I Curso de Verão em Limnologia CONTEXTO HISTÓRICO

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I Curso de Verão em Limnologia
25 Fevereiro, 2015
Nei K. Leite
Contexto histórico
ü Último grande período glacial (Laurenciano)
ü Ocupação das zonas mais quentes
ü Captação de água subterrânea –
Importante posessão dos povos primitivos
ü Inicialmente, buracos d’água no solo
ü Com o passar do tempo, as necessidades de
sobrevivência induziram o desenvolvimento do
conhecimento
Contexto histórico
ü registros arqueológicos mostram que a tecnologia de
construção de poços de água datam de tempos pré-
históricos (~ 8.000 anos)
ü Jericó (Palestina), a cidade mais antiga do mundo, já
possuía uma cacimba integralmente revestida por tijolos
Contexto histórico
üNecessidade de extração de sal, estimulou perfurações de
poços profundos na China
ü O sistema de perfuração
era conhecido como agitador
ü Tinha aproximadamente
10 m de altura e todas as
partes eram compostas de
madeira (principalmente
bambú)
üO impulso das batidas atingia cerca de 136 kg, perfurando
poços com profundidade de até 600 m, em um prazo de até
3 anos para sua conclusão
Contexto histórico
ü Hieróglifos egípcios indicam construção de poços há 2.100 A.C.
ü Poço artesiano mais antigo , perfurado no oásis de Kharga, com
prof. ~ 100 m
Utilização principal na
irrigação (300k ha de terras
férteis)
O instrumento que
viabilizava as perfurações
era a picota (shaduf),
construída com 2 pedaços
longos e articulados de
madeira
Contexto histórico
ü Desde os primórdios, a importância da água subterrânea era
reconhecida® fonte de abastecimento em zonas áridas
ü A partir da Revolução Industrial, sua importância passou a ser
reconhecida na Europa ® aumento populacional e atividades
industriais
ü Nos EUA, a utilização deste recurso foi a base do
desenvolvimento da maior economia de todos os tempos, em
uma região próxima de 3M km2, de clima semi-árido
ü No Brasil, a captação para abastecimento das populações vem
sendo realizada desde os tempos coloniais
ü Sua importância na região semi-árida do NE foi reconhecida
desde os primórdios da sua ocupação
ü Até a década de 1950, o termo água subterrânea
referia-se a água da zona saturada do subsolo, capaz de
abastecer um poço para atendimento de certa demanda
ü A partir da década de 1960, a evolução da Informática e
a necessidade de uma abordagem quanto à qualidade e
quantidade, passaram a considerar a extensão da
unidade aquífera
ü A partir da década de 1970, houve a percepção de que
os processos físicos, químicos e microbiológicos exercia
forte transformação na qualidade da água
Contexto histórico
Distribuição de água na Terra
Distribuição espacial e quantitativa da água
subterrânea no planeta
Ciclo hidrológico
Trenberth et al., 2007
Definições e terminologia
Água subterrânea refere-se a toda água que ocorre abaixo
da superfície de uma determinada área, compreendendo:
§ água do solo
§ água da zona não-saturada
§ água da zona saturada
§ água de camadas aflorantes muito permeáveis
(aquífero livre)
§ água de camadas encerradas entre outras
relativamente menos permeáveis (aquífero
confinado)
§ água de camadas relativamente argilosas
(aqüitardes)
§ água de camadas muito argilosas (aqüicludes)
Definições e terminologia
ü No processo de infiltração (unidimensional), a água
entra no solo (ou seja, é o movimento para dentro da
interface solo-ar)
ü Quando a água percorre o solo falamos em percolação
(tridimensional)
ü Por definição, água subterrânea é aquela que
preenche os vazios do solo e das rochas
ü A superfície limite entre as zonas aerada e saturada é
chamada de lençol freático
ü Recarga é o processo pelo qual a água se move da
zona não saturada (aerada) para a zona saturada
Definições e terminologia
Zona 
não-saturada
Zona 
saturada
‘
Zona de umidade 
no solo
Franja de 
capilaridade
Zona 
intermediária
‘
Água
Subterrânea
Ocorrência, qualidade e usos
ü As águas subterrâneas (10.360.230 km3) são
aproximadamente 100 vezes mais abundantes do que as
águas superficiais dos rio e lagos (92.168 km3)
ü Embora armazenadas nos poros e fissuras milimétricas das
rochas, ocorrem em grandes extensões, distribuídas em
uma área aproximada de 134,8 milhões de km2
(Shikmanov, 1998)
ü Quantidade passível de ser captada
(<4k m de prof)
Umidade do solo
Zona não-saturada 
até 750 m
750 m a 4.000 m
ü O subsolo tem capacidade de estocar 10,4 milhões de
km3 de água subterrânea doce (30% total), que
constituem 97% de água doce, no estado líquido,
presente nas terras emergentes
ü Águas subterrâneas de origem meteórica (~750 m)
correspondem a 4,2 milhões de km3 participando
ativamente no mecanismo de renovação das águas na
Terra – Ciclo Hidrológico
 Þ Þ Þ Þ 13.000 km3/ano descarga dos rios
ü Estas águas são recarregadas naturalmente pela
infiltração de uma fração das infiltrações
Ocorrência, qualidade e usos
Componentes do 
balanço hídrico
Eurasia África América 
do Norte
América 
do Sul
Austrália Superfície 
terrestre*
Precipitação 728 686 670 1650 440 834
Evapotranspiração 430 547 383 1065 393 540
Descarga total dos 
rios 298 139 287 585 47 294
Escoamento 
superficial 216 91 203 375 40 204
Contribuição 
subterrânea
82 
(27%)
48 
(34%)
84 
(29%)
210 
(35%)
7 
(15%)
90 
(30%)
* Excluindo calotas polares e glaciares, a superfície terrestre é
de aproximadamente 128.000.000 km2
Valores em km3/ano
Zektser & Loaiciga, 1993
Ocorrência, qualidade e usos
Recursos hídricos subterrâneos Brasileiros
Reservas de água 
subterrânea
112.000 km3
= 1,12 x 1017 l
(~1,1%)
Contribuição 
multianual média à 
descarga dos rios
2.400 km3 / ano
(~18,5%)
(Rebouças, 1988)
Aquífero Guarani
Aquífero Guarani
Fonte: DAEE / Embrapa Meio Ambiente
Área
1.195.200 km2
Reserva de água no Brasil
48.000 km3
(~43% do total)
Uso da água
Preservação de fauna e flora
Usos múltiplos da água Abastecimento Público Indústria
Irrigação Aqüacultura
Navegação
Geração de energia elétricaRecreação
O principal uso da água no planeta é agrícola!!!
= irrigação de culturas
Legislação
“ÁGUAS SUBTERRÂNEAS SÃO DE DOMINIALIDADE
DOS ESTADOS E DO DISTRITO FEDERAL”
Índice de Qualidade
• Conjunto de indicadores ponderados
§ Fornecem informações simplificadas
importantes para tomadas de decisões
§ Pode apresentar erros pela simplificação
Indicadores de qualidade de água
pH
Condutividade
DBO
OD
Coliformes fecais
Nitrogênio total
Fósforo total
Temperatura
Turbidez
Toxicidade
Carbono Orgânico
Diversidade biológica
Índice de qualidade de água
Faixas de IQA 
utilizadas nos 
seguintes 
Estados: AL, 
MG, MT, PR, 
RJ, RN, RS
Faixas de IQA 
utilizadas nos 
seguinte 
Estados: BA, 
CE, ES, GO, 
MS, PB, PE, SP
Avaliação da 
Qualidade da 
Água
91-100 80-100 Ótima
71-90 52-79 Boa
51-70 37-51 Razoável
26-50 20-36 Ruim
0-25 0-19 Péssima
Índice de Qualidade Natural das Águas 
Subterrâneas – IQNAS
• Hão poucas referências sobre a qualidade da água
subterrânea
• O IQNAS incorpora um número limitado de variáveis,
garantindo praticidade no seu cálculo
• As variáveis utilizadas são parâmetros químicos mais
significativos para se avaliar a qualidade natural das
águas subterrâneas (pH, Cl-, SDT, Dureza, F-, N-NO3)
• As variáveis escolhidas são aquelas, dentro da
disponibilidade de dados, ou seja, são as análises
químicas das águas subterrâneas mais
frequentemente realizadas
• A formulação matemática foi a mesma utilizada para o
IQA da CETESB, ou seja, um produto dos valores de
qualidade da água subterrânea para cada parâmetro
químico escolhido (Qi), elevado ao peso atribuído a
cada variável (wi)
IQNAS = Produto (Qiwi) =Q1w1 x Q2w2 x Q3w3 ....Qnwn
• A escala escolhida para o IQNAS foi a seguinte: nota
de 80 a 100 (qualidade ótima), de 52 a 79 (boa), de 37
a 51 (aceitável), de 0 a 36 (imprópria)
Índice de Qualidade Natural das Águas 
Subterrâneas – IQNAS
Informações técnicas
Total de Poços Cadastrados: 
257.885
SC: 7.263
(2,8% do total)
Atualizado em : 09/02/2015
Siagas
• entrada de dados relativos 
às águas subterrâneas;
• disponibilização de dados via web
• visualização e interpretação de dados, 
Sistema de Informações Geográficas
Geral
Construtivo
Geológicos
Hidrogeológicos
Teste de bombeamento
Análises químicas
Crise hídrica
Fatos
Amazônia possui 50% da água, 
porém apenas 4% da população
Cerca de 80% dos brasileiros estão
Concentrados em megalópoles
Muitas destas cidades encontram-
se sob estresse hídrico, devido ao
rápido crescimento demográfico
Os dados ao lado referem-se a
cidades com mais de 1 milhão de 
habitantes
Cientistas afirmam que o 
desmatamento seria a principal 
causa da seca
Em 2009, Antônio Nobre
alertou que o desmatamento
poderia interferir no
funcionamento da floresta
Afetando os “rios voadores”
Segundo este pesquisador, sem
estes, a área compreendendo
70% do PIB Sulamericano
poderia se tornar um deserto
http://riosvoadores.com.br/o-projeto/fenomeno-dos-rios-voadores/
Solução do momento?
http://www.aesabesp.org.br/component/content/article/75-boletim-aesabesp/2382-abas-
aponta-agua-subterranea-como-a-solucao-do-momento.html
ü Seminário à imprensa 09/12/2014
ü ABAS defendeu o uso das águas subterrâneas no
enfrentamento da atual crise hídrica
ü Everton de Oliveira (empresário, geólogo e secretário
executivo) explicou consumo cotidiano deste recurso
ü Cláudio Pereira de Oliveira (presidente) apresentou a
grande extensão, com foco no Guarani, ressaltando que
devido ao estado em que se encontra, seria a solução no
curto prazo
ü Marcelo Morgado (engenheiro químico) argumentou que o
enfrentamento à crise necessita de variadas intervenções
(desperdício, reúso, dessalinização, condensação)
Solução do momento?
Fatores de competitividade
ü A notável capacidade de armazenamento dos aquíferos
ü A potabilidade natural e maior proteção da qualidade
dispensam os investimentos em tratamento
ü A forma extensiva de ocorrência das águas subterrâneas
possibilita captação onde ocorrem as demandas
ü Os prazos de execução das obras de captação são
relativamente pequenos
ü Os investimentos são relativamente pequenos
ü Os mananciais não sofrem o processo de assoreamento,
não há perdas por evaporação
http://glo.bo/1F3nfPM
12/02/2015 20h44 - Atualizado em 12/02/2015 21h04
Especialistas dizem que crise hídrica era previsível desde 2013
http://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2015-02/sao-paulo-prepara-plano-de-contingencia-para-pior-
cenario-de-crise-de-agua
13/02/2015 14h19
São Paulo prepara plano de contingência para pior cenário de crise de água
http://folha.com/no1589353
13/02/2015 02h00
Com crise, supermercado terá ajuda para perfurar poço artesiano em SP
http://folha.com/no1589236
12/02/2015 19h12
Cientistas reclamam da falta de ação dos governos contra a crise da água
http://folha.com/no1589231
12/02/2015 19h20
Se continuar a chover, 'volume morto' se recupera em cem dias, diz consórcio
http://folha.com/no1588937
12/02/2015 13h34
Rio quer dessalinizar água do mar para conter crise de abastecimento
http://folha.com/no1588728
11/02/2015 21h37
Ato contra a crise hídrica fecha ruas no centro de SP e tem dois detidos
http://folha.com/no1588134
11/02/2015 02h00
Menino do Acre 'bomba' na internet com brincadeira sobre seca paulista