5-6-23 Hidrosfera Gestão 2023

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HIDROSFERA
Alteração esferoidal
Voçoroca
Perfil de solo
Água:
Essencial à vida e
Importante agente geológico
Intemperismo das rochas Formação dos solos
Agente erosivo e de sedimentação
Superfície da Terra 
510 x 106 km2
Superfície coberta por água e gelo
327,5 x 106 km2
Água é a substância mais abundante no planeta
CICLO DA ÁGUA 
Ciclo rápido – dinâmica externa da Terra (energia do Sol e gravitacional)
Ciclo lento – dinâmica interna (tectônica de placas, ciclo das rochas)
máquina de reciclagem da água: transferência e transformação de estado
119.000 km3/ano
precipitação sobre continentes
72.000 km3/ano
evapotranspiração
47.000 km3/ano
circulam pelo planeta
Águas superficiais
Águas subterrâneas
Excedente hídrico
Águas continentais
SISTEMAS DE ÁGUAS 
SUPERFICIAIS
Repartição de águas doces
Continente Volume % total
km3
Europa 76 3,8
Ásia 533 26,7
África 184 9,2
A. Norte 236 11,8
A. Sul 946 47,3
Austrália 24 1,2
Total 1999 100
Repartição desigual no planeta
Devido ao crescimento 
populacional a demanda excede 
a quantidade disponível em muitas
partes do mundo
Distribuição das águas superficiais
Bacia Amazônica - 16% da água doce do planeta
Brasil, Rússia, EUA, Canadá,
China, Indonésia, Índia, 
Colômbia e Peru
60% do total de água doce
> 26.800 km3/ano
Escassez de 
água
https://pbs.twimg.com/media/C66OoJtWYAAftyW.jpg
Acesso a fontes renováveis ​​de água (m3 por pessoa, por ano em 2013)
Retirada anual de água (em porcentagem) da água doce total
http://www.eohandbook.com/eohb05/images/fig_01_(water).jpg
http://fs-1.5mpublishing.com/images/water_build/water_home_visual.jpg
https://www.thecropsite.com/focus/5m/50/growing-more-food-with-less-water-improving-water-usage-in-agriculture
1.500 2.500 5.000 >20.000 m3/hab/ano10.000
Abundante
Finlândia 
Suécia
Canada
RR 
AM 
AP, AC,
PA, MT
TO, RO
GO, MS
Muito rico
Irlanda
Luxemburgo
Áustria
MA
SC
MG
RS
Rico
Portugal
Grécia
PI
ES
Limite
França
Itália
Espanha
BA
Pobre
R.U.
Ale.
Bel.
RN 
CE
SE
AL
DF
RJ
SP
Crítico
Malta 
Kuwait
Líbia
PE
Disponibilidade de recursos hídricos no mundo e no Brasil 
Gloaguen, T.V. (2006)
68
16
7 6 3
45
19
7 11
187 6
15
43
29
0
20
40
60
80
100
Norte Centro
Oeste
Sul Sudeste Nordeste
(%)
Recursos hídricos Superfície População
DISTRIBUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS, 
SUPERFÍCIE E POPULAÇÃO POR REGIÃO
BRASIL 
Dr. Devanir Garcia dos Santos
ANA
Escassez de 
água
Parte dessa água
disponível não é 
de boa qualidade
4,6 milhões de crianças (< 5 anos) morrem
anualmente de diarréia - água não potável
1/2 bilhão de pessoas possuem tracoma
Saneamento básico e água potável reduzir em 75% taxas de mortalidade 
Esgoto é lançado no rio que também serve como fonte de capitação de 
água potável (Jakarta – Capital da Indonésia) 
USOS DA ÁGUA 
FONTES DE POLUIÇÃO 
RISCOS INUNDAÇÃO
Usos da água
 Abastecimento público
 Abastecimento industrial
 Atividades agro-pastoris
 Preservação da fauna e da flora
 Recreação
 Geração de energia elétrica
 Navegação
 Diluição e transporte de efluentes
A utilização da água, tanto para as necessidades do homem, como para a 
preservação da vida pode ser englobada em:
Agência Nacional de Águas – ANA (Brasil). Conjuntura 
dos recursos hídricos no Brasil 2017: relatório pleno / 
Agência Nacional de Águas. Brasília: ANA, 2017
Uso da água por setor pelas sociedades contemporâneas
http://www.rainwaterharvesting.org/cse/dte-
supplement/industry20040215/p65_graph.jpg
Situação tende a se agravar: - Aumento populacional
- Necessidade de aumentar a produção de alimento
- Escassez de solos cultiváveis 
Relatório da (ONU) - Recursos Hídricos – “Água para um Mundo Sustentável” (2015)
► Até 2050 a agricultura deverá produzir 60% a mais de alimentos no mundo e 100% nos países em desenvolvimento.
►Até 2050 o uso de água para a indústria deverá crescer cerca de 400% (aumento de bens manufaturados).
O que fazer???
 Irrigação importante ferramenta para incremento na
produtividade
Christofidis (2005, 2006)
https://portal1.snirh.gov.br/ana/apps/storymaps/stories/a874e62f27544c6a986da1702a911c6b
A irrigação de culturas no Brasil é responsável por cerca de 70% do consumo de água doce
O uso de efluentes de estação de tratamento de
esgotos na irrigação de culturas agrícolas pode
contribuir para o ganho ambiental e econômico.
 Por que não associar ganho ambiental e econômico?
Parece evidente a necessidade de se buscar fonte alternativa de água
para agricultura
Evitar eutrofização 
dos cursos d’água
Economia de água 
natural ou tratada
Reserva 
orgânica?
Economia de 
fertilizantes 
Gloaguen, T.V. (2006)
 Volume de EETE gerado é crescente 
aumento populacional
encontrar destino adequado para o efluente 
Uso na agricultura - alternativa à disposição do efluente nos cursos d’água
Por que usar?
 ORGANISMOS PATOGÊNICOS
 NITRATO, BORO E SÓDIO  toxidez em plantas e
poluição de águas subterrâneas
 METAIS PESADOS
- Dependendo das concentrações no solo 
SODICIDADE  alterações estruturais (DISPERSÃO
DE ARGILAS)
Por que não usar?
S
o
lo
Sistema solo-planta = “Filtros-vivos”
Zona 
radicularN
P Ca
K
Mg
BMo
S
Cl
Fe Cu
Mn
Zn
MO NaMP
Lixiviação
NO3
-
P Patógenos
SS
As, Cr, Cd, 
Hg, Ni, Pb Esgoto industrial
E
T
Irrigação com efluente
Modificado de Fonseca, 2004
A UTILIZAÇÃO DO EETE NA AGRICULTURA
APRESENTA-SE COMO UMA SOLUÇÃO MAIS
ADEQUADA COMPARADA AOS IMPACTOS DO
DESPEJO DESSA ÁGUA NOS CURSOS
SUPERFICIAIS
Então por que não usar?
Do ponto de vista técnico, nos casos estudados,
Maior dificuldade atual: LEGISLAÇÃO
 RESOLUÇÃO No 54/2005 CNRH – MMA
o Estabelece modalidades, diretrizes e critérios
gerais para a prática de reuso direto não potável de
água
reuso para fins:
urbanos
agrícolas e florestais
ambientais
fins industriais
aquicultura
Ressalta a importância do reuso de água como ferramenta de gestão dos recursos hídricos
As diferentes modalidades de reuso dependem de Resolução
específica para implantação
Situação hoje
CNRH – aprovação da RESOLUÇÃO No 121, DE 16 DE
DEZEMBRO DE 2010
estabelece diretrizes e critérios para a prática de reuso direto não
potável de água na modalidade agrícola e florestal, definida na Resolução
CNRH no 54, de 28 de novembro de 2005. (Publicada em 16/03/11)
(Não tem indicação de parâmetros e remete a responsabilidade aos
órgãos ou entidades competentes dos Estados).
CETESB – orientação para apresentação de projetos para
aplicação de EETE na agricultura
Decisão de Diretoria nº 388/2010/P, de 21-12-2010 - Aprovação de
premissas e diretrizes para a aplicação de resíduos e efluentes em
solo agrícola no Estado de São Paulo
APRESENTAÇÃO DE PROJETO PARA APLICAÇÂO
Fontes de poluição
Poluição natural
 Poluição devido aos esgotos domésticos
Poluição devido aos efluentes industriais
 Poluição devida a drenagens de áreas
agrícolas e urbanas
Efeitos da poluição das águas
O lançamento de efluentes, tratados ou não, nos corpos d’água provoca
alterações em suas características físicas, químicas e biológicas
Abastecimento 
público
 Contaminação microbiana
 Variações rápidas e imprevisíveis na qualidade
das águas do manancial
 Produtos químicos orgânicos ou inorgânicos
que causam dureza, corrosão, cor, odor, sabor,
espuma, desenvolvimento de algas, etc.
 Encarecimento do tratamento das águas
Ca, Mg ,cloretos, nitratos, sulfatos
Abastecimento 
industrial
Limitação para uso em determinadas industrias
Operação e manutenção de caldeiras
Atividades
agro-pastoris
Pesca
Contaminação bacteriana no leite e em hortaliças,
produtos químicos provocando mortes de animais,
depreciação de terras, destruição de plantações, etc.
Morte de peixes, obstrução de locais de deposição de
ovos, redução do valor econômico das áreas, desapare-
cimento de organismos aquáticos, etc.
Navegação
Formaçãode bancos de lodo em canais navegáveis,
aumento da agressividade da água sobre estrutura das
embarcações, encarecimento na conservação de canais
Recreação
Contaminação por bactérias, vírus, parasitas prejudicam
as atividades esportivas e recreativas, aparecimento de
substâncias que causam odor, sabor desagradável, morte
de animais e peixes, presença de materiais flutuantes
(óleos, graxas), etc.
1960 1999
Contaminado por produtos químico, indústria de
papel
Após descontaminação
Massachussetts
Prova de remo na altura da 
Ponte das Bandeiras na 
década de 40
Prova de remo na altura da 
Ponte das Bandeiras na 
década de 40
Barragem de Promissão no Rio Tietê
Riscos de inundação e sua minimização
Desde os primórdios da
humanidade, as pessoas
selecionam as margens dos
rios e lagos para habitarem
Água potável
Vias de comunicação
Solos férteis
Riscos de inundações
Inundações
geralmente destrutivas (rio Tiete/São Paulo)
por vezes benéficas (rio Nilo/Egito)
descarga elevada excede
capacidade do canal
Inundações
Fatores naturais (chuvas, lavas e degelo)
Fatores antrópicos (ruptura de barragens,
urbanização, etc.)
reguladas
Obras de engenharia
Diques marginais
Barragem de contenção
Retificação de canais
Canalização de rios
minimizam
efeitos da inundação
Por vezes podem 
apresentar inconvenientes
Diques marginais - assoreamento do canal
Barragem - retém sedimentos, modificam
ecossistemas, alagam áreas 
produtivas, destroem sítios tu-
rísticos e arqueológicos
Retificação - aumenta velocidade de fluxo
São Paulo - apesar da retificação, o problema está longe de ser resolvido
Rio Ribeira de Iguape - problema criado pela retificação do rio nas sua foz 
Planejamento adequado
da ocupação territorial 
em áreas inundáveis
Minimizar racionalmente
efeitos da inundação
 Identificação de áreas de 
risco
regras especificas para o 
uso do solo
SISTEMAS DE ÁGUAS 
SUBTERRÂNEAS
A água doce líquida disponível na Terra corresponde praticamente a água subterrânea
Água subterrânea - toda água que ocupa os vazios (poros) em formações
rochosas ou nos regolitos
Infiltração Processo mais importante na alimentação (recarga) de
água no subsolo
Volume e velocidade de infiltração
dependem de vários fatores
Tipo de materiais terrestres
Cobertura vegetal
Topografia
Precipitação
Ocupação do solo
P
o
ro
s
id
a
d
e
 e
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to
q
u
e
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e
 á
g
u
a
 s
u
b
te
rr
â
n
e
a
Permeabilidade e fluxo de água subterrânea
Permeabilidade = propriedade que determina fluxo da água através 
dos poros
depende do tamanho dos poros e da conexão 
existente entre eles 
Material Tamanho das partículas Porosidade Permeabilidade
(mm) (%)
Cascalho 7 a 20 ~35 muito alta
Areia Grossa 1 a 2 ~37 alta
Areia Fina 0,3 42 alta a média
Silte e argila 0,04 a 0,006 50 a 80 baixa a muito baixa
Aquíferos
Unidades rochosas ou sedimentos porosos
e permeáveis que armazenam e transmitem
volumes significativos de água subterrânea,
passíveis de serem explorados
Aquíferos livres - topo
demarcado pelo nível freático (em
contato com a atmosfera)
Aquíferos suspensos - acumulações 
de água na zona insaturada, formando 
níveis lentiformes acima do nível 
freático
Tipos de aquíferos
Poço 
Artesiano
Poço
comum
Altura do nível da água
na área de recarga
Área de recarga do
aquífero confinado
Superfície
potenciométrica
aquífero
Confinado Poço não
artesiano aquiclude
Artesianismo
Aquíferos confinados
sob certas condições
geológicas podem dar
origem ao artesanismo
Água sob
pressão 
jorra
Aquíferos confinados - situa-se entre duas camadas
ou unidades pouco permeáveis ou impermeáveis.
Normalmente a água se encontra sob pressão (da
própria coluna de água)
Água subterrânea como
recurso
1,5 bilhões de pessoas
consomem
água subterrânea
97% da água doce
baixo custo
fácil obtenção
boa qualidade
Localização do Aquífero 
Guarani na América do Sul
Área estimada = 1,2 milhões de km2
Volume armazenado = 45 mil km3
Recarga anual = 166 km3
Temperatura da água ~ 35 e 65oC
Em certos trechos imprópria para 
consumo
Impacto das atividades antrópicas nos recursos
hídricos subterrâneos
Recurso abundante, porém
distribuído de forma heterogênea
Condições climáticas e
geológicas da área
Clima úmido favorece a recarga
Porosidade e permeabilidade da 
rocha definem a capacidade do
aquífero em armazenar, transmitir
e fornecer água
exploração
controlada
Bombeamento de um 
poço provoca descida
nos níveis do aquífero. 
Porém ocorre equilíbrio 
em função do balanço
entre extração e recarga
Superexploração
do aquífero
(i) redução da capacidade produtiva do poço
aumentando o custo do bombeamento
(ii) indução de fluxos laterais de águas
salinas, em regiões costeiras
(iii) drenagem dos rios ou de outros corpos 
de água superficial, pelo rebaixamento
do nível hidráulico do aquífero
(iv) subsidência do terreno, com danos para 
as edificações e rede de esgoto
Redução da capacidade 
produtiva
Crescimento desordenado de cidades
tem provocado maior uso e queda
importante nos níveis dos aquíferos:
Léon-Guanajuato - 90 m entre 1960
e 1990; continua caindo 1 a 5m/ano
Intrusão salina
Áreas costeiras - aquíferos descarregam
suas águas no mar. Existe um equilíbrio
dinâmico entre água doce e água salgada.
Bombeamento intenso rompe este equi-
líbrio e água do mar invade o aquífero
1910 1995
2,5m
Subsidência
Exploração desordenada pode levar
à subsidência do terreno. Duas pressões
atuam sobre o aquífero: hidrostática
e tensão efetiva
Cajamar (agosto 1986) - Várias casas foram destruídas pela formação
de uma grande cratera de 29m de diâmetro e 18 de profundidade: zona calcária,
com cavidades internas (relevo cárstico); exploração de água e estiagem pro-
vocaram o rebaixamento do nível freático abaixo da zona de cavidades; colapso
Preservando a quantidade da água subterrânea
Estabelecer o balanço entre recarga
e volume total explotável
controlar a perfuração de poços
controlar regime de extração
evitar o rebaixamento
Reservas
Reserva permanente - volume total de água que pode
ser extraído do aquífero usando técnicas normais de
bombeamento
Reserva dinâmica (reguladora) - volume de recarga do 
aquífero
Reserva explotável - fração da reserva reguladora 
(25 a 75%) cuja exploração não afeta o recurso
Solo
contaminado ou poluído
Qualidade do solo foi alterada ou
modificada pela disposição, direta
ou indireta de resíduos ou produtos
perigosos (tóxicos)
Importante problema ambiental provocado pelas atividades
antrópicas (industriais, serviços urbanos, agrícolas, etc)
Poluição e Contaminação dos Solos e Águas subterrâneas
Efeitos prejudiciais provocados pela contaminação do solo
 Contaminação das águas subterrâneas através das
soluções que percolam o solo;
Contaminação das águas superficiais através do
escoamento;
Contaminação do ar por combustão, evaporação,
suspensão de partículas pelo vento;
Envenenamento por contato direto;
Envenenamento através da cadeia alimentar
Principais contaminantes do solo e da água
1 ) Contaminantes metálicos:
Metais pesados - Zn, Pb, Cu, Cr, Cd, Hg, Ni.......
 Ocorrem naturalmente nos solos (0,1 a 0,001 mg/kg)
 Muitos são micronutrientes para as plantas
 Quando em maiores quantidades são tóxicos
Adicionados aos solos pelas atividades: industrias, mineração,
resíduos de tratamento de esgoto, circulação de veículos, pesticidas
 Baixa mobilidade em ambientes naturais (Eh e pH 
podem modificar comportamento)
2 ) Contaminantes provenientes de fertilizantes:
NitrogênioFósforo
Adubos orgânicos
N: acumulação de nitratos (NO3
-) – facilmente lixiviado do solo,
contaminam as águas superficiais
e subterrâneas. Sua acumulação
provoca eutrofização e toxicidade
P: elemento essencial às plantas – igualmente lixiviado para as águas
provoca eutrofização. Em condições
ácidas ou alcalinas pode formar
fosfatos menos solúveis
Adubos Orgânicos: fertilização líquida pode salinizar os solos
Principais contaminantes do solo e da água
3) Contaminantes provenientes de pesticidas:
 Altamente perigosos devido a alta persistência nos solos,
alta toxicicidade e bioacumulação
 Altamente tóxicos e persistentes, imiscíveis na água. Podem
causar danos irreparáveis aos aquíferos. Por vezes sua remoção
é quase impossível (materiais argilosos). Problema: formam em
geral uma grande pluma de contaminação
Principais contaminantes do solo e da água
4) Contaminantes ácidos:
Resíduos industriais ou orgânicos
Chuva ácida
Fertilizantes amoniacais
Principais contaminantes do solo
Acidificação do solo pode provocar dissolução de minerais
insolúveis e consequente liberação de metais tóxicos
Afeta também o potencial de oxi-redução do meio, provo-
cando mudanças nos processos aeróbios e anaeróbios
Principais contaminantes do solo
5) Contaminantes que provocam salinização:
Zonas áridas: altas taxas de evaporação e evapotranspiração
(Irrigação) águas mesmo pouco concentradas (< 500mg/L),
acumulam sais
Efluentes de estação de tratamento de esgotos são, em geral, ricos em Na
Efeitos da salinização do solo: químicos, físicos e biológicos
 Alteram pH do solo
 Afetam os vegetais (pressão osmótica), menor
disponibilidade de água para as plantas
 Toxicidade
 Dispersão de argilas (substituição de Ca por Na
no complexo absorvente)
Organismos Patogênicos - contagem de coliforme fecais
indicador de contaminação recente. Em águas
subterrâneas não é muito eficaz; tempo de residência
de apenas 1 semana, contra mais de 200 dias
para alguns vírus patogênicos (ovos de helmintos)
Principais contaminantes da água e do solo
Mecanismos naturais podem 
por vezes contaminar
aquíferos
Interação água/rocha
Fe, Mn, F
(As, Cr, Cd, Ni, Co)
F (em certos poços do aquífero Guarani)
Solo atenua ação de certos
poluentes
Preservando a qualidade da água subterrânea
Duas grandes estratégias
Ocupação do terreno a partir de 
mapas de vulnerabilidade à poluição
Estabelecer zonas ao redor dos poços 
com diferentes graus de restrição de
ocupação
Perímetro de Proteção do Poço (PPP) -
Contaminação do aquífero por substância tóxicas e 
persistentes pode torná-lo irrecuperável em sua qualidade.
Preservar custa muito menos do que recuperar