A água circula na Natureza constituindo diferentes reservatórios no meio abiótico como oceanos, rios e glaciares, e também faz parte dos seres vivos.
Todo o movimento da água no nosso planeta constitui o circo hidrológico.
A hidrologia por sua vez é a ciência que estuda todos os fenómenos, movimentos e distribuição da água no nosso planeta.
A hidrogeologia tem como objectivo o estudo do armazenamento, circulação e distribuição das águas nas formações geológicas.
Reservatórios de água subterrânea - os aquíferos
As rochas podem funcionar como reservatórios de água.
Denomina-se assim de aquífero uma formação geológica que permite a circulação e o armazenamento de água em espaços vazios, possibilitando a distribuição desta pelo ser humano de forma economicamente rentável e sem impactes ambientais negativos.
As águas superficiais infiltrarem-se no solo, e a que não fica retida no solo atinge, posteriormente, a zona de saturação onde se movimentará e onde poderá ser armazenada, indo fazer parte das ditas águas subterrâneas.
Podemos assim distinguir dois tipos de aquíferos: aquífero livre e aquífero confinado ou cativo.
Aquífero livre – Neste tipo de aquíferos existe uma superfície em que a água se encontra em contacto com o ar, e apresenta a mesma pressão que a pressão atmosférica. É através da zona de recarga (que corresponde às camadas superfícies) que ocorre a infiltração da água. Os aquíferos livres podem ser superficiais ou sub superficiais, o que facilita a sua recarga mas também a sua contaminação.
Durante o processo descendente da água, esta atravessa diversas zonas com características distintas.
Fig. 2 - Zonas de humidade num aquífero livre (zona de aeração e zona de saturação) (imagem extraída de: CienTIC).
Num aquífero livre, o nível máximo, o nível máximo que a agua atinge é designado por nível hidrostático ou freático. A zona que se situa abaixo do nível topográfico e acima do nível freático chama-se zona de aeração. Nesta zona ocorre a infiltração de água em que os espaços vazios não estão só preenchidos por essa água mas também por ar.
Quanto a zona de saturação, apresenta uma camada impermeável na base e pode ser constituída por diferentes formações geológicas onde todos os espaços vazios estão preenchidos por água. O limite superior desta zona é o nível freático.
Aquífero confinado ou cativo - formação geológica onde a água se acumula e movimenta, estando limitada tanto no topo como na base por camadas impermeáveis. Nos aquíferos cativos a pressão da água é superior à pressão atmosférica. A recarga nestes aquíferos é feita lateralmente.
Fig. 3 - Diferentes tipos de aquíferos.
A captação das águas subterrâneas pode ser feita nos dois tipos de aquíferos através de furos ou captações.
Quando a captação da água subterrânea é realizada num aquífero cativo, devido à superior pressão da água comparativamente com a atmosférica, a água subirá até ao nível freático. Uma captação destas designa-se de captação artesiana. Se a captação é feita num local em que o nível hidrostático se encontra acima do nível topográfico, esta extravasa a boca da captação, sendo considerada uma captação artesiana repuxante.
Fig. 4 - Captação artesiana e captação repuxante (ambas realizada num aquífero cativo ou confinado).Parâmetros característicos dos aquíferos
Na hidrogeologia é necessário quantificar a capacidade de um aquífero armazenar a água e determinar a viabilidade da sua extracção, pelo que se torna importante recorrer a diversos parâmetros como a porosidade e a permeabilidade.
Porosidade:
Entende-se por porosidade a percentagem de volume total da rocha ou dos sedimentos que é ocupado por espaços vazios, os poros.
A porosidade depende quer do tamanho quer da forma dos grãos, bem como do nível de compactação do material geológico.
Fig. 5 - Imagem de rochas com alta porosidade e baixa porosidade (rochas fissuradas) (imagem extraída de: CienTIC).
Algumas rochas sedimentares, como arenitos e conglomerados, têm poros entre os grãos de minerais, pelo que podem armazenar uma grande quantidade de água. As rochas cristalinas não têm poros entre os grãos de minerais, pelo que apresentam uma má porosidade. No entanto podem armazenar água em fracturas.
Permeabilidade:
A permeabilidade é a capacidade das rochas deixarem passar fluidos, como a água, através dos seus poros ou fracturas. A permeabilidade das rochas está directamente relacionada com as dimensões dos poros e com a forma como se estabelece a comunicação entre estes.
Fig. 6 - Alta e baixa permeabilidade nas rochas (imagem extraída de: CienTIC).
As formações geológicas com alta porosidade e alta permeabilidade são constituem bons aquíferos. Uma formação rochosa com alta porosidade mas baixa permeabilidade, pode conter uma elevada quantidade de água mas como esta flui muito lentamente, torna-se pouca rentável. Quando são rochas porosas, no entanto com poros de pequenas dimensões pode-se concluir que esses materiais são de baixa permeabilidade.
Composição química das rochas subterrâneas
As águas subterrâneas variam de local para local, como é facilmente comprovado através das diferentes águas provenientes de diferentes regiões.
Certos parâmetros como a composição química e as propriedades terapêuticas de uma água são importantes critérios para a denominação da água sob o ponto de vista legal. Por exemplo, em Portugal e de acordo com a legislação, as águas subterrâneas destinadas ao consumo humano podem ser classificadas como águas minerais naturais e águas de nascente.
Fig. 7 - Imagem sobre as diferentes águas para consumo humano, e quais os seus fins.
Outro parâmetro igualmente importante na caracterização da água é a sua dureza. Esta propriedade da água reflecte o seu teor global em iões alcalino-terrosos, cálcio e magnésio. A dureza da água é geralmente expressa em mg/l de CaCO3
Gestão sustentável das águas subterrâneas
As actividades antrópicas são as principais responsáveis pela introdução de impactos negativos na composição das águas subterrâneas. Por exemplo, a extracção de água subterrânea de forma não controlada nos aquíferos pode levar à sua degradação; a extracção de água doce nestes sistemas pode provocar a entrada de água salgada no aquífero, contaminando-a e tornando-a imprópria para consumo.
A exploração sustentada dos recursos geológicos é um modelo de gestão de recursos que se deveria adoptar, de modo a assegurar o desenvolvimento das sociedades dos países e não comprometer as necessidades básicas das gerações presentes e claro, das futuras.
Desta forma poderão seguir-se as seguintes medidas:
- Uma maior utilização dos recursos renováveis;
- Aumento do tempo de duração dos recursos não renováveis, através duma redução de consumo, reciclagem e utilização de substitutos;
- Redução dos impactos ambientais negativos resultantes da exploração de recursos geológicos.
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