Introdução aos Recursos Geológicos

Bem-vindo(a)!

Como sabes a Terra possui diversos recursos, alguns deles essenciais à sobrevivência da espécie humana. Neste blog, criado no âmbito da disciplina de Biologia/Geologia e proposto pelo Dr. Jorge Matos iremos abordar um dos recursos da Terra, os recursos hidrogeológicos. Pretendemos neste blog analisar a questão  da água como um recurso geológico.

Abordaremos assim, com base no tema dos recursos geológicos, diversos tópicos relacionados com a água e a sua função como recurso. Por isso, começaremos por explicar e demonstrar o funcionamento do ciclo da água. Além disso, destacaremos o modo como está distribuida a percentagem de água doce no planeta e o modo de funcionamento de um reservatório de água subterrânea e os tipos de reservatório deste, o aquifero.

Ao longo deste blog, tentaremos assim analisar a questão problema que vos colocamos...

"De onde virá a água do poço?"

Ciclo de Água

A água, essencial à vida, está em constante transformação. Esta, por sua vez, está distribuida na Natureza nos três estados fisicos e, por isso, está em movimento constante constituido o ciclo hodrológico.

 O ciclo hidrologico/ciclo da água aborda todas as transformações que a água que se encontra no planeta pode sofrer, no entanto, essas transformações não ocorrem apenas á superficíe, mas também na atmosfera e no subsolo. A água existente na Natureza, como a água dos rios, dos lagos e dos oceanos começa por evaporar-se devido ao calor emitido pelo sol, para a atmosfera. De seguida, toda a água que se evapora ao chegar à atmosfera, arrefece. Esse arrefecimento vai provocar a condensação dessa mesma água, transformando-a em pequenas gotas originando as nuvens. Formadas as nuvens, poderá ocorrer a precipitação da água e esta voltará à superficie da Terra sob a forma de diversos estados, como liquido (chuva) ou como sólido (neve, granizo). Parte da água que volta à superficie terrestre é distribuida pelos oceanos, rios e lagos. Por outro lado, outra parte dessa mesma água, precipitar-se-á sobre os continentes infiltrando-se pelo solo formando lençóis de água subterrâneos e indo, deste forma, abastecer reservatórios de água. Assim, o ciclo repete-se de forma continua mantendo a quantidade de água existente no Planeta constante.

Distribuição da água no planeta Terra

Existe, de facto, uma grande quantidade de água no nosso planeta, mas, como sabemos, apenas uma pequena quantidade (bastante diminuta) está ao alcance do Homem. Como podemos observar na fig. da distribuição das águas na Terra, cerca de 2,38% corresponde à água retida nos glaciares, 0,39% corresponde à água subterrânea, cerca de 0,029% corresponde à água que se encontra nos lagos e nos rios e por ultimo, cerca de 0,001% corresponde á água existente na atmosfera.

A água potável, isto é, a água utilizada pelos seres humanos, está nos rios, nos lagos, nas águas da chuva e na água subterrânea. No entanto, elas todas juntas correspondem a apenas 1% do volume de água doce. A água salgada ocupa 97% do total, que apesar da sua abundância, é impossível para o consumo.

O volume de água no planeta Terra é constante, devido ao ciclo hidrológico. No entanto, a distribuição da água entre os seus vários estados pelo planeta, começa a ser alterada e poderá vir a alterar-se de forma agressiva, principalmente devido ao aquecimento global, sendo provável a redução das extensões de geleiras e por consequência, o aumento do volume dos oceanos.

Além disso, também a distribuição geográfica dos recursos hídricos, extremamente irregular, tem consequências, como a diferença cultural e económica entre os diversos países.

Reservatórios de água

Aquíferos:

A definição de aquífero consiste numa formação geológica com capacidade para armazenar água, permitindo a sua circulação pelos seus espaços vazios/poros e com características que permitem a sua extracção de forma economicamente rentável para ser utilizável pelo Homem, sem ter como consequência determinados aspectos ambientalistas negativos. Assim, estes dois parâmetros que caracterizam um aquífero permitem estabelecer uma relação com determinadas características que as formações geológicas apresentam, como a porosidade e a permeabilidade.

Porosidade dos aquíferos:

Esta característica resulta do facto de nas rochas existirem espaços vazios que não estão preenchidos por matéria sólida. Estes espaços são denominados de poros/vazios e apesar de não serem preenchidos por matéria sólida, neles circulam tanto água como ar. Assim, o conceito de porosidade define-se como sendo a razão entre o volume dos poros e o volume total da rocha (da amostra). Este parâmetro depende não só do tamanho dos poros como também da sua forma. De acordo com estas duas características, as formações rochosas podem ser divididas em dois grupos:

Rochas Porosas:

Geralmente, são rochas sedimentares de origem detrítica e têm porosidade moderada a elevada.

- Se os grãos apresentarem formas e tamanhos muito semelhantes, isto é, se apresentarem uma granulometria muito homogénea, a rocha possui uma porosidade elevada (A).

- Se os grãos apresentarem formas e tamanhos muito diferentes, isto é, se apresentarem uma granulometria muito heterogénea, a rocha possui uma porosidade baixa (B). 

Rochas Fissuradas:

Poderão ter origem muito diversificada e têm, geralmente, porosidade reduzida.

Neste tipo de rochas, a denominação dos vazios – fissuras e fracturas – depende essencialmente do seu grau de desenvolvimento. Estas denominações podem ser originadas por acção

- Química: dissolução (C).

- Mecânica: movimentos tectónicos ou sismos (D).

Permeabilidade dos aquiferos:

O conceito de permeabilidade pode ser defenido pela maior ou menor facilidade com que uma formação rochosa se deixa atravessar por um fluido (água), ou seja, o conceito de permeabilidade classifica a capacidade de movimentação da água num dado aquífero.

- Baixa permeabilidade: os poros de uma determinada rocha não estão juntos uns aos outros ou as fissuras/fracturas estão semi-fechadas, o que dificulta a passagem da água.

- Alta permeabilidade: os poros de uma rocha afastados, juntamente com as fissuras/fracturas semi-abertas e continuas, permitem a passagem de água.

Porosidade vs Permeabilidade
 

Através destes dois parâmetros – a porosidade e a permeabilidade – podemos avaliar os reservatórios de água subterrânea, como o aquífero.

Os melhores aquíferos são constituídos por rochas que possuem as seguintes carcteristicas: rochas que tem muita porosidade e muita permeabilidade – formações rochosas constituídas por materiais arenosos. Por outro lado, rochas cujas carcteristicas consistem numa reduzida porosidade e numa reduzida permeabilidade, pelo facto de armazenarem pouca água e de a libertarem com imensa dificuldade, torna-as impossíveis de construírem um bom aquífero – formações rochas constituídas por materiais argilosos.

Zonas de um aquifero:

A água ao chegar á superficie pode ter diversos destinos, no entanto aquela que diz respeito ás águas subterrâneas vai-se infiltrando passando por várias zonas até atingir o aquifero. Esta infiltração também vai depender de diversos factores como:

·        Porosidade: quanto menor for a porosidade do solo menos água se infiltra.

·        Cobertura vegetal: Um solo coberto por vegetação é mais permeável.

·        Inclinação do terreno: em declives acentuados a água corre mais rápidamente, diminuindo o tempo de infiltração.

·        Tipo de chuva: Chuvas intensas saturam rapidamente o solo.

O aquifero pode dividir-se em duas zonas:

Zonas de aeração: á qual também podemos atribuir o nome de, zona superficial do aquifero. Nesta zona os poros da rocha e do solo não estão totalmente preenchidos por água, existe uma pequena área ocupada por ar, dai o nome de zona de aeração. Neste local as plantas tem um meio de sobrevivencia, ou seja, através das suas raízes captam água para o seu metabolismo.

Zona de saturação: esta zona encontra-se depois da zona de aeração,no nivel hidrostático (local onde termina a zona de aereção e começa a zona de saturação) e esta pelo contrário da que se soprepõe a ela está totalmente preenchida por água. O limite inferior á zona de saturação é uma zona impermeável e de porosidade reduzida o que implica a não passagem da água.

Nivel hidrostático (ou nivel freático): nivel a que a água se encontra numa determinada região dependendo da intensidade da precipitação. No caso das estações do ano, a precipitação é mais abundante no inverno recarregando os aquiferos de água e provocando a subida do nivel. Pelo contrário nas estações quentes o nivel encontra-se a uma profundidade superior devido á evaporação da água por acção do calor proveniente do sol.

Tipos de aquiferos:

Estes reservatórios de água subterrâneos podem apresentar diferenças entre si. Existem na natureza dois tipos de aquiferos.

Aquífero livre – o aquífero livre está delimitado por uma camada permeável que se sobrepõe a si e uma impermeável que se encontra inferiormente a si, logo ele vai-se recarregar através das camadas que estão por cima de si devido ao facto de estas serem não saturadas.  A pressão da água na superficie deste aquífero é igual á pressão atmosférica.

Aquífero cativo ou confinado – em condições favoráveis á existência de um aquífero este encontra-se directamente ligado a uma camada impermeável, assim vai “alimentar-se ” não através das camadas que lhe estão por cima mas sim através daquelas que se encontram nas suas laterais. É recarregado deste modo devido á impossibilidade da água passar as camadas que se encontram por cima deste. Concluindo-se assim que a pressão da água á superficíe neste aquífero é superior á pressão atmosférica.

Gestão das águas subterrâneas

Como já havemos estudado, apenas 1% da água existente no planeta (aproximadamente) é adequada para o consumo do ser humano e, ao compararmos os dados actuais da população mundial com os dados de algumas décadas atrás, facilmente concluímos que o crescimento da população a nível mundial é notável.

Por consequência, aumenta também a produção de bens materiais e de produtos essenciais ao ser humano. No entanto, grandes partes desses materiais são poluentes (de origem orgânica ou inorgânica) e, além disso, devido às inúmeras actividades praticadas pelo Homem provocam a degradação do meio ambiente poluindo a água existente tanto à superfície como subterrânea visto que esta por ser um óptimo solvente, dissolve com imensa facilidade várias substâncias.

 Assim, é possível classificar a poluição das águas, de acordo com as actividades humanas:

- Poluição física: processo temporário que é provocado pela alteração significativa das propriedades físicas da água, por exemplo, uma variação de temperatura ou de radioactividade da água de um determinado aquífero.

- Poluição química: provocada pelas substâncias inseridas na água, nocivas para a saúde. Este tipo de poluição torna a água imprópria para consumo devido à capacidade dessas mesmas substâncias para alterarem as características da água a nível físico, químico e biológico. As águas que sofrem deste tipo de poluição podem ser altamente incómodas para a visão e altamente nocivas tanto para o olfacto como para o paladar.  

- Poluição bacteriológica: provocada por substâncias tóxicas ou por organismos patogénicos, que tornam a água não só imprópria para consumo como também impossível de utilizar nas diversas actividades domésticas ou agrícolas.

Estes vários tipos de poluição têm origem diferente. Com base na sua origem, podemos caracterizar a poluição das águas como:

Poluição agrícola:

Para acompanhar o crescimento da população é obrigatório exceder a produtividade dos solos, então, a agricultura serve-se de vários produtos químicos como os adubos ou os pesticidas que possuem substâncias perigosas para a saúde visto que podem contaminar as águas subterrâneas. Embora a utilização destes produtos tenha como objectivo aumentar a produção agrícola, uma pequenas parte deles é infiltrado pelos solos através da água da chuva, chegando assim aos aquíferos e poluindo-os.

Além disso, a agropecuária é também considerada uma desvantagem para a pureza das águas subterrâneas. A matéria originada pelos seres vivos que é utilizada como fertilizante, após serem movidos para terrenos agrícolas, poderão também afectar a preservação dos recursos hídricos subterrâneos. Concluímos assim que existem diversos factores para explicar a origem da poluição provocada pela actividade agrícola, como:

- Utilização excessiva de fertilizantes em áreas caracterizadas por possuírem solos permeáveis e também aquíferos livres,
- Utilização excessiva  de pesticidas em áreas muito permeáveis.

- Elevada taxa de reciclagem de águas subterrâneas em áreas de regadio intensivo;
- Deposição de resíduos provenientes dos animais em zonas também caracterizadas por elevada permeabilidade. Por isso, este tipo de poluição é considerada a mais generalizada visto exceder-se a extensas áreas.

Sabias que?

- Na maioria das vezes, a contaminação só é descoberta no momento em que substâncias nocivas aparecem nos reservatórios de água potável, quando a poluição já se espalhou sobre uma grande área.

- A despoluição da água subterrânea é particularmente demorada e cara, através de sofisticadas tecnologias.

Poluição de origem industrial:

A actividade Industrial nomeadamente as industrias petroquímicas, metalúrgicas e alimentares produzem resíduos líquidos que são lançados, muitas vezes nos solos ou nas linhas de agua sem qualquer tipo de tratamento.

As substâncias poluidoras geradas por estas actividades são as grandes responsáveis pelo estado de degradação em que se encontram os aquíferos.

Para além destes tipos de poluição existe também a sobrexploração de um aquífero que pode também provocar a sua poluição. Retirar água em excesso de aquíferos pode originar alterações químicas nas águas, tornando-as impróprias para consumo.

Poluição de origem urbana:

O aumento da população tem causado grandes problemas, mais em particular na gestão dos resíduos que são produzidos pelo Homem, vulgarmente chamados de “lixos”. Os resíduos, mesmo quando depositados em locais adequados, nos aterros sanitários com o passar do tempo vão evoluindo registando diversas transformações que originam muitas vezes materiais perigosos para os aquíferos. Destes materiais os mais nocivos são as chamadas águas lixiviantes que caso não sejam convenientemente tratadas poderão contaminar os aquíferos.

De onde vem a água do poço?

Respondendo agora à questão-problema podemos facilmente concluir através do estudo já efectuado que a água do poço tem como origem directa a água da chuva.

A água da chuva ao ser infiltrada pelo solo origina os chamados aquíferos ou lençóis de água. Ao termos conhecimento das áreas em que existem aquíferos, poderemos construir nesse mesmo local um poço. A água do aquífero ao ascender através das rochas permeáveis, origina a água do poço.