico, industrial e agrícola (MORAIS, 2009). A distribuição e a profundidade dos reservatórios subterrâneos de água estão também apresentadas na Figura 9, onde é possível perceber que a distribuição geográfica é semelhante à dos rios. Quanto à profundidade, a variação, é diretamente proporcional à dificuldade de acesso ao reservatório, assim, podemos entender que: quanto maior a profundidade do reservatório, maior a dificuldade de acessar os volumes estocados. FIGURA 9 – PROFUNDIDADE DOS AQUÍFEROS FONTE: Adaptada de <https://cutt.ly/shNwEeB>. Acesso em: 24 nov. 2020. Os reservatórios subterrâneos de água são denominados de aquíferos e constituem importantes estoques de água doce do planeta. De forma geral, um aquífero é uma formação geológica que permite o acúmulo, e um fluxo de água considerável através de poros ou fissuras na rocha (STEWART; HOWELL, 2003 apud MORAES, 2009). Apesar das características geológicas se diferenciarem em cada lugar, uma característica comum que há nos diversos reservatórios subterrâneos de água é o risco de contaminação por conta de atividades humanas (PINTO-COELHO; HAVENS, 2014). TÓPICO 2 — DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS 105 Em especial, a contaminação por agrotóxicos é preocupante, todavia, outros aspectos como a capacidade de recarga desses aquíferos chama a atenção de pesquisadores, como apresentado por Richey et al. (2015), que aponta dentre outros aspectos o potencial de recarga dos maiores aquíferos do planeta (Figura 10), indicando que diversos aquíferos têm recargas negativas. Assim, podemos perceber que, em muitos locais, o consumo é maior do que o aquífero consegue repor, indicando a tendência de esvaziamento de alguns reservatórios subterrâneos de água doce. FIGURA 10 – TENDÊNCIA DE RECARGA NOS 37 MAIORES AQUÍFEROS DA PLANETA TERRA FONTE: <https://cutt.ly/6hNwAhV>. Acesso em: 24 nov. 2020. Acesse as figuras deste livro didático através dos links de fonte, informados na fonte da imagem, ou nas referências bibliográficas, para visualizar em maior detalhe as figuras. NOTA No Brasil, podemos destacar a preocupação da comunidade científica com aspectos que envolvem o Aquífero Guarani, que é um dos cinco maiores reservatórios de água subterrânea do planeta, as questões de análises por parte da comunidade científica envolvem temas como as demandas pela exploração da água disponível no Sistema Aquífero Guarani, a contaminação por produtos tóxicos provenientes da produção agrícola. Sendo que a partir dessas duas perspectivas de críticas o embate se direciona para o sistema produtivo controlado pelas classes dominantes (VILLAR, RIBEIRO, 2009). Da mesma maneira essa preocupação se estende a outros reservatórios subterrâneos ao redor do planeta. 106 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS O maior aquífero da Terra é denominado de Arenito Núbia, com uma área de 2.000.000 km2 (dois milhões de quilômetros quadrados) e engloba quatro países a Líbia, Egito, Chade e Sudão (LERNER; LERNER, 2005 apud MORAES, 2009). Trata-se de um sistema aquífero que não recebe recargas e, assim, com a exploração dos últimos quarenta anos para abastecer o Egito e a Líbia resultou no consumo de aproximadamente 40.000.000 km³ (quarenta bilhões de quilômetros cúbicos) do volume desse reservatório (QUADRI, 2017). FIGURA 11 – DELIMITAÇÃO DO SISTEMA AQUÍFERO DO ARENITO NUBIA FONTE: <https://cutt.ly/MhNw9NW>. Acesso em: 24 nov. 2020. Reconhecido como o segundo maior aquífero do planeta a Grande bacia Artesiana da Austrália (Figura 12) ocupa uma área 1.700.000 km2 (um milhão e setecentos mil quilômetros quadrados) (LERNER; LERNER, 2005 apud MORAES, 2009, p. 15). Conforme informa o governo australiano a Grande Bacia Artesiana possui uma área que equivalente a 22% (vinte e dois por cento) da área do território australiano, se estendendo por baixo do terreno de áreas de clima árido e semiárido de quatro das regiões da Austrália, Queensland, New South Wales, South Australia e the Northern Territory. TÓPICO 2 — DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS 107 FIGURA 12 – MAPA DA GRANDE BACIA ARTESIANA AUSTRALIANA FONTE: <https://www.agriculture.gov.au/sites/default/files/sitecollectionimages/water/gab-map. gif>. Acesso em: 19 nov. 2020. O terceiro maior aquífero do mundo é o já citado Aquífero Guarani. Este caracteriza um grande reservatório de água doce, que se estende por 1.200.000 km² (um milhão e duzentos mil quilômetros quadrados) desde o Paraguai, Argentina e Uruguai, até as regiões sul, sudeste e centro-oeste do Brasil, abrangendo oito estados brasileiros (LERNER; LERNER, 2005 apud MORAES, 2009). 108 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 13 – MAPA ESQUEMÁTICO DO SISTEMA AQUÍFERO GUARANI FONTE: <https://cutt.ly/khNeqIE>. Acesso em: 4 nov. 2020. A Bacia Murray é outra grande reserva subterrânea de água, localizada na Austrália e abrange uma área de cerca de 297.000 Km², sendo a quarta maior bacia hidrográfica do planeta (LERNER; LERNER, 2005 apud MORAES, 2009). O Kalahari\Karoo também figura na lista por ser o quinto maior aquífero se estendendo por 135.000 km² (cento e trinta e cinco mil quilômetros quadrados) abrangendo áreas da Namíbia, Botsuana e África do Sul (LERNER; LERNER, 2005 apud MORAES, 2009). TÓPICO 2 — DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS 109 3 RESERVAS DE ÁGUAS SUPERFICIAIS O escoamento das águas através dos rios até os reservatórios naturais ou artificiais representam os estoques de água doce, são as bacias hidrográficas os grandes reservatórios superficiais de água. 3.1 BACIAS HIDROGRÁFICAS DA ÁSIA A Ásia é o maior continente do mundo e assim concentra grande parte da população humana, atualmente cerca de 4,6 bilhões de pessoas vivem na Ásia (WORLDOMETER, 2020). Devido às dimensões do continente em geral ocorre uma subdivisão de suas áreas para melhor entendimento, uma divisão regional que considera aspectos políticos onde se dividem a Ásia Ocidental, também conhecida por Oriente Médio, que tem limites com dois continentes a África e a Europa; é banhada pelo Mar Mediterrâneo e pelo Oceano Índico, que também banha o Sudeste Asiático e a Ásia Meridional. A Ásia Central e a Ásia Setentrional também têm limites com o Leste europeu, este último banhado pelo Oceano Pacífico, assim como a Ásia Oriental e parte da Ásia meridional que é banhada por dois oceanos. FIGURA 14 – PRINCIPAIS BACIAS HIDROGRÁFICAS DA ÁSIA FONTE: Adaptado de Lehner (2019, p. 1) Na Ásia Setentrional, no Território da Rússia, está o Lago Baikal que sozinho corresponde a um quinto de toda água doce do planeta. A Rússia é o segundo país do mundo em reservas de água doce, atrás apenas do Brasil. São milhares de rios que drenam o país mais extenso do mundo. Em contraste à disponibilidade hídrica encontrada na Rússia, o Oriente Médio que possui 110 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS clima árido apresenta déficit hídrico e assim a escassez de água se apresenta em contraste com a riqueza do petróleo, dessa maneira alguns dos países ricos do Oriente Médio são os maiores compradores de água doce do mundo. FIGURA 15 – DIVISÃO REGIONAL DA ÁSIA FONTE: <https://pt-static.z-dn.net/files/d22/5752010236e8d2bb1ccbc74094ab6960.jpg>. Acesso em: 19 nov. 2020. Conflitos por água são intensos na região do Oriente Médio, na Bacia hidrográfica do Rio Jordão, países disputam o domínio sobre as águas, Israel, Líbano, Síria, Jordânia estão frequentementeenvolvidos em conflitos armados, desde 1967, quando Israel invadiu a Síria e dominou as colinas de Golã onde estão as nascentes do Rio Jordão. Na Turquia, os rios Tigres e Eufrates nascem e escoam através da Síria e do Iraque desaguando no Golfo Pérsico, o que deixa a Turquia com grande importância na Geopolítica regional, entre os motivos, um deles é o controle sobre as nascentes de água. Dentre as principais bacias hidrográficas da Ásia, podemos citar: Amu Darya. No Planalto da Ásia está o Tibete, historicamente seu território abrangia áreas que dominavam diversas nascentes de rios importantes de Ásia, como Indus River. O Tibete representa o controle sobre as nascentes de pelo menos 10 grandes rios que drenam bacias hidrográficas que se estendem para além do Tibete, como a própria China que é o país que após conflitos ainda não totalmente resolvidos, mas que de fato incorpora o Tibet como parte de seu território, além de drenar e levar água para áreas na Mongólia, Vietnã, Laos, Camboja, Tailândia, Mianmar, Bangladesh, Nepal, Índia, Paquistão, Butão. TÓPICO 2 — DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS 111 FIGURA 16 – MAIORES BACIAS HIDROGRÁFICAS DO SUL E SUDESTE ASIÁTICO FONTE: <http://www.raon.ch/images/edu/map/southasia_riverbas001.gif>. Acesso em: 19 nov. 2020. 3.2 BACIAS HIDROGRÁFICAS DA OCEANIA A Oceania é o continente das águas, composto por treze países que estão distribuídos em muitas ilhas e numa grande porção de terra emersa, onde está estabelecida a Austrália. A maioria dos grandes rios da Oceania estão situados na Austrália, porém cabe destacar que o rio que drena o maior volume de água desse continente é o Rio Fly, que escoa as águas da ilha de Nova Guiné, (KIPROP, 2019). A Austrália, por conta do seu território ocupar a maior porção de terra da Oceania, concentra também muitos dos grandes rios dessa parte do planeta. Na porção central da massa de terra continental onde está a Austrália, há um grande deserto para onde convergem algumas bacias hidrográficas arreicas, ou seja, bacias hidrográficas que drenam as águas para o interior do continente. Em terras australianas os principais rios são o rio Murrumbidgee, que deságua em outro rio importante o rio Murray. Outros rios importantes do país são o rio Darling, rio Cooper Creek e o rio Flinders. Na Figura 17 é possível observar a divisão das bacias hidrográficas da Austrália. 112 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 17 – CARTAZ DO GOVERNO AUSTRALIANO APRESENTANDO AS REGIÕES HIDROGRÁFICAS DA AUSTRÁLIA FONTE: <https://cutt.ly/UhNBapB>. Acesso em: 28 nov. 2020. 3.3 BACIAS HIDROGRÁFICAS DA EUROPA Os rios da Europa apresentam uma grande diversidade de aspectos naturais que os diferenciam, além de graves problemas ambientais, os principais rios europeus são em grande parte bastante poluídos tanto por efluentes domésticos, quanto por efluentes industriais e agrotóxicos. O maior rio da Europa é o Rio Volga é também o mais caudaloso, drena o território russo desde as cabeceiras nas colinas do planalto de Vadal entre San Petersburgo e Moscou, percorre cerca de 3.688km (três mil seiscentos e oitenta e oito quilômetros) até a foz no mar Cáspio. Existem importantes usinas hidrelétricas russas ao longo do rio Volga. Apresenta trechos navegáveis, sendo a principal hidrovia para o comércio local da Rússia, bem como fonte de água para irrigação e ainda exploração da pesca. Além da grande importância histórica, cultural e econômica, a bacia hidrográfica do rio Volga abriga cerca de metade da população da Rússia (KUZIN; MICKLIN, 2019). A Rússia é o maior país do mundo quando consideramos a área de domínio territorial da nação. O território russo possui ampla rede de drenagem superficial, composta por diversos cursos d’água, variados lagos naturais e artificiais das barragens de hidrelétricas. Indo além do território russo, para destacar alguns outros importantes rios da Europa, podemos destacar o Rio Danúbio, o rio Sena, Reno, entre muitos outros. TÓPICO 2 — DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS 113 O rio Danúbio é o segundo maior rio da Europa, são cerca de 2.888km (dois mil oitocentos e oitenta e oito quilômetros) desde as nascentes localizadas na Selva Negra na Alemanha até a foz no mar Negro em território da Romênia. O rio Danúbio atravessa 19 (dezenove) países da Europa, drenando uma área em torno de 801.463km2 (oitocentos e um mil quatrocentos e sessenta e três quilômetros quadrados) (ICPDR, 2015). A geopolítica fica em evidenciada nas ações multilaterais, centradas em ações para recuperar e proteger o Rio Danúbio, pois é um importante recurso natural, econômico, social e ainda devido aos aspectos históricos da Europa (NESIRKY, 2019). O rio Sena é outro rio europeu que merece destaque, pois drena terras francesas, sendo a maior parte dos 776 km (setecentos e setenta e seis quilômetros) de extensão deste rio navegável, o que confere grande importância deste rio para a França e o coloca entre os principais rios da Europa, historicamente muito importante (DACHARRY, SMAILES, 2014). O rio Reno, assim como, os demais grandes rios da Europa, é um rio com importância não apenas social e econômica, mas também histórica. São aproximadamente 1.320 km entre as nascentes nos Alpes Suíços e a foz que forma um delta no mar do Norte. O rio Reno é uma hidrovia muito importante para a indústria local (SINNHUBER, MUTTON, 2020). Por conta da extensão dos territórios europeus, bem como por conta da história da civilização ocidental em grande parte ter acontecido próxima aos rios, com isso, são bastante conhecidos e explorados, muitos desses rios estão descritos desde a antiguidade. Os rios do velho continente apresentam importância histórica. A figura a seguir apresenta a localização de alguns rios importantes da Europa. 114 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 18 – PRINCIPAIS RIOS DA EUROPA FONTE: <https://viaxeaitaca.files.wordpress.com/2011/12/rios-de-europa.jpg>. Acesso em: 27 out. 2020. 3.4 BACIAS HIDROGRÁFICAS DA ÁFRICA O continente africano possui imponentes rios, como o rio Nilo, que disputa com o rio Amazonas o título de maior rio do mundo. O continente africano apresenta diversidade nos recursos hídricos, ao mesmo tempo que em extensas áreas convivem com elevado déficit hídrico, como no deserto do Saara na porção mais ao Noroeste do continente, ou no Sul do continente no deserto do Kalahari, ou Calaari, em outras áreas os recursos hídricos são abundantes, como nas florestas do Congo. Na África, em especial, nas áreas com maior déficit hídrico, irrigar áreas de cultivo e abastecer as comunidades são a prioridade (LEMPÉRIÈRE, SAVIGNAC, 2013). TÓPICO 2 — DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS 115 FIGURA 19 – OS MAIORES RIOS DA ÁFRICA FONTE: <https://cutt.ly/PhNBElX>. Acesso em: 15 nov. 2020. O rio Congo é o mais profundo rio do mundo com trechos onde a profundidade ultrapassa 220 metros), é ainda o segundo maior rio da África depois do Nilo e o segundo rio mais volumoso do mundo, atrás do rio Amazonas. Drena praticamente todo o território da República Democrática do Congo, além de áreas da República Centro-Africana, Zâmbia, Angola, Camarões e Tanzânia (SICCARDI, 2017). O volume da descarga do rio Congo é equivalente à metade da descarga de todos os rios africanos somados (LEMPÉRIÈRE, SAVIGNAC, 2013). O Rio Zambezi escoa através de áreas na Angola, Namíbia, Botsuana, Zâmbia, Zimbábue e Moçambique (SICCARDI, 2017). É um importante rio para a região, abastecendo áreas do Moçambique, Zâmbia e Zimbábue (LEMPÉRIÈRE, SAVIGNAC, 2013). Outros rios africanos merecem destaque por conta da importância em especial para as comunidades locais, o rio Níger, bem como o rio Nilo, são rios importantes no continente africano. 3.5 BACIAS HIDROGRÁFICAS DAS AMÉRICAS As américas, o Novo Continente, subdividida em três porções: do Norte, Central e do Sul, também pode ser entendida como América Anglo-saxônica e AméricaLatina. Todavia, vamos observar sob a perspectiva geográfica os principais cursos d’água de norte a sul do continente. 116 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS Bacias hidrográficas da América do Norte O rio Mississippi é o maior rio em extensão da América do Norte, drena uma área com cerca de 3.100.000 km² (três milhões e cem mil quilômetros quadrados) dos Estados Unidos da América e mais duas províncias canadenses, os seus maiores tributários são os rios Missouri e o rio Ohio (WALLENFELDT, 2020). O rio Mackenzie, com cerca de 4.241 km (quatro mil duzentos e quarenta e um quilômetros), é o segundo rio mais longo da América do Norte e o maior rio do Canadá, drena um grande lago, o Great Slave Lake e segue escoando e recebendo tributários até a foz no Oceano Ártico. É um rio selvagem, a navegação por si só já é especial, pois, inicialmente, já parte do desafio de navegar através de sua foz no litoral do oceano Ártico (ROBINSON, 2019). O Rio Colorado nasce nas Montanhas rochosas, drena áreas de clima semiárido, ao longo do tempo geológico, erodiu seu trajeto formando cânions, o Grand Cannyon, suas águas atravessam a fronteira norte americana e adentra em território mexicano para desaguar no mar (WESCOAT, LOEFFLER, 2019). O Yukon também recebe destaque, assim como o Big River e San Lorenzo River, que são rios que se destacam por suas características hidrográficas. Talvez um dos rios mais emblemáticos das Américas seja o Rio Grande, que constitui boa parte da fronteira entre o México e os Estados Unidos. FIGURA 20 – PRINCIPAIS BACIAS HIDROGRÁFICAS DA AMÉRICA DO NORTE FONTE: Adaptado de Lehner (2019, p. 1) TÓPICO 2 — DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS 117 Bacias hidrográficas da América Central O istmo onde está localizada a América Central une fisicamente as Américas do Norte e do Sul, mas não se trata de uma simples ponte de terra. Ao analisar a divisão geopolítica o que se percebe é uma estreita faixa de terra bastante dividida politicamente, sendo que o estabelecimento das fronteiras entre os territórios dos sete países que ali se estabelecem, por vezes, utilizam como delimitadores os curso dos rios da região, e com isso existem bacias hidrográficas transfronteiriças importantes para a região (ECHAVARRÍA, 2020). FIGURA 21 – BACIAS HIDROGRÁFICAS DA AMÉRICA CENTRAL FONTE: <https://cutt.ly/4hNNdqf>. Acesso em: 8 abr. 2020. As Américas do Norte e do Sul são interligadas pela América Central, são duas grandes massas de terras emersas interligadas por uma estreita faixa de terra, a América Central. Esta faixa é denominada de istmo. Conforme Guerra e Guerra descrevem “Istmo – Estreita faixa de terra situada entre dois mares, correspondendo, de modo geral, a uma zona onde se verificou um afundamento do terreno, ou, ao contrário, uma invasão do mar...” (2015, p. 362). NOTA 118 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS A Nicarágua é um país que tem o curso de rios como parte de suas fronteiras. O rio San Juan delimita grande parte da fronteira norte da Costa Rica com a Nicarágua e na fronteira sul da Costa Rica com o Panamá o rio Sixaola, que desagua no mar do Caribe, é o limite internacional em parte da fronteira (ECHAVARRÍA, 2020). Ao Norte, outro importante rio para a geopolítica da América Central é o rio Coco que define parte da borda entre a Nicarágua e Honduras. Como destacado por Echavarría (2020), na América Central o curso dos rios é bastante respeitado como fronteira política. Bacias hidrográficas da América do Sul A maior bacia hidrográfica do planeta está localizada na América do Sul, em grande parte no território brasileiro, é a bacia hidrográfica do rio Amazonas. As características do continente Sul-Americano que apresenta grande diversidade tanto de biomas que interferem diretamente no tipo dos rios quanto na Geomorfologia dos ambientes, que resultam em distintas formas de cursos d’água. A figura a seguir apresenta as grandes bacias hidrográficas da América do Sul. Ao analisar a imagem fica possível observar que as maiores bacias hidrográficas sul-americanas drenam áreas brasileiras e assim serão apresentadas no item 22 deste livro. FIGURA 22 – PRINCIPAIS BACIAS HIDROGRÁFICAS DA AMÉRICA DO SUL FONTE: Adaptado de Lehner (2019, p. 1) TÓPICO 2 — DISTRIBUIÇÃO MUNDIAL DOS RECURSOS HÍDRICOS 119 FIGURA 23 – MAPA DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS DA AMÉRICA DO SUL FONTE: Adaptada de Fao-Aquastat (2011) 4 DISTRIBUIÇÃO DAS GELEIRAS NO PLANETA TERRA Existem vários tipos de geleiras, como já apresentado na Unidade 1 deste livro. Assim, as diferentes geleiras constituem o maior reservatório de água do planeta Terra. Todavia, tratando a distribuição geográfica dos mais importantes glaciares, destacam-se os gelos patagônicos da Cordilheira dos Andes. No Hemisfério Sul, a geleira ou glaciar Perito Moreno, localizada na Patagônia, é a geleira que apresenta a maior extensão superficial do planeta está localizada na Patagônia Argentina, província de Santa Cruz na cidade de El Calafate, onde há o Parque Nacional Los Glaciares, que regra as visitas ao local. A geleira Perito Moreno possui cerca de 13000 km² e paredões de até 60 metros de altura, porém suas dimensões estão diminuindo nos últimos anos. Podemos encontrar diversas geleiras ao redor do planeta. Existem geleiras em praticamente todos os continentes, exceto na América Central. Em alguns lugares as geleiras são relativamente pequenas como as geleiras da África, enquanto em outros locais as geleiras são bastante volumosas, como nos Himalaias ou na Antártica, como podemos observar na figura a seguir. 120 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 24 – DISTRIBUIÇÃO GLOBAL DAS GELEIRAS DESTACADAS EM AZUL FONTE: <https://cutt.ly/zhNNDSA>. Acesso em: 24 nov. 2020. 121 RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você aprendeu que: • A distribuição mundial de água apresenta particularidades, desde características climáticas até a demanda per capta de água. Além disso, existem rios e reservas em todos os lugares do planeta. • Reservas de água podem ser subterrâneas, são os aquíferos que podem ser encontrados em diversas profundidades. Os aquíferos possuem áreas de recarga, que são os locais por onde as águas infiltram no solo sendo armazenadas nas rochas. Em geral, são rochas sedimentares. • O Aquífero Guarani é um importante aquífero da América do Sul. O maior aquífero do planeta é conhecido como arenito Núbia. • As reservas superficiais de água, são constituídas pelas bacias hidrográficas, e são os estoques de acesso mais fácil. • Na grande extensão da Ásia importantes rios drenam as diferentes regiões. • A Rússia é o segundo país do mundo com maior disponibilidade hídrica, atrás apenas do Brasil. Nesse sentindo, outros países da Ásia com clima semiárido têm uma realidade contrastante por conta do déficit hídrico existente. • A Oceania é denominada o continente das águas, porém a referência se dá pela extensão da área sobre o oceano Pacífico, sendo a Austrália a maior porção de terra desse continente e que apresenta diversas bacias hidrográficas. • A Europa possui rios de grande importância para indústria, mas também para o transporte e inclusive de grande valor histórico. • O continente africano apresenta uma vasta rede de drenagem, em especial, na porção equatorial, grandes rios drenam o centro do continente africano. • Nas Américas, importantes bacias hidrográficas drenam extensas áreas tanto na América do Norte quanto no América do Sul. • Grandes bacias hidrográficas como a dos rios Mississipi, Mackenzie, Colorado, são destaque no Norte. • A maior bacia hidrográfica do planeta é a do rio Amazonas, drena boa parte da América do Sul, assim como rio da Prata e o Rio São Francisco, que são outras duas bacias hidrográficas de destaque na América do Sul. • As geleiras também estão distribuídas ao redor do planeta, e representam importante reserva de água, assim como também de grande importância como indicador globaldas temperaturas do planeta. 122 1 Os reservatórios subterrâneos de água são denominados aquíferos. Aquífero é uma formação geológica que permite o acúmulo de água em seu interior. Os reservatórios podem estar logo abaixo da superfície ou a muitos metros de profundidade. Uma grande preocupação dos cientistas é a possibilidade de contaminação das águas subterrâneas por agrotóxicos utilizados nas áreas de recarga. Com base no exposto, analise as sentenças a seguir: I- O aquífero Guarani é o maior reservatório de águas subterrâneas do planeta. II- O aquífero Guarani é o maior reservatório de águas subterrâneas da América do Sul. III- O aquífero Guarani abrange áreas do Brasil, Uruguai, Paraguai e Argentina. IV- O arenito Núbia na África e a Grande Bacia Artesiana na Austrália são os dois maiores aquíferos do planeta. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I, II, III e IV estão corretas. b) ( ) As sentenças I, II e III estão corretas. c) ( ) As sentenças II, III e IV estão corretas. d) ( ) Somente a sentença IV está correta. 2 Os recursos hídricos estão distribuídos de forma desigual pela superfície da Terra, o escoamento superficial dos rios e o acúmulo em reservatórios naturais ou artificiais são a principal fonte de água, pois são as reservas mais acessíveis. Considerando a distribuição geográfica das grandes bacias hidrográficas do planeta Terra, associe os itens, utilizando o código a seguir: I- Rio Mississipi. II- Rio Volga. III- Rio São Francisco. IV- Rio Sena. ( ) Estado Unidos da América. ( ) Rússia. ( ) Brasil. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) I – II – III – IV. b) ( ) I – IV – III – II. c) ( ) IV – II – III – I. d) ( ) II – I – IV – III. AUTOATIVIDADE 123 3 Sobre a riqueza hídrica do continente sul-americano, podemos destacar, ainda, a maior bacia hidrográfica do mundo: a bacia hidrográfica do rio Amazonas. Contudo, outras bacias hidrográficas muito importantes também estão presentes no continente. Com base no exposto, associe os itens, utilizando o código a seguir: I- Bacia hidrográfica do rio Amazonas. II- Bacia hidrográfica do Prata. III- Bacia hidrográfica do Rio São Francisco. ( ) As cabeceiras estão localizadas na Cordilheira dos Andes. ( ) É formada por três sub-bacias, Bacia do Rio Paraguai, Bacia do Rio Uruguai e Bacia do Rio Paraná. ( ) A cidade de São Paulo está inserida na Bacia hidrográfica. ( ) A foz do rio principal é uma divisa estadual da Região Nordeste do Brasil. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) I – II – II – III. b) ( ) I – II – III – I. c) ( ) II – I – III – IIII. d) ( ) II – III – II – I. 124 125 UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO A grande extensão territorial brasileira; as diferentes formas do relevo; a diversidade geológica; a cobertura vegetal; assim como a circulação atmosférica contribuem para a constituição dos cenários que originaram a grande diversidade hidrográfica do país. Reconhecer a importância da divisão hidrográfica do país é fundamental para a compreensão dos aspectos individuais de cada região hidrográfica. Uma região hidrográfica pode ser composta por uma ou mais bacias hidrográficas que drenam áreas contíguas. 2 DIFERENÇAS ENTRE BACIA HIDROGRÁFICA E REGIÃO HIDROGRÁFICA Neste mesmo livro didático, já foi apresentada a definição de bacia hidrográfica. Assim, podemos afirmar que é correto considerar que a totalidade da área delimitada por divisores de águas, de onde as águas são drenadas até um mesmo canal principal, como definição de bacia hidrográfica. Apesar da bacia hidrográfica ser considerada a unidade de planejamento dos recursos hídricos, para entendimentos mais amplos em análises regionais é necessário que se tenha em mente o entendimento de que as regiões hidrográficas são a representação em escala nacional da divisão do território em relação à distribuição espacial dos recursos hídricos (LIMA; CANO; NASCIMENTO, 2016, p. 321). A divisão do território brasileiro em regiões hidrográficas foi institucionalizada oficialmente no Brasil a partir de 2003, em função da concretização da Política Nacional de Recursos Hídricos e do Sistema Nacional dos Recursos Hídricos (LIMA; CANO; NASCIMENTO, 2016). Observe na figura a seguir a imagem do mapa das bacias hidrográficas brasileiras, onde é possível observar a delimitação das principais bacias hidrográficas do país, algumas sub-bacias e sub-bacias conjugadas. Sendo que por outra perspectiva, na Figura 26, é apresentada a imagem do mapa das regiões hidrográficas do Brasil. Perceba que em ambos os mapas são apresentados os principais rios do Brasil, porém o tema do primeiro busca delimitar a abrangência das principais bacias hidrográficas, enquanto o segundo mapa se preocupa em representar as regiões hidrográficas considerando assim aspectos que unem bacias hidrográficas em razão de aspectos administrativos e de características regionais. Todavia, cabe destacar que para determinados tipos de estudos, análises e planejamentos conforme o objetivo de cada trabalho um ou outro mapa se adequará melhor à proposta. TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 126 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 25 – IMAGEM DO MAPA DAS BACIAS HIDROGRÁFICAS BRASILEIRAS (IBGE) FONTE: <https://cutt.ly/FhNMSPt>. Acesso em: 10 mar. 2020. FIGURA 26 – IMAGEM DO MAPA DAS REGIÕES HIDROGRÁFICAS BRASILEIRAS FONTE: Lima, Cano e Nascimento (2016, p. 324) TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 127 Cabe destacar que questões relacionadas com as águas no Brasil, a unidade básica de estudo é a bacia hidrográfica, considerando que uma bacia hidrográfica é a área onde toda água que ali cair será drenada em direção a um mesmo rio principal, ou, ainda, seguir para armazenamento em um mesmo reservatório. Todavia, para diversas análises uma abordagem que considere a região hidrográfica pode ser mais interessante, uma vez que bacias hidrográficas vizinhas podem ter muitas características em comum e com isso o entendimento dos aspectos envolvidos podem favorecer a tomada de decisão do gestor, ou mesmo responder a questões específicas em abordagens científicas. 3 A HIDROGRAFIA BRASILEIRA A distribuição natural das águas do Brasil é bastante contrastante, apresenta diferenças regionais muito marcantes, que vão desde o volume e área, até aspectos como humanos como população que impacta diretamente na demanda por abastecimento de água, assim como a demanda para irrigação, agropecuária, usos industriais e ainda aspectos resultantes do mal-uso dos recursos naturais que por consequência podem resultar em poluição das águas, além de impactos como erosão e assoreamento. Com isso, serão apresentadas a seguir as regiões hidrográficas brasileiras com suas principais características. A divisão do território brasileiro em 12 regiões hidrográficas se deve ao Plano Nacional de Recursos Hídricos (PMRH), que é uma macrodivisão do território voltada para análise de caráter mais geral das regiões hidrográficas. Para estudos mais aprofundados o PNRH estabelece subdivisões em mais duas categorias, a classe denominada de sub1 apresenta 56 subdivisões e ainda a classe denominada sub2 apresenta 273 subunidades hidrográficas. Essas divisões são fundamentais para análises mais detalhadas (BRASIL, 2006i). 3.1 REGIÃO HIDROGRÁFICA TOCANTINS-ARAGUAIA Com uma superfície que corresponde a cerca de 11% do território brasileiro com área em torno de 918.273 km2 a região hidrográfica Tocantins- Araguaia (Figura 27) drena, além do Distrito Federal, partes dos estados de Goiás, Tocantins, Pará, Maranhão, Mato Grosso (BRASIL, 2006b). Para melhor visualização acesse os mapas das figuras apresentadas através do link descrito na fonte de cada figura. Utilize as opções de aproximar, ou zoom, para visualizar partes específicas do mapa, para exercitar a leitura de mapas, busque identificar onde está o seu lugar no mapa, ou lugares do seu interesse.DICAS 128 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 27 – IMAGEM DO MAPA DA REGIÃO HIDROGRÁFICA TOCANTINS-ARAGUAIA FONTE: <https://cutt.ly/ihNM80n>. Acesso em: 9 nov. 2020. A maior ilha fluvial do mundo fica no rio Araguaia, é a Ilha do Bananal, a ilha tem aproximadamente 350 km (trezentos e cinquenta quilômetros) de comprimento e 85 km (oitenta e cinco quilômetros) de largura. NOTA A maioria dos municípios da região possui menos de 5.000 habitantes, sendo que a população total é de 7.890.714 habitantes. Sendo Belém, capital do Pará, a cidade mais populosa da região, com 1.280.614 habitantes (BRASIL, 2006). TABELA 2 – DISTRIBUIÇÃO DA POPULAÇÃO NA REGIÃO HIDROGRÁFICA TOCANTINS-ARAGUAIA Bacias Hidrográficas Área aprox. (Km²) Pop. Urbana (n°) Pop. Rural (n°) Pop. Total (n°) Araguaia 384.818 996.511 368.709 1.365.220 Tocantins alto 305.511 1.902.839 754.596 2.657.435 Tocantins baixo 227.944 2.808.041 1.060.018 3.868.059 Total 918.723 5.707.391 2.183.323 7.890.714 FONTE: Brasil (2006b, p. 22) A região hidrográfica Tocantins-Araguaia tem grande importância em especial por conta da expansão agrícola na produção nacional de grãos que ocupou e vem levando desenvolvimento a região, outro aspecto de destaque é o potencial hidroenergético dos rios da região, são nove usinas hidrelétricas e 27 pequenas centrais hidrelétricas, que geram 13,14 (gigawatts), o que representa 15% da capacidade de produção hidrelétrica do pais (BRASIL, 2015). TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 129 Contudo, as faltas de operação nas eclusas nas barragens das hidrelétricas impedem o desenvolvimento do transporte fluvial para escoar a produção, ainda alguns aspectos naturais como a formação de bancos de areia no rio Araguaia e no rio das Mortes, assim como as cachoeiras no rio Tocantins dificultam a navegação comercial (BRASIL, 2015). A produção agrícola na região está diretamente relacionada com a disponibilidade hídrica para abastecer os sistemas de irrigação das lavouras, principalmente do arroz, soja, milho, algodão, feijão (BRASIL, 2015). A pecuária da região é voltada para a produção de carne. Apesar da baixa capacidade de suporte animal das pastagens naturais, as pastagens plantadas e o manejo racional dos rebanhos permitiram o crescimento da atividade (BRASIL, 2006b), assim como o consequente aumento da demanda por água que a atividade impõe. A mineração é um setor importante da economia na região hidrográfica Tocantins-Araguaia, praticamente metade do volume de ouro produzido no Brasil vem da região, assim como quase a totalidade das reservas de amianto, também ocorre a mineração de cobre, níquel, bauxita, ferro, manganês, prata, cassiterita, alumínio, hematita, silício e ferro gusa (BRASIL, 2015). A pesca profissional é proibida na região, exceto nos rios dos estados do Pará e do Maranhão, porém a pesca esportiva e de subsistência pode acontecer. Estimativas indicam cerca de 8.500 ribeirinhos praticam a pesca de subsistência, sendo que cerca de 80% dos pescadores da região são pescadores amadores, em geral turistas. A pesca esportiva é uma das principais atividades turísticas da região (BRASIL, 2015). O saneamento básico, em especial a falta dele, é um tema que compromete a qualidade de vida e dos corpos d’água da região hidrográfica Tocantins-Araguaia. A falta da instalação de equipamentos urbanos adequados para tratar esgotos se reflete nas estatísticas que apontam que apenas 15% do esgoto produzido na região é tratado (BRASIL, 2015). 3.2 REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO NORDESTE OCIDENTAL A região hidrográfica Atlântico Nordeste Ocidental ocupa cerca de 3% (três por cento) do território brasileiro, que representa 274.000 km² (BRASIL, 2006c). Localizada quase toda dentro do estado do Maranhão, além de pequena área do estado do Pará, drenando áreas de 198 (cento e noventa e oito) municípios no estado do Maranhão e 37 (trinta e sete) municípios no estado do Pará (BRASIL, 2015). 130 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 28 – IMAGEM DO MAPA DA REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO NORDESTE OCIDENTAL FONTE: <https://cutt.ly/6hN19IQ>. Acesso em: 2 dezv. 2020. A região é dividida em cinco unidades hidrográficas, Gurupi, Itapecuru, Litorânea MA, Litorânea MA/PA e Mearim, que juntas abrigam uma população em torno de 6.200.000 habitantes (Tabela 3), sendo 61% vivendo em áreas urbanas (BRASIL, 2015). Os rios Gurupi, Itapecuru, Mearim, e Munim têm destaque por conta da importância local, em especial como via de transporte fluvial. FIGURA 29 – IMAGEM DO MAPA DAS UNIDADES HIDROGRÁFICAS E PRINCIPAIS CIDADES DA REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO NORDESTE OCIDENTAL FONTE: Brasil (2015, p. 44) TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 131 Na sub-bacia litorânea do Maranhão é onde se localizam os Lençóis Maranhenses que, junto às Reentrâncias Maranhenses, compõem cenários de importância histórica, paleontológica, além de atributos naturais, unidades de conservação e o conjunto arquitetônico urbanístico (BRASIL, 2016). Os municípios que compreendem a sub-bacia aproveitam o potencial turístico para o desenvolvimento de atividades de recreação e lazer. TABELA 3 – DISTRIBUIÇÃO DA POPULAÇÃO NA REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO NOR- DESTE OCIDENTAL Bacias Hidrográficas Área aprox. (Km²) Pop. Urbana (n°) Pop. Rural (n°) Pop. Total (n°) Gurupi 34.775 205.752 83.071 288.823 Litoral Pará 7.119 22.521 65.732 88.253 Litoral Pará/ Maranhão 10.995 201.068 186.391 396.459 Pericumã 9.751 129.958 156.195 286.151 Turiaçu 23.334 173.582 165.453 339.035 Itapecuru 53.573 112.461 128.677 920.556 Litoral Maranhão 14.143 503.007 417.549 304.128 Munim 15.287 72.165 231.963 241.138 Mearim 99.920 1.681.100 944.433 2.625.557 FONTE: Brasil (2006c, p. 26) A região apresenta demandas importantes, seja por água para dessedentação animal, abastecimento rural ou consumo industrial como acontece na bacia hidrográfica de Mearim, ou por conta da relação entre demanda e disponibilidade hídrica, que cria uma situação muito crítica no que diz respeito à disponibilidade de água para a população. Ainda, em torno da população o saneamento ambiental é um tema recorrente, pois, além da poluição das indústrias, o despejo de esgoto doméstico e de resíduos agrícolas pode resultar na poluição dos rios. Da mesma forma, ocorrem desmatamentos clandestinos o que além do dano ao solo, gera também um dano aos rios por conta do assoreamento (BRASIL, 2006c). 3.3 REGIÃO HIDROGRÁFICA PARNAÍBA A região hidrográfica do Parnaíba (Figura 30), não é a única localizada na Região Nordeste do Brasil, mas é bastante importante por conta de suas características. Drena áreas com paisagens distintas, nos biomas de Cerrado, da Caatinga e Costeiro. A região hidrográfica do Parnaíba ocupa cerca de 2.762 km² do estado Ceará, 65.492 km² do Estado do Maranhão, além de 99% do território do Estado do Piauí, abrangendo 249.497 km² (BRASIL, 2015). 132 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS Assim, a área total drenada na região hidrográficas do Parnaíba é de aproximadamente 330.056km², o que equivale a 3,9% do território brasileiro (BRASIL, 2015). A região hidrográfica se destaca pelo desenvolvimento de Teresina-PI, que é o único grande centro urbano do Nordeste brasileiro fora do litoral (BRASIL, 2015). FIGURA 30 – IMAGEM DO MAPA DA REGIÃO HIDROGRÁFICA DO PARNAÍBA FONTE: <https://cutt.ly/ohN08iN>. Acesso em: 2 dez. 2020. A maior parte da Região Hidrográfica do Parnaíba está localizada no Semiárido brasileiro, onde as chuvas intermitentes caracterizam o clima, resultando em uma baixa disponibilidade hídrica (BRASIL, 2015). A região hidrográfica do Parnaíba é dividida em três unidades hidrográficas (Tabela 4), o Parnaíba alto, Parnaíba Médio, Parnaíba Baixo. Sendo os principais rios da região o Parnaíba, Canindé, das Balsas, Piauí, Poti, Longá, Itaueira e Uruçuí Preto (BRASIL, 2015). Atravessando os biomas do Cerrado, Caatinga e Costeiro (BRASIL, 2006d).O Rio Parnaíba se destaca na região, em especial por sua extensão de aproximadamente 1.400 km sendo que é um rio perene na maior do seu curso (BRASIL, 2006d). TABELA 4 – DISTRIBUIÇÃO DA POPULAÇÃO NA REGIÃO HIDROGRÁFICA DO PARNAÍBA Bacias Hidrográficas Área aprox. (Km²) Sedes Municipais Pop. Urbana (nº) Pop. Rural (nº) Pop. Total (nº) Alto Parnaíba 152.263 56 390.484 192.528 583.012 Médio Parnaíba 137.884 150 1.616.110 720.463 2.336.573 Baixo Parnaíba 43.080 57 685.662 547.618 1.233.280 FONTE: Brasil (2015, p. 111) TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 133 A escassez de água é uma característica do semiárido brasileiro, a população que habita a região é atingida repetidamente por eventos de secas severas, o que afeta não só as zonas rurais, mas também as zonas urbanas. A grande demanda por água para abastecimento dos centros urbanos da região encontra uma forte concorrente por acesso a água, que é a demanda para irrigação nas atividades agrícolas, sendo além de consumirem grande quantidade de água, ainda contribuem em muito para a poluição dos recursos hídricos com fertilizantes e agrotóxicos (BRASIL, 2015). Na região hidrográfica do Parnaíba, uma questão territorial envolve os estados do Piauí e Ceará desde o período colonial brasileiro. Conflito este que atualmente ainda é travado porém através das vias judiciais. A disputa por terras na linha de fronteira entre o Ceará e o Piauí tem início por volta de 1832. Boa parte dessas disputas ocorrem por conta das falhas na descrição da fronteira local no decreto de Dom Pedro III, especialmente falhas na descrição dos elementos naturais das bacias hidrográficas confrontantes, o que resulta ainda nos dias atuais litígios judiciais entre os estados do Ceará e Piauí em torno da demarcação de terras da fronteira, que deveria seguir a Bacia hidrográfica do rio Timonha (LIMA; LIMA. 2016). Atualmente, a questão está em julgamento no Supremo Tribunal Federal e, conforme despacho na Ação Cível Originária 1.831 Piauí, o Exército brasileiro foi incumbido de executar perícia na região para definir os limites geográficos e assim embasar a decisão do poder judiciário sobre a questão. 3.4 REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO NORDESTE ORIENTAL Com uma área de 286.800 km² que equivale aproximadamente 3,4% do território brasileiro, a Região Hidrográfica Atlântico Nordeste oriental (Figura 31) ocupa áreas em seis Estados brasileiros: Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco e Alagoas. Sendo a região dividida em treze unidades hidrográficas (Tabela 5) (BRASIL, 2015). 134 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 31 – IMAGEM DO MAPA DA REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO NORDESTE ORIENTAL FONTE: <https://cutt.ly/6hN2Kw2>. Acesso em: 2 dez. 2020. Cinco capitais nordestinas têm áreas drenadas pela Região Hidrográfica Atlântico Nordeste Oriental: Fortaleza/CE, Natal/RN, João Pessoa/PA, Recife/PE e Maceió/AL. TABELA 5 – DISTRIBUIÇÃO DA POPULAÇÃO NA REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO NORDESTE ORIENTAL Bacias Hidrográficas Área aprox. (Km²) Sedes Municipais Pop. Urbana (n°) Pop. Rural (n°) Pop. Total (n°) Aracaú 14.604 25 485.598 181.758 667.356 Apodi-Mossoro 14.268 48 487.643 154.147 641.790 Curu 8.609 12 193.728 131.886 325.614 Jaguaribe 74.303 80 1.494.955 871.875 2.366.830 Litorânea-PE/PB/RN 10.197 67 1.623.727 346.921 1.970.648 Litorânea-AL/PE 23.057 96 2.381.034 678.638 3.059.672 Litorânea-CE 23.435 39 3.771.603 512.065 4.283.668 Litorânea-CE/PI 12.325 16 212.699 195.091 407.790 Litorânea-CE/RN 2.669 3 23.832 44.388 68.220 Litorânea-PB/RN 21.543 71 670.738 304.993 975.731 Litorânea-PE 18.934 79 5.318.688 668.712 5.987.400 Litorânea-RN 19.069 72 1.530.298 385.707 1.916.005 Piranhas-Açu 43.748 131 973.218 433.386 1.406.604 Total da RH-Atlântico NE Oriental 286.761 739 19.167.761 4.909.567 24.077.328 FONTE: Brasil (2015, p. 54) TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 135 FIGURA 32 – UNIDADES HIDROGRÁFICAS E PRINCIPAIS CIDADES DA RH ATLÂNTICO NORDESTE ORIENTAL FONTE: Brasil (2015, p. 53) A baixa oferta hídrica na região, em parte, reflete as características do semiárido brasileiro que, em conjunto, com a perenidade dos rios e a sazonalidade das chuvas, intensificam conflitos na região, agravados ainda mais durante dos eventos críticos de seca, que também afetam gravemente o abastecimento urbano (BRASIL, 2015). 3.5 REGIÃO HIDROGRÁFICA SÃO FRANCISCO A região hidrográfica São Francisco (figura 32) ocupa cerca de 7,5% do território brasileiro, o que representa uma área de aproximadamente 638.466 km² (BRASIL, 2015). A região drena parte do Distrito Federal e áreas de mais sete estados brasileiros: Minas Gerais, Goiás, Bahia, Pernambuco, Alagoas e Sergipe (BRASIL, 2006f). Drenando áreas de 521 municípios além da Capital Federal, soma uma população de 15.015.855 pessoas sendo que a maior parte da população habita a região metropolitana de Belo Horizonte (LIMA; CANO; NASCIMENTO, 2016). 136 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 32 – IMAGEM DO MAPA DA REGIÃO HIDROGRÁFICA SÃO FRANCISCO FONTE: <https://cutt.ly/rhN9D5A>. Acesso em: 2 dez. 2020. Desde as nascentes, na serra da Canastra, até a foz, no oceano Atlântico, entre os estados de Sergipe e Alagoas são pouco mais de 2.700 km (dois mil e setecentos quilômetros) de extensão, por onde o canal principal vem recebendo os tributários que deságuam o escoamento superficial da região hidrográfica. Cabe destacar que o canal principal dessa região hidrográfica é o próprio Rio São Francisco. É um rio de grande importância, especialmente por conta do volume de água que escoa pelo rio e banha áreas do Semiárido no Nordeste brasileiro (LIMA, CANO, NASCIMENTO, 2016). A vazão natural média do Rio São Francisco é de 2.846 m³/s, sendo que em períodos de muitas chuvas vazão pode atingir volumes de até 5.290 m³, assim como durante estiagens a vazão já tenha atingido um volume de 1.077 m³/s. Além do grande potencial hidrelétrico aproveitado, onde 10.473MW são gerados nas usinas de Três Marias, Queimadinho, Sobradinho, Itaparica, Complexo Paulo Afonso e Xingó (LIMA; CANO; NASCIMENTO, 2016). A Região Hidrográfica São Francisco tem por base quatro sub-bacias, sendo elas: Alto São Francisco, Médio São Francisco, Submédio São Francisco e Baixo São Francisco. TABELA 6 – SUB-BACIAS DA REGIÃO HIDROGRÁFICA DO SÃO FRANCISCO Bacias Hidrográficas Área aprox. (Km²) Pop. Urbana (n°) Pop. Rural (n°) Pop. Total (n°) Alto são Francisco 100.085 6.706.784 368.803 7.075.587 Médio São Francisco 402.491 2.189.862 1.349.447 3.539.309 Submédio São Francisco 110.473 1.340.371 893.532. 2.233.903 TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 137 Baixo São Francisco 25.417 775.351 665.803 1.441.154 Total na Região Hidrográfica São Francisco 638.466 11.012.368 3.277.585 14.289.953 FONTE: Brasil (2015, p. 125) O volume de água transportado pelo Rio São Francisco até as áreas de clima semiárido (Figura 33) é de fundamental importância para a irrigação de áreas agrícolas. O consumo de água na região hidrográfica São Francisco é predominantemente para uso na irrigação, o consumo de água para irrigação representa algo em torno de 77% de toda água captada na região, sendo que o consumo urbano e a segunda maior demanda do recurso e representa aproximadamente 11% da água consumida, a terceira maior atividade em consumo de água é a atividade industrial, que consome cerca de 7% e ainda a atividade pecuária de demais atividades rurais, que consomem respectivamente por 4% e 1% do volume captado de água (BRASIL, 2015). FIGURA 33 – IMAGEM DO MAPA DA ÁREA DE DOMÍNIO DO SEMIÁRIDO NA REGIÃO HIDRO- GRÁFICA DO SÃO FRANCISCO FONTE: PBHSF (2004 apud BRASIL, 2006f, p. 32) Atualmente, está em curso o projeto de integração do Rio São Francisco, um grande e antigo projeto nacional para levar água do rio São Francisco até outras áreas do sertão semiárido do Brasil através da transposição de águas da Região hidrográfica do São Franciscopara a Região Hidrográfica do Nordeste Oriental. A partir de dois eixos de transposição, o Eixo Norte e o Eixo Leste parte das águas do Rio São Francisco são desviadas de seu curso natural para levar segurança hídrica até áreas do semiárido nos estados do Ceará, Paraíba, Pernambuco e Rio Grande do Norte, permitindo, dentre outros aspectos econômicos, desenvolver atividades agrícolas irrigadas (BNDES, 2020). 138 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS Além de prover recursos hídricos para regiões do semiárido, outro aspecto muito importante da Região Hidrográfica do São Francisco é o potencial como via de transporte, em especial no que diz respeito ao escoamento da produção agrícola da região. A Hidrovia do São Francisco permite a navegação em quatro trechos distintos, um no Alto São Francisco entre as cabeceiras até a Serra da Canastra em Pirapora, no estado de Minas Gerais, outro trecho no médio São Francisco entre Pirapora-MG e Remanso na Bahia. No Submédio, São Francisco se estende de Remanso-BA até Paulo Afonso-BA, daí em diante o trecho do Baixo São Francisco segue até a Foz no Oceano Atlântico (DNIT, 2016). 3.6 REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO LESTE A região hidrográfica do Atlântico Leste (Figura 34) drena uma área total com cerca de 388.160 km² e se estende por quatro estados: Bahia, Minas Gerais, Sergipe e Espírito Santo. A região engloba áreas de 491 municípios, que juntos equivalem a 3,9% do país. A população urbana representa 75% dos habitantes, destacando a elevada densidade demográfica que ocorre nas regiões metropolitanas de Salvador e Aracaju (BRASIL, 2015). FIGURA 34 – IMAGEM DO MAPA DA REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO LESTE FONTE: Brasil (2015, p. 30) TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 139 Uma característica da região é que não há um rio principal que drena uma grande bacia hidrográfica, o que se apresenta é um conjunto de bacias hidrográficas costeiras que se agrupam em oito unidades hidrográficas: Vaza Barris, Litorânea BE- SE, Itapicuru, Litorânea BA, Paraguaçu, Contas, Pardo Jequitinhonha e Litorânea ES-BA. Sendo que a maior demanda por recursos hídricos da Região Hidrográfica Atlântico Leste é para irrigação, abastecimento urbano de água, uso industrial, dessedentação animal, abastecimento da população rural. Sendo que essa demanda corresponde apenas a 5% da demanda nacional de água (BRASIL, 2015). FIGURA 35 – DEMANDA POR ÁGUA NA REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO LESTE FONTE: Brasil (2015, p. 31) Os principais temas para a gestão das águas na região hidrográfica do Atlântico Leste estão em torno da disponibilidade hídrica, para o abastecimento público e industrial e por consequência sobre a qualidade dessas águas, e ainda a demanda para irrigação que entre 2006 e 2012 registrou um crescimento de 46% nesse período. Os biomas existentes na região hidrográfica do Atlântico Leste sofrem muita pressão antrópica por conta do desenvolvimento da pecuária, agricultura, extração de madeira e atividades de extrativismo. A caatinga foi bastante devastada pela expansão da pecuária para o sertão, a Mata Atlântica foi muito derrubada para exploração madeireira e substituição por plantações de cacau (LIMA, CANO, NASCIMENTO, 2016). 3.7 REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO SUDESTE Minas Gerais, Espírito Santo, Rio de Janeiro, São Paulo e Paraná são as unidades da federação que têm áreas drenadas para a Região Hidrográficas do Atlântico Sudeste. Compreende 595 municípios e representa uma área de 214.629 km² o que equivale a 2,5% do território nacional. A população da região é predominantemente urbana com alta densidade demográfica que chega a 131,6 hab./km² (BRASIL, 2015). 140 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS Em parte, por conta da grande densidade demográfica populacional na região, que é a segunda região hidrográfica mais populosa e da consequente geração de grandes volumes de esgotos não tratados, ainda por conta do aumento das áreas de cultivos irrigados, bem como por conta da própria disponibilidade hídrica da região em alguns trechos de rios, a disponibilidade hídrica é bastante crítica. A região hidrográfica do Atlântico Sudeste apresenta grande variedade nas características individuais das bacias hidrográficas que compõem a região, pois em áreas distintas a região sofre tanto com enchentes, quanto com secas e estiagens (BRASIL, 2015). FIGURA 36 – IMAGEM DO MAPA DA REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO SUDESTE FONTE: Brasil (2015, p. 65) Outro grande problema que ocorre na região é a ocupação irregular de áreas de encostas, ribeirinhas e de mananciais decorrente de um processo histórico de segregação social, agravado em parte pela especulação imobiliária (LIMA, CANO, NASCIMENTO, 2016). Para acessar um produto cartográfico mais detalhado da RH Atlântico Sudeste, acesse no site da Agência Nacional de Águas o mapa da região hidrográfica Atlântico Sudeste, através do link: “https://www.ana.gov.br/todos-os-documentos-do-portal/ documentos-spr/mapas-regioes-hidrograficas/atlantico-sudeste-para-site-ana-a0.pdf”. DICAS TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 141 3.8 REGIÃO HIDROGRÁFICA PARANÁ Podemos destacar a Região Hidrográfica do Paraná, tanto pela área que é a terceira maior região hidrográfica brasileira (BRASIL, 2006h), quanto pela sua grande importância no contexto nacional por drenar a região mais desenvolvida economicamente do país. A região drena uma área de 879.873 km2 (oitocentos e setenta e nove mil oitocentos e setenta e três quilômetros quadrados) que abrange áreas dos estados de São Paulo, Paraná, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Goiás, Santa Catarina e Distrito Federal. Essa região está dividida em 11 bacias hidrográficas (Figura 37), sendo elas: Aguapeí Peixe, Grande, Iguaçu, Ivaí, Paranaíba, Paranapanema, Piquiri, Tietê, Bacias de contribuição ao reservatório Ilha Solteira, Bacias de contribuição ao Reservatório de Itaipu e Afluentes da margem direita do Rio Paraná (BRASIL, 2015). FIGURA 37 – IMAGEM DO MAPA DA REGIÃO HIDROGRÁFICA DO PARANÁ FONTE: Brasil (2015, p. 97) A Região Hidrográfica do Paraná abriga 32% (trinta e dois por cento) da população brasileira, ou seja, algo em torno de 64.322 habitantes (Tabela 7). Sendo que 93% da população vive em áreas urbanas. Nas áreas urbanas também estão muitas cabeceiras da região hidrográfica do Paraná, como na maior metrópole da América Latina, São Paulo, com mais de 11 milhões de habitantes, mas também Curitiba e Campinas, além de outros centros urbanos importantes como Brasília, Goiânia, Campo Grande, entre outros (LIMA; CANO; NASCIMENTO, 2016). Nessa região hidrográfica encontramos a maior área irrigada do país, com mais de dois milhões de hectares o que corresponde a 36% do total de áreas irrigadas no Brasil (ANA, 2013 apud BRASIL, 2015). A demanda por recursos hídricos é crescente, sendo a irrigação a maior usuária do recurso. Em seguida 142 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS temos a demanda industrial, para depois aparecerem outras demandas com porcentuais bem inferiores (LIMA; CANO; NASCIMENTO, 2016). A retirada de água para irrigação ocorre principalmente na bacia do rio Mogi-Iguaçu e no Rio Paranaíba e afluentes (BRASIL, 2015). No que diz respeito à distribuição de água os dados variam, mas apontam que 90% e 98% da população tenham acesso ao abastecimento por rede de água, em contrapartida o atendimento por rede coletora e tratamento de esgotos varia entre 38% na unidade hidrográfica de Piquiri e 96% de atendimento na Unidade Hidrográfica de Grande (LIMA; CANO; NASCIMENTO, 2016). O que indica nítida desigualdade no que diz respeito ao atendimento por rede coletora de esgotos. Todavia, quando se considera apenas as áreas urbanas a coleta de esgoto atende 70% da população (BRASIL, 2015). TABELA 7 – CARACTERIZAÇÃO GERAL DA REGIÃO HIDROGRÁFICA DO PARANÁ Bacias Hidrográficas Área aprox. (Km²) Pop. Urbana (nº) Pop. Rural (nº) Pop. Total (nº) Aguapeí Peixe 23.993 818.279 101.742920.021 Grande 143.624 7.706.767 871.229 8.577.996 Iguaçu 65.893 4.159.558 657.724 4.817.282 Ivaí 36.690 1.200.748 251.807 1.452.555 Bacias de contribuição ao reservatório Ilha Solteira 6.870 134.277 28.145 162.422 Bacias de contribuição ao reservatório Itaipu 13.007 596.479 102.669 699.148 Afluentes da margem direita do Rio Paraná 162.142 1.587.836 233.863 1.821.699 Paranaíba 223.564 8.293.935 469.571 8.763.506 Paranapanema 106.380 3.937.425 573.112 4.510.537 Piquiri 24.381 540.018 152.756 692.774 Tietê 73.548 28.154.616 717.716 28.872.332 FONTE: Brasil (2015, p. 98) A cobertura vegetal original da região era composta Mata Atlântica e Cerrado, com diversas fisionomias de vegetação, a Savana, que denominamos de Cerrado e as florestas que compõem a Mata Atlântica: floresta ombrófila densa, floresta estacional semidecidual, floresta estacional decidual, bem como a floresta ombrófila mista que é a Mata de Araucária. Apesar da grande diversidade original, os desmatamentos em decorrência do intenso uso do solo ao longo dos ciclos econômicos da história brasileira levaram à descaracterização de boa parte da cobertura vegetal da Região Hidrográfica do Paraná (LIMA; CANO; NASCIMENTO, 2016, p. 336). TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 143 3.9 REGIÃO HIDROGRÁFICA PARAGUAI A bacia hidrográfica do rio Paraguai é uma bacia transfronteiriça, pois drena áreas do Brasil, do Paraguai e da Bolívia (MARCUZZO; PEIXOTO, 2018). Dentro do território brasileiro, a Bacia Hidrográfica do Rio Paraguai está inserida na Região Hidrográfica do Paraguai (Figura 38), que drena uma área com 363.446 km² dos estados do Mato Grosso e Mato Grosso do Sul. Assim, a região é dividida em duas grandes unidades hidrográficas, a do Pantanal e a do Planalto Paraguaio, ambas em território brasileiro. São 94 municípios que têm áreas drenadas para a Região Hidrográfica do Paraguai (BRASIL, 2015). O rio principal da região hidrográfica é o próprio Rio Paraguai, que se apresenta com características típicas de um rio de planície. A maior parte da região hidrográfica está compreendida dentro do domínio do bioma Pantanal, sendo que o bioma Cerrado também ocorre em algumas áreas (LIMA; CANO; NASCIMENTO, 2016). A unidade do Pantanal, abriga o Pantanal Mato-Grossense, que é uma das maiores extensões contínuas de áreas úmidas do planeta, tamanha importância elevou o bioma Pantanal a Patrimônio Nacional pela Constituição Brasileira de 1988, também é declarado como reserva da Biosfera pela UNESCO e também como Patrimônio Natural da Humanidade (BRASIL, 2006i). Acesse o mapa detalhado da região hidrográfica do Paraná, produzido pela Agência Nacional de águas. Confira em: https://www.ana.gov.br/todos-os-documentos- do-portal/documentos-spr/mapas-regioes-hidrograficas/parana-para-site-ana-a0.pdf. NOTA 144 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 38 – REGIÃO HIDROGRÁFICA DO PARAGUAI FONTE: Brasil (2015, p. 90) No que diz respeito à navegação fluvial a região hidrográfica está inserida em m dos maiores eixos de integração da América do Sul, que é formado pela hidrovia Paraná-Paraguai, que liga a cidade brasileira de Cáceres-MT à cidade uruguaia de Nueva Palmira, o trajeto da hidrovia tem cerca de 3.442 km de extensão (BRASIL, 2015). TABELA 8 – CARACTERIZAÇÃO DA REGIÃO HIDROGRÁFICA PARAGUAI Bacias Hidrográficas Área aprox. (Km²) Pop. Urbana (nº) Pop. Rural (nº) Pop. Total (nº) Pantanal 132.283 248.140 51.148 299.288 Planalto Paraguai 231.162 1.633.351 233.299 1.866.650 Total RH Paraguai 363.445 1.881.491 284.447 2.165.938 FONTE: Brasil (2015, p. 89) TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 145 3.10 REGIÃO HIDROGRÁFICA URUGUAI A Região Hidrográfica Uruguai (Figura 39) drena uma área de 274.300 Km2, o que representa aproximadamente 3% do Território Nacional (BRASIL, 2015). Constitui uma parcela do território muito importante para o país, tanto pelo potencial hidrelétrico, quanto pelas atividades agroindustriais desenvolvidas na região (BRASIL, 2006j). A região engloba 405 municípios dos estados de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul (BRASIL, 2015, p. 149). Como sabemos as delimitações naturais de uma bacia hidrográfica não respeitam fronteiras políticas, e, assim, a região hidrográfica Uruguai compreende apenas a porção brasileira de uma bacia hidrográfica transfronteiriça que drena áreas no Brasil, Argentina e Uruguai (BRASIL, 2006j). O principal rio da Região hidrográfica é o próprio Rio Uruguai, que se forma após a confluência dos rios Canoas e Pelotas. Materializando parte da linha divisória entre catarinenses e gaúchos, segue delimitando os dois estados até encontrar o território Argentino, onde o rio passa a delinear não mais o limite estadual, mas a fronteira do Brasil, no trecho do estado do Rio Grande do Sul com a Argentina, para então ao chegar ao Uruguai seguir como indicador da fronteira, porém a partir de então, entre Argentina e Uruguai (BRASIL, 2006j). FIGURA 39 – IMAGEM DO MAPA DA REGIÃO HIDROGRÁFICA URUGUAI FONTE: Brasil (2015, p. 150) 146 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS A bacia hidrográfica do Rio Uruguai apresenta grande potencial hidrelétrico, com a capacidade total estimada em 40,5 Kw/km², considerando toda a bacia e não apenas a região dentro do território brasileiro. Esse potencial é o maior potencial do mundo, apesar do subaproveitamento desse recurso, a geração de energia elétrica é destaque no trecho do Alto Rio Uruguai. Já no trecho médio da região, a demanda expressiva é por água para a irrigação, sendo 97% da demanda para a cultura de arroz. No trecho baixo do Rio Uruguai, o abastecimento urbano apresenta uma elevada demanda por água. E, de maneira geral, na Região Hidrográfica Uruguai, os serviços de coleta e tratamento de esgoto são precários, causam degradação da qualidade da água e impactam na qualidade do abastecimento e também em aspectos sanitários da população (BRASIL, 2015). 3.11 REGIÃO HIDROGRÁFICA ATLÂNTICO SUL A Região Hidrográfica Atlântico Sul é subdividida em três unidades hidrográficas, Guaíba, Litorânea, Litorânea (Figura 40), sendo ainda subdividida em 21 sub-bacias (BRASIL, 2006k). A região drena 464 (quatrocentos e sessenta e quatro) municípios nos estados de São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul (BRASIL, 2015). Drena em torno de 2,2% do território brasileiro e abriga cerca de 6,8% da população do Brasil (BRASIL, 2006k). Para ter acesso ao detalhado mapa de Região Hidrográfica elaborado pela Agência Nacional de Águas, acesse o link da Agência Nacional de Águas e obtenha gratuitamente o material: https://www.ana.gov.br/todos-os-documentos-do-portal/documentos-spr/mapas- regioes-hidrograficas/uruguai-para-site-ana-a0.pdf. NOTA TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 147 FIGURA 40 – REGIÃO HIDROGRÁFICA DO ATLÂNTICO SUL FONTE: <https://cutt.ly/ghMyxem>. Acesso em: 2 dez. 2020. A característica predominantemente na região hidrográfica do Atlântico Sul são as pequenas bacias hidrográficas que escoam diretamente para o mar. Todavia, alguns rios de maior porte se destacam, como os rios Itajaí-Açu e o Capivari, em Santa Catarina, e os rios Taquari-Antas, Jacuí, Vacacaí e Camaquã no Rio Grande do Sul, esses rios do território Gaúcho estão integrados aos sistemas lagunares da lagoa Mirim e da lagoa dos Patos (BRASIL, 2015). As maiores demandas de água da região se dão em função do atendimento da irrigação em especial da rizicultura e para uso industrial. A disponibilidade se agrava por conta dos efluentes domésticos e industriais, que se concentram particularmente próximas às regiões dos rios Itajaí-Açu e Guaíba, assim como em Joinville e na região metropolitana de Florianópolis em SC e Pelotas, Região metropolitana de Porto Alegre e vales dos rios Gravataí, Sinos e Caí no Estado do RS (BRASIL, 2015). 148 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 41 – IMAGEM DO MAPA DAS UNIDADES HIDROGRÁFICAS DA REGIÃO HIDROGRÁFICAATLÂNTICO SUL FONTE: Brasil (2006k, p. 24) 3.12 REGIÃO HIDROGRÁFICA AMAZÔNICA A região hidrográfica amazônica compreende a área do território brasileiro, que está inserida na bacia hidrográfica do Rio Amazonas, que drena áreas de sete países, são eles: Brasil, Colômbia, Bolívia, Equador, Guiana, Peru e Venezuela, ou seja, é uma bacia hidrográfica transfronteiriça. Entre as nascentes mais distantes nas encostas da Cordilheira dos Andes, onde nasce o Rio Solimões, que no encontro com o Rio Negro forma o Rio Amazonas, e a Foz do Rio Amazonas no Oceano Atlântico são mais de 6.000 km de distância, drenando uma área com cerca de 6.925.674 km² da Amazônia, que é um bioma muito importante e variado (BRASIL, 2006a). Além da importância por conta da biodiversidade da Amazônia, a disponibilidade de recursos hídricos é destaque, pois a rede hidrográfica amazônica, que ordena o escoamento superficial através de rios, lagos, igarapés que existem drenando o enorme volume de água que passa pela foz e assim deságua no oceano Atlântico (BRASIL, 2006a). TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 149 Quando consideramos apenas o território brasileiro, a região hidrográfica amazônica (Figura 42) abrange uma área de aproximada 3.870.000 km², o que equivale a cerca de 45% do território nacional. Drena áreas de sete Estados: Acre, Amazonas, Rondônia, Roraima, Amapá, Pará e Mato Grosso e assim configura uma grande rede hidrográfica (BRASIL, 2015). FIGURA 42 – IMAGEM DO MAPA DA REGIÃO HIDROGRÁFICA AMAZÔNICA FONTE: <https://cutt.ly/jhMy502>. Acesso em: 2 dez. 2020. Amazônia, Amazônia Legal e Região Hidrográfica Amazônica são nomenclaturas semelhantes, que representam diferenças importantes. Amazônia diz respeito ao bioma que ultrapassa as fronteiras brasileiras, sendo que Amazônia legal é uma delimitação realizada pela perspectiva do desenvolvimento regional da Amazônia localizada dentro dos limites do território brasileiro, enquanto Região Hidrográfica Amazônica apesar de também ser restrita ao território brasileiro é ainda menor que a Amazônia Legal, pois compreende apenas as bacias litorâneas do Amapá e as áreas em que a drenagem superficial escoa em direção à foz do Rio Amazonas. DICAS A Região Hidrográfica Amazônica é uma delimitação física e possui uma área menor do que a denominada Amazônia Legal (Figura 43) que possui um caráter voltado ao desenvolvimento regional (BRASIL, 2006a). 150 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS FIGURA 43 – IMAGEM COMPARATIVA ENTRE OS LIMITES DA BACIA HIDROGRÁFICA AMAZÔNICA E A AMAZÔNIA LEGAL FONTE: BRASIL (2006, p. 25) A Região Hidrográfica Amazônica é subdividida em 29 unidades (Tabela 9), além da Foz do Amazonas, do Igarapé Rio Branco e das bacias litorâneas do Amapá, são sete regiões interbacias e 19 bacias hidrográficas dos rios principais. São drenados ao todo 313 munícipios com população em torno de 9.694.728 de pessoas (BRASIL, 2015). TABELA 9 – UNIDADES HIDROGRÁFICAS DA REGIÃO HIDROGRÁFICA AMAZÔNICA Bacias Hidrográficas Área aprox. (ha) Sedes municipais (nº) Pop. Urbana (nº) Pop. Rural (nº) Pop. Total (nº) Xingu 512.279 23 291.803 221.571 513.374 Tapajós 493.986 49 922.564 325.580 1.248.144 Madeira 551.429 70 1.355.887 542.835 1.898.722 Purus 355.395 18 467.666 158.840 626.506 Juruá 178.107 16 208.603 138.807 347.410 Jutaí 79.195 1 10.552 9.183 19.735 Javari 82.288 6 0 11.038 11.038 Araguari 37.738 5 25.964 15.661 41.625 Curuá 28.147 2 33.503 35.513 69.016 Iça 19.277 3 63.565 31.950 95.515 Japurá 108.436 5 46.756 40.562 87.318 Jari 58.094 2 48.206 10.469 58.675 Jatapu 69.639 2 15.790 27.717 43.507 Litorânea AP 26.055 4 22.663 10.323 32.986 Jauari 3.592 1 25.466 7.545 33.011 Igarapé Rio Branco 12.006 1 8.959 11.839 20.798 TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL 151 Negro 598.116 24 1.559.426 195.484 1.754.910 Nhamundá 31.520 3 23.473 33.869 57.342 Trombetas 126.900 1 40.147 37.046 77.193 Paru 58.503 2 44.530 30.483 75.013 Oiapoque 18.904 1 13.852 3.808 17.660 Foz do Amazonas 101.194 18 691.142 267.415 958.557 Interbacia Xingu- Tapajós 45.129 2 29.284 96.422 125.706 Interbacia Purus- Madeira 51.226 4 31.392 100.898 132.290 Interbacia Negro- Uatumã 18.696 5 817.190 39.113 856.303 Interbacia Madeira-Tapajós 95.596 6 141.990 133.169 275.159 Interbacia Jutaí- Juruá 1.390 - 0 376 376 Interbacia Juruá- Purus 84.379 - 114.402 42.639 157.041 Interbacia Javari- Jutaí 31.991 - 31.991 27.807 59.798 RH Amazônica 3.879.207 274 7.086.766 2.607.962 9.694.728 FONTE: Brasil (2015, p. 18) A região possui ainda um enorme potencial natural para o transporte fluvial, uma vez que os rios da região naturalmente permitem a navegação em mais de 50.000 km de trechos navegáveis (BRASIL, 2006a). 4 A IMPORTÂNCIA DA AMAZÔNIA NA DISTRIBUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS NA AMÉRICA DO SUL Muito maior do que a região hidrográfica brasileira ou do que a delimitação da Amazônia Legal, o bioma Amazônico ocupa boa parte do continente Sul- americano, é transfronteiriço, e como destacado por Rocha, Francis e Fonseca (2015). A Amazônia é a única grande extensão contínua de floresta tropical úmida do mundo. Com uma área de aproximadamente 6,5 milhões de km², que corresponde a 56% das florestas tropicais da Terra, a Amazônia desempenha um importante papel nas trocas de energia, umidade e massa entre a superfície continental e a atmosfera, fornecendo serviços ambientais fundamentais para a manutenção do clima regional e global, tais como: o armazenamento e absorção do excesso de carbono da atmosfera, o transporte de gases traço, aerossóis e vapor d’água para regiões remotas e, principalmente, a reciclagem de precipitação. A floresta amazônica também atua como uma das fontes indispensáveis de calor 152 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS para a atmosfera global por meio de sua intensa evapotranspiração e liberação de calor latente de condensação, na média e alta troposfera em nuvens convectivas tropicais, contribuindo na geração e manutenção da circulação atmosférica em escalas regional e global (ROCHA, FRANCIS, FONSECA, 2015). Assim, empurrada pelos ventos, essa água é levada através do ciclo hidrológico. Trata-se de uma quantidade imensa de água que evapora do oceano atlântico equatorial segue através da planície amazônica, precipitando e evaporando continuamente até ser distribuída pela continente Sul-americano (figura 45). Ao atingir a Cordilheira dos Andes essa barreira natural força o ar para cima, ao subir a pressão atmosférica fica menor, e como já vimos sobreo ciclo da água, o ar expande e a umidade condensa. Uma parte da umidade que evaporou e chegou até Os Andes pode se manter em suspensão na atmosfera ou precipitar. Quando a precipitação ocorre nas vertentes leste da Cordilheira dos Antes, esta pode ser na forma de chuva ou neve, e vai abastecer as cabeceiras da Bacia Amazônica. A umidade que permaneceu no ar é empurrada em direção ao norte da Argentina e leva umidade até o Sudeste e o Sul do Brasil, demonstrando a importância desse sistema de distribuição da umidade. Sem a Amazônia e sem a Cordilheira dos Andes não haveria tantas chuvas no Sudeste e Sul do Brasil. Nesse sentido, Arraut e Satyamurty (2009 apud ROCHA, FRANCIS, FONSECA, 2015) mostraram que a atividade convectiva sobre o sul do Brasil e norte da Argentina é influenciada pelo transporte de umidade através da fronteira sul da bacia amazônica, realizado pelos Jatos de Baixos Níveis (JBNs) a leste dos Andes. Conforme a compilação apresentada por Rocha, Francis e Fonseca (2015, p. 60) “A Amazônia representa uma importante fonte de umidade para o Centro, Sudeste e Sul do Brasil, assim como para o norte da Argentina, incluindo a bacia do Prata, contribuindo para a ocorrência de precipitação nessas regiões”. FIGURA 44 – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DOS RIOS E LAGOS AÉREOS QUE SE FORMAM SOBRE A AMÉRICA DO SUL NA ESTAÇÃO ÚMIDA FONTE: Arraut et. al. (2012, p. 548) TÓPICO 3 — DIVISÕES HIDROGRÁFICAS DO BRASIL153 Acesse o caderno do professor, nomeado “Os rios voadores, a Amazônia e o clima brasileiro”, disponível em: http://riosvoadores.com.br/wp-content/uploads/ sites/5/2015/04/Caderno-Professor-Rios-Voadores-2015-INTERNETppp.pdf. DICAS Na mesma linha, Barbosa (2015, p. 31), em compilação realizada, apresenta “A reciclagem da umidade, o processo no qual a evapotranspiração das regiões continentais retorna como precipitação sobre o continente, é particularmente importante para o ciclo hidrológico da América do Sul”. O que inclui não só as três sub-bacias integrantes da Bacia hidrográfica do rio da Prata (Rio Paraguai, Rio Paraná e Rio Uruguai), mas também pode atingir as cabeceiras do Rio São Francisco localizadas na Serra da Canastra em Minas Gerais. 154 UNIDADE 2 — ANÁLISE DE BACIAS HIDROGRÁFICAS ANÁLISE MORFOMÉTRICA DE UMA BACIA HIDROGRÁFICA COSTEIRA: UM ESTUDO DE CASO Os estudos relacionados com as drenagens fluviais sempre possuíram função relevante na Geomorfologia. Além disso, a análise da rede hidrográfica pode levar à compreensão e à elucidação de numerosas questões geomorfológicas, pois os cursos de água constituem processo morfogenético dos mais ativos na esculturação da paisagem terrestre. O estudo teve o objetivo de explorar a geomorfologia da bacia do rio Anil através de uma análise morfométrica. A rede hidrográfica, responsável pela drenagem de uma bacia, apresenta nas cartas topográficas configurações ou arranjos espaciais dos canais fluviais que refletem a estrutura geológica (litológica e tectônica) e a evolução morfogenética regional. Essas configurações definem diferentes padrões ou modelos de drenagem básicos (dendrítico, paralelo, retangular, treliça, radial e anelar) e combinações de padrões. A bacia hidrográfica ou a bacia de drenagem é constituída pelo conjunto de superfícies que, através de canais e tributários, drenam água de chuva, sedimentos e substâncias dissolvidas para um canal principal cuja vazão ou deflúvio converge numa saída única (foz do canal principal num outro rio, lago ou mar). As bacias hidrográficas são delimitadas pelos divisores de água e seus tamanhos podem variar desde dezenas de metros quadrados até milhões de metros quadrados. As bacias de tamanhos diferentes articulam-se a partir dos divisores de água, integrando um sistema de drenagem organizado hierarquicamente. Assim, dependendo da saída única que for escolhida, uma bacia pode ser subdividida em sub-bacias e microbacias de menor dimensão (GRANELL-PÉREZ, 2001). Em grande velocidade e proporção, a ocupação urbana tem se acentuado sobre áreas em infraestrutura (ou redes de serviços e equipamentos urbanos) para receber tal expressão que tais contingentes populacionais provocam no contexto geral da ocupação regional, no caso, do contexto geral da ocupação regional, relativo ao espaço físico-geográfico, passando pelas estruturas urbanas até o meio ambiente – no qual destaca-se o recurso água. Quanto às interferências, no espaço urbano, cabe lembrar que apropriações do espaço em tal escala e velocidade têm efeitos prolongados de degradação ambiental. Sendo assim, de 1980 para 1999, a bacia de drenagem do rio Anil foi intensamente modificada pela crescente urbanização na bacia em estudo. Cabe aqui a proposta de realização de um estudo mais detalhado sobre as modificações na bacia de drenagem de 1980 a 1999. FONTE: ALCÂNTARA, E. H.; AMORIM, A. de J. Análise morfométrica de uma bacia hidrográfica costeira: um estudo de caso. Caminhos de Geografia n. 7, v. 14, p. 70-77, fev./2005. Disponível em: www.ig.ufu.br/caminhos_de_geografia.html. Acesso em 12 nov. 2020. LEITURA COMPLEMENTAR 155 RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico, você aprendeu que: • A divisão hidrográfica brasileira pode considerar uma ou mais bacias hidrográficas. • Uma região hidrográfica pode (ou não) abranger mais de uma bacia hidrográfica. • No Brasil, são definidas 12 regiões hidrográficas. • Região Hidrográfica Tocantins-Araguaia drena áreas do Distrito Federal, Goiás, Tocantins, Pará, Maranhão e Mato Grosso. • Região Hidrográfica do Atlântico Nordeste Ocidental drena grande parte do estado do Maranhão e uma pequena área do Pará. • Região Hidrográfica do Parnaíba drena áreas do Ceará, Maranhão e Piauí. • Região Hidrográfica Atlântico Nordeste Oriental ocupa áreas dos estados do Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco e Alagoas. • Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco recebe o escoamento superficial de áreas do distrito Federal, Minas Gerais, Goiás, Bahia, Pernambuco, Alagoas e Sergipe. • Região Hidrográfica do Atlântico Leste recebe a drenagem de partes dos estados da Bahia, Minas Gerais, Sergipe e Espírito Santo. • Região Hidrográfica Atlântico Sudeste escoa para o mar águas drenadas de parte dos estados de Minas Gerais, Espírito Santo, Rio de Janeiro, São Paulo e Paraná. • A Região Hidrográfica do Paraná drena uma das áreas mais desenvolvidas do país, escoando as águas superficiais de parte dos estados de São Paulo, Paraná, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Goiás, Santa Catarina e Distrito Federal. • Região Hidrográfica do Paraguai drena áreas nos estados do Mato Grosso e Mato Grosso do Sul englobando as áreas do Pantanal mato-grossense. • Região Hidrográfica do Uruguai drena áreas de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul. O curso do rio principal, o Rio Uruguai, serve como parte do limite estadual entre SC e RS, sendo que, em seguida, passa a delimitar a borda do território brasileiro na fronteira entre o estado brasileiro do Rio Grande do Sul e a Argentina. 156 Ficou alguma dúvida? Construímos uma trilha de aprendizagem pensando em facilitar sua compreensão. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. CHAMADA • Região Hidrográfica do Atlântico Sul drena as bacias hidrográficas costeiras de parte do Paraná, Santa Catarina e do Rio Grande do Sul. • Região Hidrográfica Amazônica merece destaque especial por se tratar da parte brasileira da maior bacia hidrográfica do Planeta, drena parte da América do Sul abrangendo o Brasil, Colômbia, Bolívia, Equador, Guiana, Peru e Venezuela. No Brasil, drena áreas nos estados de Roraima, Amapá, Pará, Amazonas, Acre, Rondônia e Mato Grosso. • É importante distinguir no Bioma Amazônia, a divisão regional, a região hidrográfica e a Amazônia legal. • A Amazônia é um importante sistema hídrico, e se destaca no Planeta pela quantidade de água transportada. 157 1 Considerando o conceito de bacia hidrográfica, assim como a divisão brasileira das regiões hidrográficas, analise as afirmativas a seguir e classifique V para verdadeiro e F para falso: ( ) O Brasil pode ser dividido em doze bacias hidrográficas. ( ) A Bacia do rio Paraná drena apenas áreas da região Sul do Brasil, o que incluí os estados de São Paulo e Mato Grosso do Sul. ( ) A Região Hidrográfica do Amazonas corresponde à porção brasileira da Bacia Hidrográfica do Rio Amazonas. ( ) A circulação atmosférica que passa sobre a Amazônia carrega umidade desde o oceano Atlântico Equatorial até o sudeste brasileiro. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) F – F – V – V. b) ( ) F – V – V – V. c) ( ) V – F – V – F. d) ( ) V – V – F – V. 2 Para o melhor entendimento da questão hidrográfica no Brasil, é importante ter em mente a distribuição dessas bacias no território nacional, assim como se torna muito importante o conhecimento sobre as regiões hidrográficas e suas particularidades. Sabendo que o conceito de bacia hidrográfica é diferente do conceito de região hidrográfica, analise as afirmativas a seguir: I- As bacias hidrográficas são delimitadas exclusivamente por aspectos físicos. II- As regiões hidrográficas brasileiras apesar de considerar os divisores de águas na delimitação física dessas regiões respeitam os limites políticos dos estados, pois cada estado da federação é soberano sobre a gestão das águas dentrodos territórios estaduais. III- Região hidrográfica e bacia hidrográfica são termos que apesar de diferentes indicam exatamente o mesmo conceito. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I, II e III estão corretas. b) ( ) Somente a sentença III está correta. c) ( ) Somente a sentença I está correta. d) ( ) Somente a sentenças I e III estão corretas. 3 O Brasil é relativamente privilegiado no que diz respeito à distribuição dos recursos hídricos. Algumas bacias hidrográficas brasileiras são transfronteiriças, ou seja, drenam áreas do território brasileiro, mas também se estendem por território estrangeiro, enquanto outras tem todo o percurso do rio principal, assim como a totalidade das áreas drenadas dentro do território nacional. Com isso, assinale a alternativa CORRETA que apresenta apenas bacias hidrográficas que se localizam inteiramente dentro do território brasileiro: AUTOATIVIDADE 158 a) ( ) Bacia Hidrográfica do rio Tocantins, Bacia hidrográfica do rio Uruguai. b) ( ) Bacia Hidrográfica do rio Uruguai, Bacia Hidrográfica do rio Amazonas. c) ( ) Bacia Hidrográfica do rio São Francisco, Bacia Hidrográfica do rio Parnaíba. d) ( ) Bacia Hidrográfica do rio Amazonas, Bacia Hidrográfica do rio Paraná. 159 REFERÊNCIAS AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Codificação de bacias hidrográficas pelo método Otto Pfafstetter: aplicação na ANA. Brasil: ANA. 2014. Disponível em: https://capacitacao.ana.gov.br/conhecerh/handle/ana/107. Acesso em: 30 mar. 2020. ARRAUT, J. M. et al. Aerial rivers and lakes: Looking at large-sacale moisture transport and its relation to Amazonia and to subtropical rainfall in South America. Journal of Climate. v. 25, n. 2, p. 543-556. jan. 2012. 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TÓPICO 1 – USO DOS RECURSOS HÍDRICOS TÓPICO 2 – POLUIÇÃO DOS RECURSOS NATURAIS TÓPICO 3 – USO LEGAL DOS RECURSOS HÍDRICOS Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA 166 167 UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO O uso dos recursos hídricos ocorre nas mais diversas atividades humanas. Quando se observa o espaço geográfico, facilmente observa-se algum tipo de interferência antrópica no ciclo hidrológico. A atividade humana, assim que estabelecida, passa a interferir com menor ou maior influência, seja no pisoteamento da vegetação, que estabelece uma trilha de passagem e acelera o processo de erosão; seja na construção de uma grande usina hidrelétrica, que armazena água em um enorme reservatório, aumentando consideravelmente a superfície do corpo de água, influenciando, assim, nas taxas de evaporação; ou, ainda, na urbanização, que impermeabiliza o solo e interfere na infiltração e no escoamento superficial, levando a muitas consequências – e, por vezes, desastrosas. As águas subterrâneas também são afetadas pelo desenvolvimento das atividades antrópicas, conforme Tundisi e Tundisi (2011, p. 53) destacam: “Quando determinada área é desenvolvida para uso humano, muitos sistemas que retêm a água do ciclo hidrológico são removidos. Há um aumento rápido do escoamento urbano, por causa da pavimentação e da retirada da vegetação, fatores fundamentais na recarga dos aquíferos”. A utilização da água para a irrigação de lavouras; produção de aves, suínos e bovinos; consumo urbano; bem como para fins industriais e mesmo estruturais, como na geração de energia elétrica e na navegação, apresentam conflitosde interesse. Assim como os agrotóxicos utilizados no cultivo de alimentos nas áreas rurais, ou mesmo efluentes industriais e domésticos, que são lançados sem o devido tratamento nos rios, contaminando o ambiente e até mesmo em casos extremos atingindo locais de captação de água para abastecimento urbano. A disponibilidade de recursos hídricos além dos aspectos naturais, depende também da forma que a humanidade trata os ecossistemas, sendo muito importante o destaque de Tundisi e Tundisi de que “os benefícios dos usos dos ecossistemas aquáticos ao homem são múltiplos e variados e, além de apresentarem repercussão econômica, têm valores estéticos e culturais” (TUNDISI; TUNDISI, 2011, p. 62). Com isso, temos em mente a importância da manutenção dos ecossistemas aquáticos para a existência humana, pois, como destaca Derisio (2012, p. 20): A água é patrimônio comum, cujo valor deve ser reconhecido por todos. Cada um tem o dever de economizá-la e de utilizá-la com atenção. Cada indivíduo é um consumidor e um utilizador da água. E como tal, tem uma responsabilidade para com os outros consumidores. Usar a água de maneira imprudente significa abusar do patrimônio natural. TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS 168 Assim, reforça-se o papel individual que cada ser humano deve adotar ao reconhecer que é danoso o impacto das próprias atitudes sobre o planeta, assim, é esperado que se eleve o comprometimento pessoal e, que nas escolhas cotidianas, passem a ser mais considerados os reflexos dessas escolhas sobre o Planeta Terra. Uma vez que após se obter o conhecimento sobre as causas e consequências da poluição e da degradação ambiental que afeta não só os recursos hídricos, mas todo o equilíbrio natural do Planeta Terra, continuar a ter hábitos degradantes torna-se uma escolha que desrespeita os demais indivíduos que coabitam o Planeta. 2 ÁGUA POTÁVEL E SANEAMENTO BÁSICO E LAZER Acesso a água potável é uma carência em muitos lugares do Planeta, sendo que no Brasil temos algumas áreas constantemente afetadas por períodos de estiagem, áreas do semiárido estão periodicamente sujeitas ao período seco do ano, alguns períodos de secas mais intensos que em outros, porém áreas do Sul e do Sudeste do Brasil também são afetadas por estiagens, que podem afetar a disponibilidade de água doce em muitas localidades. Por outro lado, a falta de redes coletoras, bem como as deficiências no tratamento dos esgotos, podem levar até mesmo à contaminação das pessoas através da água, uma vez que quando não há destinação correta dos esgotos, estes, em geral, são direcionados sem o devido tratamento para as águas superficiais, e mesmo para as águas subterrâneas, contaminando o lençol freático (CLARKE; KING, 2005). Assim como existem dificuldades de obtenção de água em algumas áreas do país, em outras áreas, como nas periferias e como em muitas zonas urbanas, a rede de distribuição de água de abastecimento uma boa parcela da população, porém na média nacional apenas 53% das localidades que recebem atendimento da rede de distribuição de água também são atendidas com rede coletora de esgotos, sendo que apenas 46% desse esgoto gerado é tratado (SNIS, 2019), levando a diferentes e irregulares formas de descarte dos esgotos, sendo que em muitos casos o descarte ocorre diretamente nas águas da drenagem superficial, é o despejo in natura do esgoto doméstico nos cursos d’água. 2.1 POTABILIDADE A água para consumo humano deve ser potável, aqui deve ser entendido que água limpa é diferente de água potável, por exemplo: em uma praia qualquer do litoral, que tenha água limpa (ideal para um banho de mar). Só porque a água está água limpa, não quer dizer que a água seja potável, pois a água potável deve seguir o padrão de potabilidade, que, no Brasil, é estabelecido pela portaria nº 518/2004, do Ministério da Saúde, que define água potável como “água para consumo humano cujos parâmetros microbiológicos, físicos, químicos e radioativos atendam ao padrão de potabilidade que não ofereça riscos à saúde” (BRASIL, 2004). A mesma portaria estabelece o padrão de potabilidade da água, em que são elencadas as substâncias químicas que representam riscos à saúde e aos valores máximos permitidos, bem como a ausência total de coliformes, pois estes indicam a presença de agentes patógenos, que são organismos potencialmente transmissores de doenças. TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS 169 Para ser potável, além de estar potencialmente livre de agentes patógenos, a água deve apresentar concentrações dentro do estabelecido. Dessa maneira, é necessário que sejam realizadas análises químicas para detecção e quantificação de elementos orgânicos e inorgânicos, por exemplo: cobre, chumbo, flúor, arsênio, cádmio, mercúrio, entre muitos outros potencialmente perigosos para a saúde dos seres humanos. Podemos destacar, ainda, as análises de níveis de salinidade e PH (BRASIL, 2004). Entre tantos parâmetros definidos pelos órgãos governamentais competentes, como Ministério do Meio Ambiente, Ministério da Saúde e CONAMA, cabe destacar que o objetivo das análises é de garantir que a água destinada ao consumo humano tenha características físicas, químicas e biológicas dentro de padrões estabelecidos como requisitos de potabilidade indicando a qualidade da água destinada ao consumo humano. 2.2 BALNEABILIDADE Assim como a potabilidade indica a qualidade de água para consumo, a Balneabilidade indica a condição da água para banho nas praias, balneários, rios e lagos destinados à atividade de recreação. A Balneabilidade classifica se a água analisada está própria ou imprópria para realização de atividades de contato direto, como o banho de mar. A classificação ocorre através da análise da quantidade da bactéria Escherichia coli (E.coli), a contagem ocorrem em amostras de 100 ml de água. A presença dessa bactéria está relacionada a contaminação fecal, pois é uma bactéria encontrada nas fezes, e assim indica um potencial de contaminação. O termo potencial é utilizado pois as fezes que contaminam a água podem ou não conter agentes patogênicos (DERISIO, 2012). 3 USOS FREQUENTES DA ÁGUA E ASPECTOS AMBIENTAIS RELACIONADOS Podemos facilmente listar alguns dos diversos usos aos quais destinamos nossa água, primordialmente necessitamos de água para beber, mas também utilizamos água para irrigar o jardim, resfriar equipamentos nas indústrias, irrigar de lavouras, processar alimentos nas indústrias, enviar de volta para a natureza o nosso esgoto sanitário tratado ou não, enfim são muitos os usos que fazemos de forma direta ou indireta da água e a maneira como a sociedade se relaciona com a água pode ser a diferença entre a escassez e a disponibilidade. Assim, a seguir, entenderemos um pouco mais alguns aspectos do uso da água. 3.1 ABASTECIMENTO HUMANO O abastecimento humano é prioritário em caso de escassez de água. No Brasil, o aumento da população levou a um acréscimo na demanda por água e, ao mesmo tempo, a ocupação das áreas dos mananciais de água, que deveriam ser protegidos, pois existe uma legislação para isso. A proteção dos mananciais, UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS 170 apesar da ampla legislação sobre o assunto, não ocorreu adequadamente no Brasil, levando a uma fragilização que degradou muitos dos mananciais de águas, tanto das metrópoles quanto das pequenas cidades (TUNDISI; TUNDISI, 2011). Uma questão importante para observar na conta de água é o valor referente ao tratamento de esgotos. Em geral, uma porcentagem do consumo é refletida como taxa de esgoto, uma vez que a maior parte da água que consumimos nas torneiras de casa são quase que imediatamente lançadas como efluente, ou seja, a água encanada quase que imediatamente após ser aberta a torneira, descarga ou chuveiro vira esgoto a ser tratado. 3.2 CONSUMO INDUSTRIAL O consumo industrial de água apresenta uma grande demandapor água, cerca de 20% de toda água utilizada no mundo é empregada em processos industriais, desde a geração de energia até a fabricação de produtos químicos e derivados de petróleo, passando pela indústria de metal, madeira, papel e celulose, processamento de alimentos entre outras. Em geral, a industrialização agrava problemas em relação à poluição. Em países subdesenvolvidos, em torno de 70% do lixo industrial é despejado sem tratamento nas águas (CLARKE; KING, 2005). Para fabricação de 1 kg de gasolina, são necessários 10 litros de água, sendo ainda que no processo de fabricação de Aço, para cada 1 kg produzido de aço são necessários 95 kg de água e para a produção de um quilograma de papel são empregados 324 litros de água (CLARKE; KING, 2005). NOTA 3.3 CONSUMO AGROPECUÁRIO A atividade agrícola depende diretamente da disponibilidade de água para obter sucesso no empreendimento, sendo assim, contar apenas com as chuvas naturais pode tornar o negócio muito arriscado. Dessa maneira, a demanda por água para irrigação e abastecimento rural ganha destaque. Entretanto, modelos antigos de irrigação que tem baixo aproveitamento da água ainda são utilizados, apesar de que sistemas e técnicas mais modernos garantem maior retorno econômico para o agricultor e ao mesmo tempo garantem o uso racional da água (TUNDISI; TUNDISI, 2011). TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS 171 O consumo de água pelo setor agropecuário é fundamental para garantir a produção e o processamento dos produtos. Com isso, o setor agropecuário entra em destaque, pois além de utilizar elevadas quantidades de água, também é responsável por gerar poluição e dano ambiental por conta do mal uso de defensivos agrícolas e fertilizantes, além da contaminação gerada a partir da má destinação dos excrementos animais gerados e dos resíduos industriais dessas (DERISIO, 2012). Os usos agropastoris da água são diversificados desde a dessedentação animal até a rega artificial das plantações de alimentos que eventualmente são comidos crus. Com isso, a qualidade da água utilizada se reflete na saúde dos animais que a bebem, assim como na saúde daqueles que comem os frutos, hortaliças, legumes ou cogumelos irrigados, pois uma água contaminada pode contaminar que consome direta ou indiretamente essa água (DERISIO, 2012). Cerca de 70% de toda a água consumida no mundo tem como destino a utilização na agricultura, seja na irrigação das lavouras e pastagens, na dessedentação do rebanho ou processamento agroindustrial. Tamanha demanda por água na produção de alimentos não se reflete em uma população mundialmente bem alimentada, pois, nas regiões úmidas, em geral, as populações estão mais alimentadas do que em regiões secas. Países em desenvolvimento destinam grandes quantidades de água doce para irrigação, porém a carência tecnológica resulta em enorme desperdício dessa água, enquanto a irrigação em países industrializados é bem mais eficiente. Parte da importância da irrigação para a agricultura, pode ser entendida com a informação de que apenas 17% das lavouras do mundo são irrigadas, porém são responsáveis por mais de 1/3 da produção agrícola (CLARKE; KING, 2005). 3.4 RECREAÇÃO As águas interiores do Brasil representam importante parcela dos negócios de Turismo e recreação, com atividades econômicas importantes para as economias locais que sobrevivem das épocas de temporada de turismo (TUNDISI; TUNDISI, 2011). As atividades de recreação são importantes para o desenvolvimento social dos indivíduos. Muitas das atividades de recreação da atualidade são desenvolvidas na água ou próximas dela. Atividades como pesca esportiva, mergulho contemplativo, natação, surfe, remo, vela entre tantos outros podem ser divididos em atividades de contato primário, aquelas que o indivíduo entra em contato direto com a água, e as atividade de contato secundário onde o indivíduo não tem contato direto com a água. Por exemplo, um passeio de barco é uma atividade de contato secundário, pois os participantes não entram em contato com a água, enquanto a natação, por exemplo, é uma atividade de contato primário pois o participante entra em contato direto com o líquido. Podendo ainda atividades como hospedagem em um hotel com vista para o mar ou um lago ser entendida como atividade ligada a água, sem contato, mas por conta de ser parte integrante da paisagem se torna destaque (DERISIO, 2012). UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS 172 3.5 SANEAMENTO O saneamento básico é a principal forma de evitar a proliferação de muitas doenças, bem como pode ser entendido também como o ponto de partida para implementar a melhoria das condições de vida dos habitantes das áreas com saneamento básico precário, uma vez que a devida destinação das fezes e demais dejetos humanos evita a proliferação de muitas doenças infecciosas. O tratamento dos esgotos está diretamente relacionado com a saúde pública, pois cerca de 1,7 milhão de mortes por ano no mundo estão relacionadas com água suja e falta do saneamento básico, sendo que a maior parte desses óbitos ocorrem na África e no Sudeste Ásia (CLARKE; KING, 2005). 4 A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Apesar da importância da água na geração de energia hidrelétrica elétrica, talvez a única relação que muitos possam fazer entre água e geração de energia elétrica é na geração hidrelétrica, com seus lagos das represas das usinas hidrelétricas. Devemos entender que outras formas de geração de energia elétrica também dependem da água. As usinas nucleares utilizam água no resfriamento dos reatores, nas usinas termelétricas a água é aquecida e o vapor gerado movimenta turbinas de geração de energia, ou ainda na produção de energia elétrica a partir da energia acumulada nos oceanos, como a geração maremotriz, em que é o movimento da água nas trocas de maré que movimentam turbinas que produzem energia elétrica, ou ainda a energia ondomotriz que utiliza a energia das ondas. Com isso destacamos a importância da geração de energia elétrica em relação à utilização de água. A geração de energia hidrelétrica aproveita a atração gravitacional do planeta e coloca a força da gravidade para gerar energia elétrica, de forma generalista a atividade não gera diretamente poluição atmosférica. Para saber mais sobre a geração de energia elétrica no Brasil? Fica como dica de leitura o Caderno Setorial de Recursos Hídricos: Geração de Energia Hidrelétrica editado pelo Ministério do Meio Ambiente (item 2). Confira: https://cnrh.mdr.gov.br/inserir-documentos- nos-artigos/pnrh/linha-do-tempo/2343-caderno-geracao-energia-eletrica/file. DICAS TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS 173 4.1 ENERGIA HIDRELÉTRICA Os recursos hídricos, impulsionados para baixo pela força da gravidade formam o principal potencial de geração de energia elétrica no Brasil, assim a energia hidroelétrica brasileira tem um aproveitamento em torno de 35% do potencial disponível, todavia cabe destacar que na região sudeste o potencial de geração de energia hidrelétrica está quase todo utilizado (TUNDISI; TUNDISI, 2011). A energia hidrelétrica tem grande importância como matriz energética brasileira, é uma forma de geração de energia elétrica que utiliza a passagem de água por turbinas e assim transformar a energia da força da gravidade, que move a água em energia elétrica a partir do represamento de um curso d’água e da criação de um reservatório artificial de água, com o volume suficiente para que a vazão através de dutos seja capaz de movimentar turbinas. A energia elétrica gerada em usinas hidrelétricas é a mais importante fonte mundial de energia renovável, apesar de não emitir poluentes na geração de energia o custo socioambiental do alagamento de grandes áreas é elevado (CLARKE; KING, 2005). A energia elétrica é uma das componentes da infraestrutura que apresenta muitos impactos ao meio ambiente, desde os processos de geração até os processos de transmissão edistribuição, afetando em especial os ambientes aquáticos e ribeirinhos, com alterações profundas no curso do rio, na área de alagamento (REIS, CUNHA, 2006). 4.2 ENERGIA MAREMOTRIZ A energia maremotriz emprega a força da inteiração gravitacional entre a Terra, a Lua e o Sol para gerar energia elétrica. O movimento ritmado das marés astronômicas são reflexos da atração gravitacional que mantem a Lua na órbita da Terra. Por isso, percebemos o nível do mar subir e descer continuamente, sendo o aproveitamento desse movimento capaz de gerar energia elétrica (PORTOGENTE, 2016). Existem diferentes propostas de aproveitamento da energia das marés na geração de energia elétrica. Uma aproveita a velocidade do fluxo da água acelerada pela troca de maré (figura 1). Tavares (2005, p. 3) destaca que “esse sistema parece vantajoso, devido aos baixos impactos ambientais e à facilidade de implantação”. Outro sistema opera represando as águas em um estuário gerando energia de forma semelhante a uma hidrelétrica. Existem algumas usinas de energia maremotriz em funcionamento, a mais antiga foi construída em 1966 e fica na França, é a barragem de maré de La Rance (TAVARES, 2005) UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS 174 FIGURA 1 – ILUSTRAÇÃO DA INSTALAÇÃO DAS TURBINAS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA MAREMOTRIZ FONTE: Fachot (2014, p.18) 4.3 ENERGIA ONDOMOTRIZ Energia ondomotriz é a energia elétrica gerada a partir do aproveitamento da força das ondas do mar, uma usina de ondas utiliza o sobe desce da superfície do mar para movimentar boias conectadas a grandes braços, que são a alavanca propulsora do sistema de geração de energia elétrica. No Brasil, foi desenvolvido um sistema que aplicou um diferencial que inclui pressão hidráulica no processo de geração de energia ondomotriz. O Porto de Pecém, no estado do Ceará recebeu a instalação experimental de uma usina de Ondas, porém o projeto demonstra um retorno financeiro negativo com pouca atração de investimento (NASCIMENTO, 2017). É uma alternativa para geração de energia elétrica de baixo impacto ambiental. 4.4 ENERGIA NUCLEAR A utilização de água na geração de energia elétrica em usinas nucleares é fundamental, pois a reação atômica que ocorre libera muito calor e a água é utilizada no processo de geração de energia elétrica e no resfriamento dos reatores. O grande problema ambiental desse uso da água é o descarte de água quente em ambientes naturais modificando a temperatura da água nesses locais, o que pode ser fatal para organismos que vivam nesses ambientas. Entretanto, como destacado pela Agência Nacional de Águas: A energia ondomotriz ainda é um tema com muito a ser desenvolvido. Para conhecer um pouco mais sobre o assunto, fica como dica de leitura a matéria do Portal Biossistemas Brasil, intitulada “Energia das ondas no Brasil”. Confira: http://www.usp.br/ portalbiossistemas/?p=7953. NOTA TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS 175 “Das formas de produção de eletricidade, a usina nuclear é uma das menos agressivas ao meio ambiente. Ainda assim, a possibilidade de a unidade provocar grande impacto socioambiental é um dos aspectos mais controversos de sua construção e operação. Isto porque toda a cadeia produtiva do urânio – da extração à destinação dos dejetos derivados da operação da usina – é permeada pela radioatividade” (BRASIL, 2008a. p. 127). A utilização de usinas nucleares para geração de energia elétrica é bastante controversa, ao mesmo tempo que um dos argumentos é de que é uma energia limpa, os riscos envolvidos na cadeia produtiva são elevados e, como a história aponta, acidentes radioativos são catastróficos e de consequências graves e duradouras. No Brasil, as usinas nucleares de Angra 1 e Angra 2 estão em funcionamento desde 1985 e 2000 respectivamente, sendo que Angra 3 está construção, todas localizadas em Angra dos Reis, no litoral do estado do Rio de Janeiro, geram energia elétrica, amenizando a pressão sobre os reservatórios de água das usinas hidrelétricas (ELETRONUCLEAR, 2018). FIGURA 2 – USINA NUCLEAR ANGRA 2 FONTE: <https://www.eletronuclear.gov.br/Nossas-Atividades/PublishingImages/angra_2.jpg>. Acesso em: 16 jun. 2020. Você pode fazer um tour virtual, ou seja, visitar através da internet as instalações da usina nuclear Angra 2. Confira em: https://www.eletronuclear.gov.br/Visite- nos/Documents/Tour%20Angra/index.html aproveite a visita virtual e bons estudos. NOTA UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS 176 Sendo importante destacar os grandes riscos que se apresentam na utilização de energia nuclear, por conta dos elementos radioativos envolvidos, qualquer acidente com material radioativo tem potencial para ser catastrófico. O uso de material radioativo está presente não só na geração de energia elétrica que utiliza o Urânio, mas também na medicina, como as máquinas de Raio X e acidentes envolvendo radiação, que, em geral, são extremamente graves. Com relação às usinas nucleares, para geração de energia elétrica, podemos destacar os acidentes nas usinas de Chernobyl (1986) e Fukushima (2011), mas também devemos citar acidentes envolvendo equipamentos radiológicos, como o caso do Césio 137, ocorrido no Brasil, onde na cidade de Goiânia, em 1987, um equipamento radiológico que pertencia ao governo brasileiro estava em um prédio abandonado. Ele foi encontrado por pessoas que buscavam por materiais recicláveis. Ao desmonte do equipamento, a capsula de Césio 137 foi violada. O conjunto de fatos resultou em uma grande tragédia. Esses e outros fatos engrossam o discurso contra o uso da energia nuclear e nos mostram a importância das normas de segurança na utilização de equipamentos radiológicos e o intenso controle das normas de segurança se justificam. Assim, tamanho controle serve como argumento em prol da utilização de fontes nucleares para geração de energia elétrica. O tema é polêmico e deve ser considerado com muita seriedade. 4.5 TRANSPORTE: AS HIDROVIAS BRASILEIRAS A navegação é um meio de transporte antigo e eficaz, porém nem todo curso d’água é navegável, mesmo grandes rios podem ter obstáculos naturais para a navegação. A navegação e o transporte realizados nos rios são denominados respectivamente de navegação fluvial e transporte fluvial, é um meio de transporte amplamente difundido e vantajoso, como afirmam Azevedo, Fresqui e Trsic (2014, p. 92): “É um meio de transporte global, mais barato e menos poluente do que o transporte terrestre”. O transporte hidroviário brasileiro é subutilizado no que diz respeito à movimentação interna de cargas, pois representa menos de 15% (quinze por cento) do total de cargas transportadas. (POMPERMAYER; CAMPOS NETO; DE PAULA, 2014). 4.6 HIDROVIA DO SOLIMÕES AMAZONAS A rica malha fluvial da bacia hidrográfica amazônica confere um grande potencial de navegação, apesar da grande importância da navegação fluvial para a região que tem como característica a extensa área de floresta cortada por diversos rios ainda possui grande potencial que pode ser aproveitado (POMPERMAYER; CAMPOS NETO; DE PAULA, 2014). Atualmente, a hidrovia Solimões Amazonas TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS 177 é fundamental para o comércio interno e externo da região amazônica. O transporte hidroviário movimenta 65% das cargas da região amazônica, sendo que a estrutura hidroviária é composta tanto por trechos de correntes livres quanto por trechos onde foram construídos canais navegáveis, e conta com mais de 70 terminais e portos (DNIT, 2016a). A foz do Rio Amazonas é um grande delta com muitas ilhas e canais (Figura 3), ampliando a importância da hidrovia, que segue até Manaus. O trajeto é importante não só para a navegação de cabotagem, mas também para navegação de longo curso, além da navegação interior que abastece as comunidades ribeirinhas. Na hidrovia, percebe-se desde atividades de turismo e lazer com barcos de recreio, embarcações ribeirinhas, balsas de cargas e derivadosde petróleo, além de navios mercantes e graneleiros (DNIT, 2016a). FIGURA 3 – IMAGEM DO MAPA COM VISÃO GERAL DA HIDROVIA DO SOLIMÕES/AMAZONAS EM SEU TRECHO DE MANAUS A BELÉM FONTE: DNIT (2015a. s.p.) 4.7 HIDROVIA DO MADEIRA A hidrovia do Rio Madeira (figura 4) é a principal via de transporte das comunidades que vivem mas suas margens, sendo também a segunda mais importante da Amazônia, sendo um rio que permite navegação entre Porto Velho/ RO e a foz no rio Amazonas, em Itacoatiara/AM; e permite a navegação de grandes comboios, que transportam grandes cargas, configurando uma excelente via para o escoamento da produção de grãos do Estado do Mato Grosso (DNIT, 2016b). Com 1.056 km (um mil e cinquenta e seis quilômetros) de extensão é navegável desde a cidade de Porto Velho/RO até sua foz no Rio Amazonas, entre a capital amazonense Manaus e a cidade de Itacoatiara/AM. Essa hidrovia apresenta grande potencial, em especial por conta das condições naturais do rio Madeira, que permitem uma navegação segura (POMPERMAYER; CAMPOS NETO; DE PAULA, 2014). UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS 178 FIGURA 4 – IMAGEM DO MAPA COM VISÃO GERAL DA HIDROGRAFIA DO RIO MADEIRA FONTE: DNIT (2015b, s.p.) 4.8 HIDROVIA DO MERCOSUL A Hidrovia do Mercosul se estende por 1860 km (DNIT, 2018c). Compreende trechos navegáveis dos rios Jacuí, Taquari, Caí, Sinos, Gravataí e Jaguarão que se interligam através do lago do Guaíba e atingem a lagoa dos Patos, onde também deságua o rio Camaquã, a hidrovia segue através do canal de São Gonçalo adentrando a lagoa Mirim por onde se tem acesso ao Uruguai. Sendo, ainda, que a Bacia hidrográfica do Rio Uruguai também é incluída como trecho integrante da hidrovia do Mercosul, por conta da possibilidade de navegação desde o Rio Ibicui e a cidade de São Borja-RS até os portos de Nova Palmira, Montevideo e Buenos aires (DNIT, 2016c). TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS 179 FIGURA 5 – IMAGEM DO MAPA COM VISÃO GERAL DA HIDROVIA DO MERCOSUL FONTE: DNIT (2015c, s.p.) 4.9 HIDROVIA DO PARAGUAI A hidrovia do Paraguai atravessa boa parte da América do Sul, desde Cáceres/MT no Brasil até Nova Palmira no Uruguai, onde tem sua foz no rio da Prata. O trecho brasileiro vai até a foz do rio Apa, na fronteira com o Paraguai. Em território nacional, a hidrovia do rio Paraguai, quando considerado apenas os trechos navegáveis durante o ano todo, percorre aproximadamente 1.270 km. Contudo, existem muitos outros trechos que são navegáveis apenas na época da cheia do rio e que quando considerados a hidrovia pode chegar a ter 3.100 km de extensão (POMPERMAYER; CAMPOS NETO; DE PAULA, 2014). No trecho brasileiro a hidrovia do rio Paraguai tem suas cabeceiras muito acima de Cáceres/MT, que por sua vez é o trecho mais a montante da hidrovia e no trajeto até Corumbá/MS a confluência do rio Cuiabá que é um importante afluente que permite a navegação até a capital do estado de Mato Grosso, sendo um trecho importante da hidrovia. A cidade de Coxim se integra a rede hidroviária através do rio Taquari. Através do rio Miranda desde a cidade de Miranda é possível navegar até Porto Esperança, na foz junto ao rio Paraguai, o trecho navegável continua até Porto Murtinho, e segue para logo depois, junto à foz do rio Apa, deixar o território brasileiro (DNIT, 2016d). UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS 180 FIGURA 6 – IMAGEM DO PERCURSO DA HIDROVIA DO RIO PARAGUAI EM TERRITÓRIO BRASILEIRO FONTE: DNIT (2015d, s.p.) 4.10 HIDROVIA DO PARNAÍBA A hidrovia do rio Parnaíba marca um longo trecho da divisa entre os estados do Piauí e Maranhão (figura 7) são incluídos nessa hidrovia trechos do próprio rio Parnaíba, mas também o trecho navegável do rio Balsas. A hidrovia atravessa 54 municípios, sendo navegável por um trecho de 1176km. Ela apresenta um trajeto com presença de bancos de areia e alguns afloramentos rochosos, de forma geral é uma hidrovia com pouco potencial para se desenvolver em especial por conta das condições de navegação (DNIT, 2018e). Possui seu trajeto segmentado em três trechos, Alto Parnaíba, que vai das nascentes até o encontro com o Rio Gurgueia, com cerca de 784 km de extensão; a Barragem de Boa Esperança marca o fim desse trecho. Na sequência, o trecho do médio Parnaíba permite a navegação por outros 312 km até o Rio Poti. Sendo que o trecho do baixo Parnaíba percorre 389 km desde o rio Poti até a foz no rio São Francisco (DNIT, 2016e; DNIT, 2018e). TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS 181 FIGURA 7 – IMAGEM DO MAPA COM VISÃO GERAL DA HIDROVIA DO PARNAÍBA FONTE: DNIT (2015e, s.p.) 4.11 HIDROVIA DO SÃO FRANCISCO As águas do ‘Velho Chico’, o rio são Francisco, são navegadas comercialmente desde o início do Século XVI, porém a primeira obra para melhorar a navegação que foi a barragem de Três Marias foi realizada entre 1957 e 1961. Através da hidrovia do São Francisco (figura 8) é possível percorrer trechos entre os estados de Sergipe, Alagoas, Pernambuco, Bahia, Minas Gerais, são 1.400 km de rotas fluviais com potencial de navegação aproveitado. O potencial de percursos navegáveis na hidrovia do São Francisco chega a 4.100 km de percurso (POMPERMAYER; CAMPOS NETO; DE PAULA, 2014). A hidrovia do rio São Francisco é a via mais econômica para ligação entre o Centro sul do país com o Nordeste, ao todo são 2.354 km de extensão e integra uma cadeia multimodal de exportação de produtos agrícolas como grão e algodão, além de frutas e cana de açúcar, bem como produtos da avicultura e de mineração com destaque para o gesso e o calcário (DNIT, 2018f). UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS 182 Dentre os terminais portuários da hidrovia do São Francisco, cabe destacar o de Pirapora/MG, Ibotirama/BA, Juazeiro/BA, Barra/BA, Barreiras/BA, Bom Jesus da Lapa/BA, Santa Maria da Vitória/BA, Santa Maria da Boa Vista/PE e Petrolina/ PE. É uma hidrovia com grande potencial, todavia é necessário o investimento em obras de infraestrutura para construir eclusas para viabilizar uma ampliação do aproveitamento do potencial da hidrovia do rio São Francisco (DNIT, 2016f). FIGURA 8 – IMAGEM DO MAPA COM VISÃO GERAL DA BACIA DO RIO SÃO FRANCISCO FONTE: DNIT (2015f, s.p.) 4.12 HIDROVIA DO TAPAJÓS/TELES PIRES A bacia hidrográfica do Tapajós-Teles Pires está inserida na Bacia hidrográfica amazônica. A cabeceira está localizada na cidade de Sorriso/MT, sendo navegável após a cachoeira rasteira até a foz em Santarém/PA, onde desagua no Rio Amazonas (DNIT, 2016g). A hidrovia Tapajós-Teles Pires é bastante estratégica, em especial para escoamento da produção agrícola do Mato Grosso, pois configura uma grande via de integração da região Centro-oeste com a região Norte e assim permite o escoamento da produção de grãos do Centro-Oeste do Brasil (DNIT, 2018g). TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS 183 A hidrovia Tapajós/Teles Pires é dividida em três trechos, baixo Tapajós, Montante de Buburé e cidade de Jacareanga, sendo que o potencial para aproveitamento da hidrovia ultrapassa 1.000 km de vias navegáveis (POMPERMAYER; CAMPOS NETO; DE PAULA, 2014). O Baixo Tapajós está localizado entre Santarém/PA e Itaituba/PA, permite a navegação o ano todo e apresenta diversas ilhas fluviais. O trecho entre São Luís do Tapajós e Chacorão contém muitos obstáculos, afloramentos rochosos, saltos e corredeiras (DNIT, 2018g). FIGURA 9 – IMAGEM DO MAPA COM A VISÃO DA HIDROVIA DO TAPAJÓS FONTE: DNIT (2015g, s.p.) 4.13 HIDROVIA PARANÁ TIETÊ A hidrovia Paraná-Tietê possui trechos nos estados de São Paulo, Paraná, Mato Grosso do Sul, Goiás e Minas Gerais, é bastante integrada com rodovias, ferrovias e dutovias, compondo um importante sistema de transporte multimodal de escoamento da produção (DNIT, 2016h). Nos limites da hidrovia Paraná-Tietê estão inseridos 286 municípios, sendo os principais as cidades de São Paulo/SP, Campinas/SP, Guarulhos/SP, Londrina/PR, Foz do Iguaçu/PR, Três Lagos/MS e Araguari/MG(DNIT, 2019). Composta por um conjunto de eclusas em sequência como cascatas, que permite a navegação entre os lagos das barragens de usinas hidrelétricas nos rios Paraná e Tietê. A hidrovia se estende dentro do território brasileiro por aproximadamente 1900 km, são oito barragens com eclusas que permitem a navegação na hidrovia, porém as barragens de Itaipu e da Ilha Solteira não possuem eclusas e são barragens que limitam o potencial hidroviário. Quando os afluentes navegáveis são considerados a hidrovia Paraná Tietê pode atingir 4.800 km navegáveis (POMPERMAYER; CAMPOS NETO; DE PAULA, 2014). UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS 184 FIGURA 10 – IMAGEM DETALHANDO OS SEIS TECHOS DA HIDROVIA DO PARANÁ. FONTE: DNIT (2015h, s.p.) 4.14 HIDROVIA TOCANTINS-ARAGUAIA A hidrovia Tocantins-Araguaia tem vias navegáveis que se estendem por 1.152 km, porém os trechos não são totalmente interligados e em outros a navegação só é possível durante a época das cheias (DNIT, 2016i). No rio Tocantins são 712 km navegáveis divididos em três trechos (figura 11), de Imperatriz/MA até Marabá/PA são 214 km, outro trecho de Marabá/PA até Tucuruí/PA são mais 244 km que permitem a navegação. No trecho seguinte são mais 245 km navegáveis entre a barragem em Tucuruí/PA e a foz em Abaetetuba/ PA (ANTAQ, 2013). TÓPICO 1 — USO DOS RECURSOS HÍDRICOS 185 FIGURA 11 – IMAGEM DO MAPA COM VISÃO GERAL DA HIDROVIA DO TOCANTINS EM SEU TRECHO DE MARABÁ À FOZ, PASSANDO PELA ECLUSA DE TUCURUÍ FONTE: DNIT (2015i, s.p.) Apesar da navegação ser possível apenas na época da cheia no rio Araguaia, existem três trechos navegáveis, que juntos somam 1.818km de extensão, desde a foz no rio Tocantins até a cidade goiana de Baliza. O trecho navegável a montante do rio Araguaia inicia em Baliza/GO e segue descendo o rio até Barra da Garça/MT. São 58 km navegáveis que apesar da limitação imposta pela profundidade mínima de 0,8 m é um trecho viável. Na sequência, o trecho que vai de Barra do Garça/MT até Aruanã/GO são outros 288 km navegáveis. De Aruanã/GO até a foz no rio Tocantins o terceiro e mais extenso trecho navegável do rio Araguaia são mais 1.472 km (ANTAQ, 2013). A hidrovia Tocantins-Araguaia conta ainda com um importante afluente do rio Araguaia, o rio das Mortes, que apresenta um trecho navegável de 567 km, entre Nova Xavantina/MT e São Félix do Araguaia/MT, onde está a foz (DNIT, 2016i). 186 Neste tópico, você aprendeu que: • Os recursos hídricos são importantes para diversas atividades humanas, porém algumas destas atividades podem interferir na dinâmica natural do ciclo das águas, afetando águas subterrâneas, águas da superfície, além da água na atmosfera e nas geleiras. • Em muitos lugares do Planeta a água potável é escassa. Alguns lugares que a poucas décadas atrás estavam em áreas de grande disponibilidade hídrica atualmente estão passando por crises de abastecimento de água potável. • A potabilidade um conjunto de características que a água deve ter para poder ser consumida com segurança, o padrão de potabilidade é estabelecido pela Portaria nº 518/2004 do Ministério da saúde. A Balneabilidade é a indicação das características da água que indicam se a água está própria ou imprópria para o contato direto como o banho de mar, por exemplo. • O abastecimento humano é prioritário em caso de escassez de água. • O consumo industrial é o destino de 20% de toda água captada no mundo. • Nos países subdesenvolvidos, 70% do lixo industrial é despejado sem tratamento nas águas. • A agropecuária é uma atividade diretamente dependente dos recursos hídricos, 7% da água captada no mundo tem como destino a agricultura. • A água como recreação impulsiona a indústria do turismo que, por sua vez, necessita da boa qualidade das águas como atrativo importante. • Doenças podem ser transmitidas pela água, sendo que o saneamento é a principal forma de evitar a proliferação dessas doenças, onde há mais saneamento há menos mortes por doenças relacionadas com a água suja. • A geração de energia elétrica nas mais variadas modalidades de geração, em muito, depende da água. Entre as modalidades de geração de energia elétrica que ganham destaque em razão da utilização de água estão as hidrelétricas, termoelétricas, ondomotriz e a energia nuclear. • As hidrovias brasileiras têm seus percursos nos grandes rios brasileiros, representam uma via de transporte pouco explorada e a subutilização das hidrovias implica na utilização do transporte rodoviário que tem custo mais elevado. RESUMO DO TÓPICO 1 187 • As hidrovias brasileiras atravessam grandes porções do território nacional. São nove grandes hidrovias brasileiras: Solimões/Amazonas, Madeira, Mercosul, Paraguai, Parnaíba, São Francisco, Tapajós/Teles Pires, Paraná/ Tietê, Tocantins-Araguaia. • Cada uma das regiões hidrográficas apresenta características próprias e riquíssimas na diversidade, pois se apresentam a partir de ambientes, ecossistemas e ocupação do solo que imprimem características próprias aos lugares. 188 1 As hidrovias brasileiras têm seus percursos nos grandes rios brasileiros e tem seu potencial pouco explorado, enquanto se investe na utilização do transporte rodoviário que tem custo mais elevado. São nove as hidrovias brasileiras que, em seus trajetos, atravessam grandes porções do território nacional. Com base no exposto, assinale a alternativa CORRETA que apresenta apenas hidrovias: a) ( ) Madeira, Parnaíba e São Francisco. b) ( ) Tamoios, Tocantins e Raposo Tavares. c) ( ) Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. c) ( ) Amazonas, Tocantins e Paraguai. 2 A geração de energia elétrica é uma necessidade estratégica para uma nação, por conta disso certos impactos ambientais são aceitáveis em projetos de construção de usinas de geração de energia. No Brasil, podemos destacar grandes usinas de geração de energia elétrica nas diferentes modalidades. Temos usinas nucleares, termoelétricas e hidrelétricas em pleno funcionamento. Com base nisso, analise as afirmativas a seguir: I- O Brasil não consome combustíveis fósseis na geração de energia elétrica. II- As usinas nucleares de Angra1 e Angra 2 já em operação e Angra 3, ainda em construção, estão localizadas no Estado do Rio de Janeiro. III- A construção de Usinas hidrelétricas pode interromper fluxos naturais, impedindo não só migrações de peixes, mas também a navegação ao longo dos rios. IV- O Brasil possui diferentes fontes de geração de energia elétrica. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As afirmativas I, III e IV estão corretas. b) ( ) As afirmativas I e IV estão corretas. c) ( ) As afirmativas II, III e IV estão corretas. d) ( ) Somente a afirmativa IV está correta. 3 A geração de energia hidrelétrica no Brasil ocupa papel fundamental na produção elétrica nacional, com isso, barragens para criação de reservatórios estão presentes nos mais diversos rios nacionais e transnacionais que cruzam ou delimitam grandes porções do território brasileiro, ao mesmo tempo, existem dificuldades no escoamento da produção agrícola e industrial do interior até os grandes centros e portos de exportação, por conta da grande dependência do transporte rodoviário. Assim, considerando que existem rios que se estendem por longos trechos através do país, inclusive compondo diversas hidrovias, disserte sobre a o compartilhamento dos recursos hídricos entre a geração de energia hidrelétrica e a navegação nas hidrovias. A resposta esperada deve versar sobre redes de transporte fluvial ou terrestre, conflitos e soluções adotadas para permitir a navegação nas hidrovias. AUTOATIVIDADE 189 UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO O ser humano é poluidor e, desde o desenvolvimento da mais antiga técnica de agricultura, o ser humano passou a demandar de recursos naturais. Ao retirar a diversidade da vegetação natural e cultivar algumas poucas espécies, a agricultura passou a interferir na dinâmica natural do Planeta. Conformea agricultura foi se desenvolvendo, a população foi crescendo e, para alimentar mais pessoas, as florestas foram sendo derrubadas e o solo consumido. Os solos ricos em fósforo e potássio logo após algumas safras são exauridos, o que levava a derrubada de novas áreas. Seguindo na linha do tempo do desenvolvimento dos seres humanos, logo teve início a exploração de metais como ferro, cobre, chumbo, prata, níquel, ouro, entre outros (GALDINO, 2015). Assim, no decorrer da pré-história, quando nossos ancestrais passaram a modificar o meio natural em que viviam, em especial, com o surgimento da agricultura, a poluição teve início. Podemos pensar o início da produção do espaço geográfico, em que cultivou-se de vegetais, em seguida, pastoreio, domínio de técnicas para produção de ferramentas e demais artefatos. Assim, a população mundial foi crescendo e as quantidades de resíduos também passaram a crescer, acumular e contaminar solo, ar e água. Um momento importante na história da poluição é a revolução industrial, ocorrida em meados do Século XVII, ampliando as concentrações urbanas em torno das áreas industriais que se desenvolveram, impulsionadas pela máquina a vapor, que resultou na intensificação do consumo dos recursos naturais do Planeta e resultou também na elevação das emissões atmosféricas, despejo de resíduos líquidos, e descartes de resíduos sólidos (GALDINO, 2015). O crescimento populacional pós-revolução industrial elevou muito a exploração dos recursos naturais do Planeta e resultou na poluição e degradação ambiental. O desenvolvimento industrial e o desenvolvimento da agricultura seguiram contribuído de forma negativa para a manutenção das condições ambientais do Planeta Terra, de forma quase despercebida até que o livro “silente spring”, traduzido para o português como “Primavera silenciosa”, da bióloga Rachel Carson, trouxe à tona o problema da poluição ambiental e do uso dos agrotóxicos, despertando diversos setores da sociedade para o problema (GALDINO, 2015). Atualmente, a poluição é um problema grave em muitos locais do planeta e, em geral, os recursos hídricos são muito afetados pelos diferentes tipos de poluição. TÓPICO 2 — POLUIÇÃO DOS RECURSOS NATURAIS 190 UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS 2 O QUE É POLUIÇÃO? Poluição é uma palavra com origem no latim polluo, que significa sujar ou manchar, em língua portuguesa o verbete conforme apresentado no dicionário é o “ato ou efeito de poluir(-se) [...]”, e assim ao verificar o significado de poluir, encontra-se “Sujar, corromper, tornando prejudicial à saúde. 2. Sujar, macular. 3. Manchar ou macular, [...] 4. Cometer ação infamante; corromper-se, perverter- se,” (FERREIRA, 1988, p. 516). Podemos entender o conceito de poluição como as interferências que prejudicam os processos de transmissão de energia no ecossistema (CARVALHO, 1981 apud MENDONÇA; MENDONÇA, 2017). No Brasil, por força da Lei nº 6.938/1981, foi criada a Política Nacional de Meio Ambiente, que no Art. 3°, inciso III, estabelece: Poluição, a degradação da qualidade ambiental resultante de atividade que direta ou indiretamente: a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população; b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas; c) afetem desfavoravelmente a biota; d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente; e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos (BRASIL, 1981). Com isso já é possível entender que poluição em todos seus sentidos é algo ruim. A poluição antropogênica, ou seja, aquela que é causada pelo ser humano, pode atingir a água, o ar, o solo, mas também pode ser evitada com o devido tratamento. Para entender a fonte da poluição é necessário reconhecer a origem do lançamento dos efluentes contaminados, que podem ser pontuais ou difusas. As fontes pontuais de poluição são aquelas onde a emissão ocorre de forma concentrada em um local específico, o que torna possível identificar a origem da poluição, enquanto as fontes poluidoras difusas a origem só pode ser determinada de forma indireta (GALDINO, 2015). No caso de rios contaminados por agrotóxicos, por exemplos, a origem é a agricultura, porém dificilmente será possível apontar qual propriedade foi responsável pela contaminação. A poluição pode apresentar efeitos diretos e indiretos. Efeitos diretos, por exemplo, são as doenças causadas por conta do ar poluído, enquanto efeitos indiretos são as doenças causadas pela ingestão de alimentos contaminados por poluentes do solo (GALDINO, 2015). 3 TIPOS DE POLUIÇÃO Ao abordar os tipos de poluição pelo enfoque dos recursos hídricos, Derisio (2012) elenca as quatro principais, mas não as únicas fontes. TÓPICO 2 — POLUIÇÃO DOS RECURSOS NATURAIS 191 3.1 POLUIÇÃO NATURAL A poluição que não está relacionada com atividades humanas, é causada por conta da ocorrência de chuvas e escoamento superficial, mas também por conta da salinização de aquíferos ou ainda pela decomposição de vegetais e animais principalmente em ambientes naturalmente eutrofizados, em geral, é um tipo de poluição onde não são aplicadas medidas diretas de controle (DERISIO, 2012). 3.2 POLUIÇÃO INDUSTRIAL A Poluição industrial consiste em resíduos sólidos, líquidos e gasosos gerados em processos de produção, como na produção de papel e celulose, em refinarias de petróleo, em usinas de açúcar e álcool, siderúrgicas, metalúrgicas, farmacêuticas, químicas, abatedouros de animais e frigoríficos, curtumes, têxteis, entre diversas outras atividades potencialmente poluidores e que, quando não são tomados os devidos cuidados no tratamento dos resíduos industriais, estes agridem o meio ambiente (DERISIO, 2012). Uma das principais substâncias que as indústrias lançam no meio ambiente estão os poluentes orgânicos, que afetam gravemente os ecossistemas aquáticos consumindo o oxigênio dissolvido na água, deixando os animais sem oxigênio para sobreviver. Os metais pesados, como chumbo e mercúrio, resultantes de processos industriais mas também de atividades ilegal de garimpo e ainda outros produtos químicos ainda mais perigosos, conhecidos como Poluentes orgânicos persistentes (POPs), que seguem pela cadeia alimentar e podem contaminar quem se alimenta de organismos contaminados (CLARKE; KING, 2005). A poluição industrial é relevante para os recursos hídricos pois segundo Clarke e King “A indústria utiliza cerca de 20% de toda a água doce consumida no planeta” (2005, p. 38). Esse percentual é equivalente a um consumo de 130.000 litros por cada habitante do planeta por ano, metade desse volume é utilizado na produção de energia elétrica, sendo que a indústria química, petrolífera, metalúrgica, de madeira, papel e celulose, bem como as indústrias de processamento de alimentos e de maquinas, que são grandes consumidoras de água, o processo de industrialização gerou uma demanda consideravelmente alta por água para fins industriais. Nos países mais ricos e altamente industrializados, mais da metade de toda a água consumida é destinada à utilização industrial (CLARKE; KING, 2005). O uso industrial da água gera efluentes. Em alguns casos, os efluentes são submetidos a tratamentos eficazes e são lançados de volta ao ambiente sem impactos aos recursos hídricos, no entanto, são poucos os exemplos em que isso ocorre. Devemos tornar crítico o olhar para a realidade. Em especial, no tocante dos países em desenvolvimento, que, do total dos resíduos industriais lançados no meio ambiente, em torno de 70% dos resíduos industriais são lançados sem tratamento nas águas (CLARKE; KING, 2005). 192 UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS O lançamento de efluentes indústrias das mais diversas fontes causa a contaminação das águas, atingindo águas superficiais e subterrâneas (CLARKE; KING, 2005). Além dos efeitos da contaminação dos solos, o processo de industrialização gerou grandes quantidades de resíduos industriais,muitos deles prejudiciais à saúde humana. 3.3 POLUIÇÃO URBANA A poluição urbana é gerada pela população das cidades, os esgotos domésticos são a principal forma de poluição urbana das águas (DERISIO, 2012). A contaminação dos aquíferos urbanos pode ser em parte consequência da má localização de alguns aterros sanitários ou da má instalação, que permitem a contaminação do solo, assim como das águas subterrâneas, através da precipitação e da infiltração, em especial, quando estão localizados próximos ou em áreas de recarga dos aquíferos (TUCCI, 2006). Conforme o crescimento populacional, acontece e resulta na densificação da população em áreas urbanas, o resultado são problemas como a poluição doméstica, que pode resultar no surgimento de condições ambientais inadequadas (TUCCI, 2006). O que pode gerar situações, onde, conforme Tucci (2006, p. 405) “a qualidade da água pluvial não é melhor do que a do efluente de um tratamento secundário. A quantidade de material suspenso na drenagem pluvial é superior à encontrada no esgoto in natura”. O desenvolvimento urbano impõe sobre a natureza a atuação dos elementos antrópicos, afetando diretamente a dinâmica da bacia hidrográfica. Com a urbanização, as superfícies do terreno são impermeabilizadas, que em conjunto com o maior aquecimento nas áreas urbanas por conta das ilhas de calor, as chuvas nessas áreas são mais intensas e de baixa duração. Dessa maneira, a impermeabilização do solo, que impede a infiltração; e as chuvas de grandes volumes, concentradas em pouco espaço de tempo, são fatores que agravam os eventos de enchentes urbanas (TUCCI, 2006). Nesses casos, ainda é importante destacar o entupimento das redes urbanas de drenagem pluvial por materiais descartados indevidamente nas vias públicas. A Política nacional de resíduos sólidos, instituída pela Lei nº 12.305/2010, prevê a elaboração de um plano nacional de resíduos sólidos, após a leitura do plano busque informações sobre a elaboração e a execução desse plano no seu município ou estado. FONTE: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm>. Acesso em: 27 nov. 2020. NOTA TÓPICO 2 — POLUIÇÃO DOS RECURSOS NATURAIS 193 Em áreas urbanas a contaminação das águas subterrâneas ocorre por conta do fato das cidades estarem equipadas com fossas sépticas, que são equipamentos que contaminam as águas subterrâneas, outro fator de poluição é a perfuração de poços sem o devido atendimento aos aspectos minimamente necessários para evitar a ligação entre diferentes camadas do subsolo. (TUCCI, 2006). 3.4 POLUIÇÃO AGRÍCOLA Os processos agrícolas estão cada vez mais industrializados e, além dos impactos da derrubada de florestas para implementação de áreas de cultivo e criação de animais, outro aspecto importante é a utilização de produtos químicos, tanto como fertilizantes quanto como agrotóxicos. Em grande parte, são produtos venenosos para os seres humanos e denominados de defensivos agrícolas pela indústria química. Aparentemente, os fabricantes tentam diminuir a rejeição dos consumidores de alimentos produzidos com essas substâncias ao trocar a denominação do veneno, passando a chamar pelo termo ‘defensivo’. Todavia, além de ser um produto perigoso de ser consumido, também causa poluição ambiental, pois os produtos químicos aplicados nas lavouras são transportados pela água da chuva para os rios e lagos, sendo também levados através do solo, no processo de lixiviação, até contaminar as águas subterrâneas (CLARKE; KING, 2005). O uso de fertilizantes comerciais acarreta adições de metais pesados no solo, em adições controladas podem ser benéficos para a produção, todavia quando a aplicação é indevida acarreta em sérios problemas de contaminação do meio ambiente, em especial quando são considerados os metais tóxicos que são os metais não essenciais com o chumbo (Pb), Urânio (U), cádmio (Cd), arsênio (As) e mercúrio (Hg), estes metais provocam efeitos deletérios em organismos vivos e no meio ambiente (MENDES et al., 2010). Sobre a concentração dos metais, Kabata-Pendas e Pendias destacam que “Na maioria das vezes, estes elementos estão presentes em concentrações que não oferecem risco ao ambiente. Todavia, nas últimas décadas, atividades antropogênicas têm elevado, substancialmente, a concentração de alguns desses elementos em diversos ecossistemas” (2001 apud MENDES et al. 2010), indicando que o uso exacerbado de fertilizantes e produtos tóxicos estão a contaminando cada vez mais os ecossistemas, aumentando os níveis de poluição. A poluição por agrotóxicos é um grave problema do Aquífero Guarani, como já abordado na Unidade 1. Para complementar o seu conhecimento, assista ao documentário “O Magnífico aquífero Guarani”. Confira: https://www.youtube.com/watch?v=VStbipVz0TY. NOTA 194 UNIDADE 3 — USO E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS A poluição agropastoril é resultante das atividades agrícolas e pecuárias. Ocorre por conta da utilização dos defensivos agrícolas, fertilizantes, excrementos de animais e da erosão do solo, está última é resultante dessas atividades que desnudam a terra (DERISIO, 2012). A poluição por produtos químicos é uma das mais prejudiciais, contamina o solo e a água. Quando originada na agricultura, em geral, ela é proveniente do uso de fertilizantes, pesticidas e agrotóxicos (GALDINO, 2015). Mesmo a utilização de fertilizantes orgânicos podem gerar impactos ambientais negativos e da mesma forma que na agricultura convencional o maior problema se encontra na má utilização. Com a carência de orientação técnica, muitos produtores rurais realizam intervenções no meio sem seguir os critérios técnicos recomendados para aplicação dos produtos, sejam orgânicos ou industrializados e isso acarreta em superdosagens, o que além de potencializar a poluição das águas pode inviabilizar o solo para cultivos (HENTZ; CARVALHO, 2014; MENDES et al., 2010). Os ambientes também podem ser afetados por outros tipos de poluição que podem ser gerados por atividades humanas como ruídos que podem impactar na saúde dos indivíduos em aspectos físicos, psicológicos e sociais pois prejudica a audição; as vibrações comuns próximo a motores de máquinas e de indústrias, assim como os ruídos, afetam a saúde humana, porém de forma distinta ocasionando perda de equilíbrio, visão escurecida, perda de concentração entre outras consequências, as vibrações podem afetar as estruturas físicas, sejam as vigas do galpão de determinada indústria ou uma encosta as vibrações podem desencadear eventos de desmoronamento ou desabamento (DERISIO, 2012) Outro tipo de poluição são as radiações, estão presentes em todos os lugares. São ondas eletromagnéticas os raios x, os raios infravermelhos, ultravioleta, de rádio frequência. Os efeitos da exposição à radiação não produzem consequências de imediato, exceto em casos de exposição extrema como em grandes acidentes nucleares. Contudo, a poluição por radiação é bastante prejudicial uma vez que por ser algo que não é possível visualizar ou sentir as medidas protetivas são muitas vezes deixadas de lado. O corpo humano quando exposto a radiação sofre alterações moleculares, quando a exposição é excessiva, os efeitos a longo prazo podem ser mais intensos, prejudiciais e mesmo deletérios (DERISIO, 2012) Existem ainda outras formas mais específicas de classificar a poluição como apresentado em que indica as diferentes formas de poluição e lista, poluição atmosférica, poluição na hidrosfera, poluição marinha, poluição continental, poluição do solo, poluição nos agrossistemas, poluição industrial, poluição sonora e visual, poluição física, poluição térmica, poluição química, poluição nuclear, poluição biológica. Entretanto, por ser bastante ampla essa interpretação sobre os tipos de poluição e o agente poluidor, pode-se apresentar em mais de um dos tipos de poluição e assim sobrepor dois ou mais tipos de poluição ou agente poluidor (GALDINO, 2015). TÓPICO