Voltar à Página da AGB-Nacional


                                                                                            

   

 

X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA




 

Estudo E Avaliação da vulnerabilidade das águas subterrâneas no Município de Não-me-toque-rs

 

 

 

Carlos Gilberto Konrad, Dalva Paulus, Eloi Paulus, Valdemar Ferreira dos Passos e José Luiz Silvério da Silva

 

Palavras Chave: geomorfologia, preservação, planejamento.

Eixo Temático:  3 - Aplicação da Geografia Física à Pesquisa.

Sub-eixo: 3.3 - Gestão e Planejamento Ambiental.

 



 

Introdução

 

Este trabalho tem por objetivo ilustrar um estudo e avaliação de áreas vulneráveis a contaminantes em águas subterrâneas, levando-se em conta o índice de vulnerabilidade, considerando-se de informações pré-existentes da altitude, da localização dos poços tubulares, do nível estático, da litologia bem como do compartimento geomorfológico em que estes poços se localizam.

O Índice de Vulnerabilidade do Aqüífero representa as características intrínsecas que determinam a susceptibilidade de um aqüífero ser contaminado. Neste contexto, indica a capacidade que o terreno, tem em reter determinado contaminante ou classe de contaminante (Foster e Hirata, 1993). Os contaminantes podem ser: nutrientes, patógenos, micro-organismos, metais pesados, etc (Seller & Canter 1980; Le Grand, 1983; Carter et. al., 1987), apud (Foster & Hirata, 1993).

O local-alvo de estudo foi o Município de Não-Me-Toque, no Estado do Rio Grande do Sul, localizado entre as coordenadas geográficas 52º44’20” e 53º00’00” Long. Oeste e 28º20’ 46” e 28º32’18” Lat. Sul (Figura 01).

 

 

Figura 1 – Localização do Município de Não-Me-Toque-RS
Fonte: Montagem Produzida no Programa Corel Draw 8
Org.: Konrad, C. G.

 

A área em estudo situa-se na Província hidro-geológica do Paraná. (Mapa Hidrogeológico, 1983) (Figura 2). A área em estudo pertence a Bacia Hidrográfica do Alto Jacuí G50, G índica que pertence a Bacia Hidrográfica do Lago Guaíba Sema (2003) pertencente a Província Hidrogeológica Paraná, assentando-se sobre rochas vulcânicas da Formação Serra Geral, constituindo um aqüífero do tipo cristalino e fissural.

Compreende a Formação Serra Geral constituindo um aqüífero fissural. A área em estudo compõe-se, de derrames de rochas vulcânicas, da Era do Mesozóico ou Secundário, entre o período Triássico e Cretáceo pertencentes a Bacia do Paraná, com extensão ± 1.000.000Km2. Isso explica a alta fertilidade natural do solo, além de sua capacidade de uso máximo (classe I e II), denominado de latossolo (RADAMBRASIL, 1986).

 

Figura 2 – Bacias e Províncias Hidrogeológicas do Brasil
Fonte: http://www.abas.org.br/
Org.: Konrad, C. G.

 

O Município de Não-Me-Toque por se situar em latitudes médias, o clima é mesotérmico do tipo temperado (Vieira, 1984). A temperatura média anual se situa entre os 18 e 20ºC, com máximas de 38 a 40ºC no verão, e mínimas entre 10ºC e -4ºC no inverno, com possíveis ocorrências de geadas e precipitação de neve. As precipitações anuais estão entre 2.000 a 2.250 mm bem distribuídas o ano todo (Nimer, 1989). A evaporação média anual é de 874,4 mm (Machado, 1950).

A vegetação primitiva está incluída na região fisiográfica de Floresta Araucária, e Floresta Ombrófila Mista. Espécies mais comuns são: angico-vermelho (Parapiptadenia rigida), Açoita-cavalo (Luehea divaricata), Cabriúva (Myrocarpus frondosus), Canjerana (Cabraleia canjerana) e Guajuvira (Patagonula americana), Pitangueira (Eugenia uniflora). As matas galerias limitadas às margens e à zona de inundação, compõem-se de numerosos exemplares da flora rio-grandense comum nas ribanceiras.

No Município de Não-Me-Toque, assim como Ibirubá, Selbach e Tapera, se constitui de solos profundos. Devido ao relevo suave-ondulado a ondulado, que permitiu a agricultura mecanizada. Sendo assim, a Floresta Montana foi totalmente substituída pela agricultura em larga escala, do trigo e do soja e em escala menor da cevada, além da pecuária leiteira (Rambo, 1956).

Não apresenta deficiência hídrica. Ao contrário apresenta altos excedentes hídricos em pelo menos seis meses consecutivos. Estes excessos hídricos não são limitantes, pois são facilmente eliminados pelo escoamento superficial e drenagem interna dos solos (RADAMBRASIL, 1986). De acordo com Gregorashuk (2003), a infiltração profunda dos aqüíferos deve situar-se entre 1 até 3% da precipitação pluviométrica total ao longo do ano.

Os mapas de vulnerabilidade natural de aqüíferos são instrumentos básicos para a tomada de decisões de planejamento, preventivas ou corretivas com relação a ocupação e uso dos solos, incluindo aspectos que busquem disciplinar a explotação dos recursos hídricos subterrâneos de uma área.

Neste trabalho considera-se vulnerabilidade natural a contaminação com uma característica intrínseca de um aqüífero que avalia a sua capacidade de ser afetado por uma carga contaminante imposta. Avalia a facilidade de difusão de um contaminante em meios aqüíferos porosos ou fraturados, avaliando também a atuação exercida pelos argilominerais presentes na adsorção, bem como a ação da biosfera na zona não saturada acima do aqüífero avaliado, ou seja, acima do lençol freático.

Existem diversas metodologias de análises de vulnerabilidade de uma aqüífero, podendo-se optar em função das informações disponíveis de inventários de poços de águas subterrâneas, dentre eles os empíricos, associados à experiência do avaliador, os determinísticos, os estocásticos e os probabilísticos.

 

 

justificativa

 

De acordo com dados do IBGE (1991) apud Feitosa et al. (1997), (61%) da população brasileira abastece-se de manancial subterrâneo, por meio de poços profundos (43%), poços rasos (6%) e nascentes (12%).

As águas subterrâneas se fazem presentes quando da precipitação das águas da chuva sobre a superfície, cuja esta, vai se infiltrando e acaba retida em diferentes zonas. Os aqüíferos dividem-se, conforme (Cederstrom, 1964)

 

“... em 4 zonas: 1) a zona de saturação, geralmente a uma distância abaixo da superfície (...) 2) Acima desta zona e, de fato, ligada com a zona de saturação, fica a orla de água de capilaridade. (...) 3) Acima da zona de capilaridade encontra-se a seção intermediária onde apenas poucos capilares têm água, em geral, consideramos esta zona quase como seca e 4) a seção de umidade do solo superficial capilaridade, a seção intermediária e solo superficial fica ali por ação de capilaridade e atração molecular e se chama água vadosa”.

 

Os Poços

Para se ter uma noção de como estão condicionadas as águas subterrâneas, pode-se tomar como ponto de partida dados coletados a partir dos poços perfurados com diferentes meios.

Os poços podem ser de vários tipos conforme (Cederstrom, 1964) em poços escavados, poços ponteiros, poços ponteiros com jato de água, poços de trado, poços de jato, poços percursores e poços rotativos.

Os poços escavados ou Tipo Amazonas são os mais comuns, feitos a mão com uma pá de ferro, é preciso se revestir as paredes para evitar futuros desmoronamentos. São poços largamente usados pelo baixo custo de escavação, normalmente rasos, com profundidades de até 20m.

Os poços ponteiros são feitos de tela de cone metálico que permite a perfuração, por meio de golpes, em formações arenosas onde não há problemas de entupimento da tela.

Os poços de ponteiros abertos com jato de água são feitos por um sondador que usa uma ponteira sólida metálica, de metro de comprimento com muitos buracos pequenos na linha de revestimento de duas polegadas (5,08mm). Dentro há uma linha de jato de ½ polegada que se projeta poucas polegadas pela ponta da ponteira.

Os poços de trado geralmente são de pequeno diâmetro cuja a broca é semelhante a um saca-rolha. Esse sistema é bastante limitado devido a broca não manter os cortes, ocasionando dessa forma desmoronamentos, e apenas se aplica a terrenos constituídos de material arenoso ou saturado. São poços de 2 a 8 polegadas (5,08 a 20,32mm) de diâmetro e que podem atingir até 30 metros de profundidade.

Os poços de jato são comuns em áreas de rochas sedimentares onde a rocha não é muito dura. Pode ser de duas formas: uma feita por uma sonda com um tubo de 4 polegadas de diâmetro e 6m de profundidade, em 10 e até 20 minutos. Outra forma é o uso de uma sonda complexa e podem atingir uma profundidade de 250 metros ou superior, as vezes à 1.000m.

Para se fazer os poços percursores usa-se a sonda mais comum do Brasil e outras partes do mundo, é também o melhor método de perfuração. A sonda é constituída por um conjunto de ferramentas, estas fazem um furo de 6 polegadas. Ideal é revestimento do poço com tela para retenção de áreas, seixos, e cascalhos. As telas não devem ser de ferro comum, mas de ferro puro, aço inoxidável ou ligas de cobre – everdur, latão e bronze, para evitar a corrosão, atualmente usas-se também Geomecânicos tipo PVC (Figura 3).

 

 

Poços Rotativos são feitos por uma sonda rotativa. É uma máquina muita complexa e dificulta a tomada de amostra da água entre outras coisas. Esse tipo de perfuração por ter facilidade em perfurar a grandes profundidades pode ser muito útil na perfuração e sondamento de petróleo.

Os poços são perfurados em dois tipos de terrenos que podem ser de formações sedimentares ou em formações duras e compactas. Na perfuração em formações sedimentares, o poço é totalmente revestido e constituído de tubos cegos intercalados com ranhurados (filtros) por onde o fluxo de água penetra. Nas formações duras e compactas, os poços não são revestidos completamente e a água flui através de fendas, fraturas e canais que a perfuração secionou, todos devem ter selo sanitário de concreto, na “boca” do poço para evitar infiltrações e contaminações pelas águas das chuvas.

 

Aqüíferos

Aqüífero é aquela litologia porosa e permeável, capaz de ceder água economicamente a obras de captação; exemplo: areia, arenito; ou seja, o aqüífero é um material geológico capaz de servir de depositório e de transmissor da água aí armazenada; assim, uma litologia só será aqüífera se, além de conter água, ou seja, seus poros estando saturados (cheios) de água, permita a fácil transmissão da água armazenada. Assim, uma argila pode conter água (e muita), mas certamente não a libera por gravidade.

Os Aqüíferos podem ser divididos quanto a litologia: Porosos[1] em Rochas Sedimentares; Fissurais[2] em Rochas Cristalinas (Ígneas ou Metamórficas); Cársticos[3] em Rochas Calcáreas.

 

 

METODOLOGIA

 

Coleta dos dados

A coleta dos dados pode ser feita a campo com a tomada do nível de lençol freático e tipos litológicos com uso do GPS (Global Positioning System) ou ainda por meio de pesquisa eletrônica, em páginas eletrônicas a partir de dados pré-existentes (Tabela 01), com o Sistema de Informações de Águas Subterrâneas no Brasil da CPRM, Serviço Geológico do Brasil ou do DNPM, Banco de Dados SISON).

 

Mapas Topográficos

Utilizou-se como base cartográfica a carta topográfica de Não-Me-Toque folha SH.22-V-A-III. (DSG, 1969).

 

Uso de Informações SIAGAS/CPRM – Estados e Municípios;

Os dados foram obtidos do SIAGAS - Sistema de Informações de Águas Subterrâneas do Brasil baseado na seqüência: tomada de dados na página eletrônica <www.cprm.gov.br> onde se encontra uma base de dados, sendo como produto, cadastro de poços para água subterrânea no Brasil (SIAGAS), em seguida faz-se uma pesquisa textual e numérica onde se seleciona o Estado, o espaço do Número do Poço, e em seguida selecione o município e no espaço direito digite o nome do município e mande pesquisar. Na tela posterior, se houverem poços registrados, aparecerá uma lista de poços cujos quais apresentam um “link” para clicar e verificar maiores detalhes referente a cada poço.

 

Uso de Programas Computacionais

Os dados foram tabulados no programa de computador Microsoft Excel XP ilustrado na Tabela 1. Posteriormente estes dados foram transferidos para o programa Surfer 6.02, para avaliação da Vulnerabilidade pelo método da “Krigagem[4].

Procede-se deste modo: No menu “File” (arquivo) criou-se o arquivo na opção “New” (novo) na opção secundária “Worksheet” (planilha de trabalho). Em seguida este é salvo na extensão .dat e este é fechado. Abre-se um novo arquivo desta vez na opção “Plot” (demarcação de pontos) e pode-se gerar o mapa com os pontos no menu “Map” (mapa) opção “Post” (e ainda um “overlay”[5] com outras variáveis em forma de espacialização com preenchimento colorido ou com hachuras distintas por meio de linhas curvas). Para este passo faz-se necessário o “Gridding do arquivo .dat gerado anteriormente transformando-o em um arquivo com extensão .grb. Este processo faz-se no menu “Grid” na opção “Data”, então se seleciona o arquivo .dat e escolhe as colunas correspondentes para se gerar determinado cartograma e por fim pressiona-se “OK”, com um clique do “mouse” ou ainda pressionando a tecla <enter> no teclado. Após este processo pode-se gerar mapas espacializados cada qual com a sua temática, desde que se faça o seu devido “gridding” da coluna e do arquivo, usando se a opção “Data Columns” e as opções X, Y e Z para se fazer a escolha da coluna, e em seguida a opção “Gridding Method”, “Kriging” e “OK”. Uma vez feito esse processo gera-se o cartograma usando-se o menu “Map” e a opção “Contour” e aí se escolhe o arquivo com extensão .grd. Nas mais diferentes opções vai a criatividade de cada usuário.

As coordenadas Geográficas são convertidos em UTM através do uso do programa CR TP0 6 do Laboratório de Geomática-UFSM, utilizou-se o “datum” da carta topográfica do exército.

 

Cálculo do Índice de Vulnerabilidade

Para se fazer o cálculo do índice de vulnerabilidade do aqüífero deve-se levar em consideração: a) o tipo de ocorrência da água subterrânea; b) as características em termos litológicos e grau de consolidação dos estratos acima da zona saturada; c) a profundidade do nível freático ou o teto do aqüífero confinado (Foster & Hirata, 1993).

Pela metodologia GOD de Foster et al. (1988), Foster e Hirata (1993) baseada em dados pré-existentes, ou seja atribui-se valores a três tipos de parâmetros. G de groundwater occurrence avalia o tipo litológico do aqüífero, O overall relaciona-se ao tipo de meio aqüífero caracterizado pelos estratos acima do aqüífero (livre, confinado, semi-confinado) e D  a profundidade do lençol freático.

Para exemplificar melhor: a) representa o tipo de ocorrência do meio aqüífero na Tabela 1, o fissural que determina um aqüífero confinado, para rocha vulcânica antiga e a este se atribui a nota 0,7; o item b) representa a litologia Formação Serra Geral, constituída por rochas vulcânicas antigas (idade superior a 135.000.000 de anos); o item c) determina o nível estático, onde poços com menos de 5 metros (< 5m) atribui-se nota 1,0, isto é, a pior condição, pois pode haver contaminação por águas superficiais.

 

 

apresentação e discussão dos Resultados

 

A partir de 12 poços cadastrados no SIAGAS, neste trabalho são ilustrados os resultados de 10 poços do Município de Não-Me-Toque-RS, sendo 9 de abastecimento público pela Companhia Riograndense de Saneamento (CORSAN), e 1 de lazer (clube). Destes são ilustrados a representação espacial do Nível Estático do Aqüífero, da Superfície Potenciométrica do Aqüífero e o Índice de Vulnerabilidade com o uso do Programa computacional Surfer 6.02.

 

Nível Estático do Aqüífero: É a altura que se estabelece à água quando não influenciada por bombeamento (Wrege, 2003) (Figura 4).

Figura 4 – Cartograma do Nível Estático

Fonte: Cartograma elaborado pelo Programa Surfer 6.02

Org.: Konrad, C. G., 2003.

 

No cartograma observa-se que a faixa de variação do nível estático foi de 0,77 a 87,83m. De acordo com a metodologia de Foster & Hirata (1993) os poços mais rasos recebem o valor maior, isto é, < 5m de profundidade o valor é 1,0, porque estes são mais susceptíveis a contaminação por fontes pontuais ou difusas. Por outro lado poços com profundidade do nível estático > 100m, o valor mínimo atribuído é 0,1 pois é a representação de uma condição mais difícil de ocorrer contaminação das águas pois há necessidade de atravessar 100m de rochas, portanto ocorre atenuação natural.

Superfície Potenciométrica: É a espessura do aqüífero, cujo valor se dá pela diferença da altitude da bacia do poço e o Nível Estático do Aqüífero (Figura 4). Representa o peso da coluna d’água em relação a um datum, no caso o nível médio do mar.

 

Figura 5 – Cartograma da Superfície Potenciométrica

Fonte: Cartograma elaborado pelo Programa Surfer 6.02

Org.: Konrad, C. G., 2003.

 

A partir deste cartograma observa-se que a faixa de variação da Superfície Potenciométrica foi de 410 a 480m, indicando uma tendência na direção do fluxo subterrâneo de SE para NW, isto é, das cotas mais elevadas para as mais baixas, perpendicularmente as superfícies equipotenciais, ilustradas na Figura 4.

Índice de Vulnerabilidade do Aqüífero: Para melhor representar a vulnerabilidade do aqüífero gerou-se o mapa do índice de vulnerabilidade do aqüífero, o qual é ilustrar a distribuição espacial dos poços e seus respectivos valores no cartograma, indicativas das classes.

A geração deste cartograma facilitou a identificação das áreas mais susceptíveis à contaminação, sugerindo se usar tons cor de vinho, (Foster & Hirata, 1993) para ressaltar ainda mais estas áreas de maior índice de vulnerabilidade. (Figura 6).

Figura 6 – Cartograma do Índice de Vulnerabilidade

Fonte: Cartograma elaborado pelo Programa Surfer 6.02

Org.: Konrad, C. G., 2003.

 

Pela observação da Figura 5 nota-se, que ocorreram 3 classes de vulnerabilidade, representados por 50% de poços Alto Alto, 30% Alto Baixo e apenas 20% médio. Espacialmente os poços mais vulneráveis situam-se nos quadrantes N e L enquanto os poços menos vulneráveis situam-se no extremo NW.

 

 

Conclusões

 

A partir das informações espacializadas pode se sugerir que a localização do Aterro Sanitários e Distrito Industrial sejam dispostos no extremo NW do cartograma. Desta forma evitando-se também o acúmulo de lixo, a disposição do esgoto, a instalação de postos de combustíveis, de lava jatos, da instalação de distrito industrial contaminantes como agroquímicos na agricultura entre outros em áreas dos extremos N e L de vulnerabilidade alta.

O uso desta metodologia facilita a tomada de decisões com relação ao planejamento do Uso do Solo e disciplina o uso dos recursos líquidos Subterrâneos.

 

 

NOTAS

 

[1] Porosidade: é o parâmetro físico que mede a relação entre os volumes de poros e total de um corpo sólido; pode estar interconectada ou não; origem: detrítica, fissural, vugular, vacuolar; tempo: primária, secundária; símbolo: n; unidade: % (sem dimensão).

[2] Meio Fissurado: é o meio sólido cujos poros geram-se dos espaços livres entre os planos das fissuras; ex.: basalto; tende a ser: descontínuo, anisotrópico e heterogêneo.

[3] Cárstico: é o aqüífero que ocorre em terrenos calcáreos (Karst); são aqüíferos heterogêneos, descontínuos, com águas duras, com fluxo em canais.

[4] Krigagem: é a interpolação de dados.

[5] Overlay: É a sobreposição de duas imagens, podendo ser no caso dois mapas ou cartogramas de temas diferentes que permitem fazer uma avaliação em conjunto de assuntos distintos.

 

 

 

ANEXO

 

Tabela 01 – Dados dos Poços no Município de Não-Me-Toque

 

Fonte: SIAGAS - Sistema de Informações de Águas Subterrâneas (<www.siagas.gov.br> acessado 25/05/2003).

Organizada: Konrad, C. G., 2003.

Obs.: Alguns dados são de fonte verbal.

 

 

 

Bibliografia

 

CEDERSTROM, D. J. Água Subterrânea, Uma Introdução. Centro de publicações técnicas aliança, Missão Norte-Americana de Cooperação Econômica e Técnica no Brasil – USAID : Rio de Janeiro, 1964.

 

FOSTER, S. & HIRATA R. Determinação de riscos de contaminação das águas subterrânes: uma metodologia embasada em dados existentes. São Paulo : Instituto Geológico, 1993. 91p.

 

MACHADO, F. P. Contribuição ao Clima do Rio Grande do Sul, Rio de Janeiro : IBGE,  1950.

 

MINISTÉRIO DO EXÉRCITO. Não-Me-Toque. Folha: SH 22-V-A-V-2, Mi-2932/2, 1969.

 

NIMER, E. Climatologia do Brasil. 2º ed. Rio de Janeiro : IBGE, 1989. p. 195-251.

 

RADAMBRASIL, Levantamento de Recursos Naturais. 1986.

 

RAMBO, Pe. B. A Fisionomia de Rio Grande do Sul: ensaio de monografia natural. 3a Ed. São Leopoldo, 1996.

 

VIEIRA, E.F. Rio Grande do Sul, Geografia Física e Vegetação.  Editora Sagra : Porto Alegre, 1984.

 

 

Páginas Eletrônicas visitadas

 

GREGORASHUK, J. S. <http://www.sg-guarani.org (2003), 54p. Estudo del uso actual y potencial del acuífero Guaraní.

 

<http://www.abas.org.br >visitado em 04/08/03

 

<http://www.ana.gov.br/pnrh/index.htm> visitado em 25/06/03

 

<http://www.cprm.gov.br> visitado em 25/06/03

 

<http://www.dnpm.gov.br/SISON/SIGHIDRO>Sistema de Informações de Sondagens Hidrogeológicas, visitado em 25/06/03

 

<http://www.embrapa.br> visitado em 1998

 

<http://www.sema.rs.gov.br/sema/html/bioconh3.htm> visitado em 25/06/03

 

<http://rural.ccr.ufsm.br> visitado em 04/08/03