INTRODUÇÃO

1 INTRODUÇÃO

Desde a primeira vez que foi visualizada do espaço, a Terra recebeu o

apelido de Planeta Água devido à sua grande quantidade de água.

Aproximadamente 75% da superfície terrestre é coberta por água. A existência de

água nos estados sólido, líquido e gasoso na Terra envolve o fenômeno

denominado Ciclo Hidrológico, a contínua circulação entre os oceanos, a

atmosfera e os continentes, responsável pela remoção da água doce a cerca de 4

bilhões de anos (Capucci et al., 2001). Entretanto, do volume total de água, 97,3%

corresponde à água salgada dos oceanos, mares e lagoas. As calotas polares e

geleiras representam 2,0%, a água subterrânea 0,5% e 0,1% rios, lagos e

atmosfera.

A água doce disponível para uso da humanidade encontra-se no subsolo, na

forma de água subterrânea. No entanto, pelo fato de ser um recurso invisível, a

grande maioria das pessoas, incluindo governantes e políticos, nunca a levam em

consideração quando falam em água. A água subterrânea desempenha um papel

muitas vezes vital para a população do estado do Rio de Janeiro. Atualmente,

segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), o Estado do Rio

de Janeiro compreende a 92 municípios em uma área de aproximadamente 44.000

Km2 e com uma população estimada de 15,4 milhões de habitantes.

O desenvolvimento populacional, econômico e agroindustrial desencadeou

uma demanda progressiva de água subterrânea para o consumo doméstico e

industrial e para o abastecimento público dos municípios. Dessa forma, durante os

últimos anos, a água subterrânea tem sido utilizada como fonte de abastecimento

de municípios, indústrias e propriedades particulares. Assim, faz-se necessária

uma avaliação das características dessas águas.

Em relação à captação de água subterrânea feita através de poços para o

consumo humano e irrigação, atualmente, não é importante avaliar somente o

aspecto quantitativo, a vazão, mas também o aspecto qualitativo. Segundo Leal

INTRODUÇÃO 24

(1999), a exploração de água subterrânea está condicionada a fatores

quantitativos, qualitativos e econômicos:

• Quantitativo: ligada à condutividade hidráulica e ao coeficiente de

armazenamento dos terrenos. Os aqüíferos têm diferentes taxas de

recargas, alguns deles se recuperam lentamente e em outros a

recuperação é mais regular;

• Qualidade: influenciada pela composição das rochas e condições

climáticas e de renovação das águas;

• Econômico: depende da profundidade do aqüífero e das condições de

bombeamento.

Como meio de solucionar os problemas de escassez e utilização inadequada

da água, estão sendo realizados estudos sobre as águas subterrâneas. Contudo, os

dados existentes são ainda insuficientes e muito dispersos, e, também, poderiam

conter informações sobre os aspectos geológicos das camadas de rochas existentes

e as características físico-químicas das águas subterrâneas.

O interesse pelo uso da água subterrânea ocorreu devido à sua excelente

qualidade natural e pelo desenvolvimento tecnológico, possibilitando um

melhoramento das técnicas de construção de poços e dos métodos de

bombeamento, o que permitiu a extração de água em quantidades e profundidades

cada vez maiores. No Estado do Rio de Janeiro, muitas cidades com sistemas de

distribuição de água administrados pelas prefeituras municipais são abastecidas,

total ou parcialmente, por água subterrânea e, também, é grande a sua utilização

nas indústrias, principalmente na Baixada Fluminense.

De acordo com o Relatório de Qualidade das Águas Subterrâneas no Estado

de São Paulo realizado pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental

(CETESB, 2004), as vantagens apresentadas em relação aos mananciais de

superfícies são:

• A forma de ocorrência extensiva proporcionando sua captação nos

locais onde são geradas as demandas;

• Prazos de execução são mais curtos e de menor custo, possibilitando

uma maior flexibilidade nos investimentos;

INTRODUÇÃO 25

• Não acarretam inundações de áreas potencialmente aproveitáveis na

superfície, não exigindo desapropriação de grandes áreas como as

barragens que demandam vultosos investimentos;

• Independe de períodos de estiagens prolongadas para recarga anual e

dos efeitos contínuos do processo de evaporação;

• Os mananciais subterrâneos são naturalmente mais bem protegidos

dos agentes poluidores do que as águas superficiais, portanto, a água

captada quase sempre dispensa tratamento.

A qualidade das águas subterrâneas é resultado da dissolução dos minerais

presentes nas rochas que constituem os aqüíferos por ela percolados. Durante o

seu percurso entre os poros do subsolo e das rochas, ocorre a depuração da água

através de uma série de processos físico-químicos (troca iônica, decaimento

radioativo, remoção de sólidos em suspensão, neutralização de pH em meio

poroso, entre outros) e bacteriológicos (eliminação de microorganismos devido à

ausência de nutrientes e oxigênio que os viabilizem) que agindo sobre a água,

modificam as suas características adquiridas anteriormente, tornando-se

particularmente mais adequada ao consumo humano (Associação Brasileira de

Águas Subterrâneas – ABAS, 2005). Mas, a água pode sofrer a influência de

outros fatores como a composição da água de recarga, tempo de contato entre a

água e o meio físico, clima e até mesmo a poluição causada pelas atividades

humanas.

Segundo Falcão (1978), desde épocas remotas se atribuem a certas águas

propriedades especiais. Na época dos romanos, atribuíam a algumas propriedades

medicinais. No decorrer do tempo, com o aumento populacional e o surgimento

da indústria, essa característica foi sendo substituída, progressivamente, pela

comercialização em larga escala. Com a poluição dos mananciais pelos centros

urbanos, um maior tratamento da água captada se tornou necessário, e com isso, o

mercado de água mineral usada como bebida e complemento alimentar foi

ampliado.

A exemplo dos Estados de Pernambuco, São Paulo e Ceará, o Estado do Rio

de Janeiro começa a disponibilizar de dispositivos institucionais para disciplinar,

controlar e fiscalizar o exercício da atividade de captação e exploração de águas

subterrâneas. A ausência de instrumentos legais de normas e de uma estrutura

INTRODUÇÃO 26

técnica-administrativa, garantindo um bom resultado na explotação e controle

desse recurso, está colocando em risco nossos principais aqüíferos devido à falta

de limitações para o uso, nem normas de proteção. A partir da sanção da Lei

Estadual de Recursos Hídricos, em 1999, a preservação e o controle do uso das

águas subterrâneas passaram a fazer parte da legislação do Estado do Rio de

Janeiro. Neste aspecto, a Lei nº 3.239/99 apresenta-se bastante avançada em

relação a outros estados brasileiros, porque trata dos recursos hídricos como um

todo, não separando na legislação as águas superficiais das águas subterrâneas

(Capucci et al., 2001).

1.1 Água Subterrânea

A água subterrânea é uma solução aquosa, definida como solvente com

constituintes orgânicos e inorgânicos dissolvidos (Deutsch, 1997), resultante da

infiltração da água de superfície no subsolo através dos espaços intergranulares

dos solos ou fraturas das rochas.

Segundo a definição da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT

(1993), a água subterrânea é a água que ocupa a zona saturada do subsolo ou, num

sentido mais amplo, toda a água situada abaixo da superfície do solo, a litosfera

(CETESB, 2004).

O Código de Águas Minerais define águas minerais como: “Aquelas

provenientes de fontes naturais ou artificialmente captadas que possuam

composição química ou propriedades físico-químicas distintas das águas comuns,

com características que lhe confiram uma ação medicamentosa”.

As águas denominadas “potáveis de mesa” são águas provenientes de fontes

minerais ou de fontes artificialmente captadas que se caracterizam pela sua baixa

concentração de sais minerais na sua composição química, sendo, portanto,

indicadas plenamente ao consumo, e sem restrições (Código de Águas Minerais,

1945; Pedrosa e Caetano, 2002).

Atualmente, de acordo com a nova regulamentação da Agência Nacional de

Vigilância Sanitária (ANVISA): Resolução de Diretoria Colegiada – RDC Nº.

274, de setembro de 2005 – as águas são definidas em:

INTRODUÇÃO 27

1) Água Mineral Natural: é a água obtida diretamente de fontes naturais

ou por extração de águas subterrâneas. É caracterizada pelo conteúdo

definido e constante de determinados sais minerais, oligoelementos e

outros constituintes considerando as flutuações naturais;

2) Água Natural: é a água obtida diretamente de fontes naturais ou por

extração de águas subterrâneas. É caracterizada pelo conteúdo

definido e constante de determinados sais minerais, oligoelementos e

outros constituintes, em níveis inferiores aos mínimos estabelecidos

para água mineral natural. O conteúdo dos constituintes pode ter

flutuações naturais (antiga água potável de mesa);

3) Água Adicionada de Sais: é a água para consumo humano preparada e

envasada, contendo um ou mais dos seguintes sais, de grau

alimentício: bicarbonato de cálcio, bicarbonato de magnésio,

bicarbonato de potássio, bicarbonato de sódio, carbonato de cálcio,

carbonato de magnésio, carbonato de potássio, carbonato de sódio,

cloreto de cálcio, cloreto de magnésio, cloreto de potássio, cloreto de

sódio, sulfato de cálcio, sulfato de magnésio, sulfato de potássio,

sulfato de sódio, citrato de cálcio, citrato de magnésio, citrato de

potássio e citrato de sódio. Não deve conter açúcares, adoçantes,

aromas ou outros ingredientes.

Devido ao maior contato com os materiais geológicos, a baixa velocidade e

maiores pressões e temperaturas, as águas subterrâneas são geralmente mais

mineralizadas do que as águas superficiais. Pelas mesmas razões, possui menores

teores de matérias em suspensão e matéria orgânica, este último devido também à

ação dos microorganismos presentes no solo. Também, por causa das suas

condições de circulação, as águas subterrâneas tendem a possuir menor teor de

oxigênio dissolvido do que as água superficiais (Capucci et al., 2001).

A quantidade e o tipo de sais presentes na água subterrânea dependerão do

meio percolado, do tipo e velocidade do fluxo subterrâneo, da fonte de recarga do

aqüífero e do clima da região. (Pedrosa e Caetano, 2002).

INTRODUÇÃO 28

1.1.1 Histórico

Segundo Falcão (1978), os antigos se preocupavam com as águas como

meio de cura para várias doenças. Na época dos romanos, foram construídas

grandes termas como as de Diocliciano e Caracala, onde as águas não eram usadas

somente para banhos; a algumas eram atribuídas propriedades medicinais, e as

agrupavam em quentes ou frias, conforme suas temperaturas.

Interessados pelo assunto como Plínio, não se satisfizeram somente com as

divisões das águas em quentes e frias, chegando a denominá-las de sulfurosas e

salinas. Vitrúvio considerou as fontes termais como sulfurosas e betuminosas,

chegando essa classificação até a Idade Média.

No século XVII, Leroy admite três classes para as águas medicinais: salinas

marciais e ferruginosas. Monnet classifica-as em sulfurosas, alcalinas e

ferruginosas, e Bergman passa a considerá-las como hidrossulfurosas acídulas,

ferruginosas acídulas e salinas.

No século XVIII, Raulin se baseia na classificação das águas em quentes e

frias, considerando as primeiras como ácidas, as segundas como sulfurosas e as

divide em diversas categorias.

No século XIX, surge a Escola Francesa com Allyr Chassevant, adotando

uma classificação pela divisão das águas em quatro famílias. A primeira formada

por águas minerais simples, classificadas segundo a natureza dos íons dominantes,

onde aparecem, onde aparecem as designações cloretadas, bicarbonatadas,

sulfatadas, sódicas, magnesianas e cálcicas. As demais famílias são caracterizadas

pela presença de íons admitidos como tendo propriedades terapêuticas: as

sulfurosas, arsenicais e ferruginosas.

Portanto, de acordo com as normas vigentes, as classificações podem estar

baseadas principalmente nas características químicas, físico-químicas ou

geológicas.

INTRODUÇÃO 29

1.1.2 Ciclo Hidrológico

A água subterrânea constitui uma parcela do sistema de circulação da água

na Terra conhecido como Ciclo Hidrológico. A figura 1 ilustra algumas das

muitas fases envolvidas nesse ciclo.

Parte da água da precipitação atmosférica seja sob a forma de água ou neve,

infiltra-se no solo, sendo influenciada no seu percurso pela gravidade e pressão

das águas que a circundam e, continuamente, procura áreas de menor pressão, ou

de energia potencial mais baixa (Falcão, 1978). Pequenas quantidades de água no

solo tendem a se distribuir uniformemente pela superfície das partículas.

Figura 1: Ciclo Hidrográfico (www.simae.com.br/ciclo.htm)

Ao cair no solo, a água da chuva pode seguir vários caminhos. Parte dessa

água persistirá como gotas na vegetação ou persistirá na superfície do solo e

evaporará logo depois do término da chuva. Outra será absorvida pelas raízes das

plantas e evaporada através das folhas, um processo chamado de transpiração. O

termo evapotranspiração é usado pelos processos combinados de evaporação e

transpiração. Outra parte se infiltra no solo, onde migra lateralmente em direção a

um rio ou um lago, um processo chamado de fluxo subterrâneo (Drever, 1997); ou

ÁguaCiclo da

INTRODUÇÃO 30

percola em um movimento descendente devido à ação da gravidade, preenchendo

os vazios do subsolo (poros ou fraturas) e acumulando-se ao encontrar barreiras

menos permeáveis, o que denomina zona saturada (CETESB, 2004). Quando a

chuva é muito forte ou prolongada para infiltração acomodar a água, a mesma

fluirá sobre a superfície do solo formando um curso superficial.

A composição química da água da chuva sofre mudanças quando entra em

contato com a superfície do solo. Mesmo antes de alcançar o solo, a chuva pode

adquirir solutos das plantas. Como a água passa através da zona de umidade do

solo, a mesma adquire solutos pela dissolução total ou parcial dos minerais e

alguns solutos são extraídos da água pelas raízes das plantas. Os organismos do

solo liberam compostos orgânicos solúveis para a água, e esses componentes

devem acelerar o desarranjo dos minerais. Quando não está chovendo, a

evapotranspiração remove essencialmente a água pura do solo, da mesma maneira

que muitos solutos na água, ambos produzidos pela chuva ou dissolvidos dos

minerais do solo, tendem a depender da concentração e devem ainda precipitar

como fases sólidas.

Ao deixar a zona de umidade do solo, a água passa através do sistema de

água subterrânea ocorrendo diminuição da concentração da matéria orgânica

devido à decomposição ou adsorção pelas bactérias. A diminuição da

concentração dos elementos encontrados na forma de complexos orgânicos

(principalmente ferro e alumínio) e o aumento das concentrações dos íons

principais são os resultados da reação entre a água e a rocha envolvida. Quando

não está chovendo ou não chove há algum tempo, as águas dos córregos

geralmente refletem a composição da água subterrânea. (Drever, 1997).

1.1.3 A água no subsolo

Como dito anteriormente, a água da chuva pode ter vários destinos após

atingir a superfície do solo. Uma parte se infiltra no solo e percola no interior do

subsolo, durante períodos de tempo extremamente variáveis, dando origem à água

subterrânea. Conforme Pedrosa e Caetano (2002) e ABAS (2005), a taxa de

infiltração da água depende de fatores como:

INTRODUÇÃO 31

• Porosidade: a presença de argila no solo diminui a sua porosidade, não

permitindo uma grande infiltração;

• Cobertura vegetal: um solo coberto por vegetação é mais permeável

do que um solo desmatado;

• Inclinação do relevo: em declividades acentuadas, a água corre mais

rapidamente, diminuindo o tempo de infiltração;

• Tipo de chuva: chuvas intensas saturam rapidamente o solo, ao passo

que chuvas finas e demoradas têm mais tempo para se infiltrarem.

A figura 2 mostra as zonas de ocorrência de água no solo de um aqüífero

freático.

Figura 2: Zonas de ocorrência da água no solo de um aqüífero freático

(www.meioambiente.pro.br/agua/guia/aguasubterranea.htm).

A ocorrência de água subterrânea deve ser dividida em zona de aeração ou

não-saturada e zona saturada. A zona de aeração consiste de interstícios ocupados

parcialmente pela água e pelo ar. Na zona de saturação, todos os interstícios estão

preenchidos com água (Todd, 1980).

Na zona de aeração, a água ocorre na forma de películas aderidas aos grãos

do solo. Solos muitos finos tendem a ter mais umidade do que os mais grossos,

pois há mais superfícies de grãos onde a água pode ficar retida por adesão

(Zimbre, 2005). Nesta zona, segundo Mestrinho (2006), o fluxo de água é

normalmente lento e em condições geralmente aeróbica e alcalina. Deste modo,

INTRODUÇÃO 32

espera-se um maior potencial para a maioria das reações e processos biológicos

que controlam a hidroquímica natural. Ocorre também o fenômeno de

transpiração pelas raízes das plantas, de filtração e de autodepuração da água

(ABAS, 2005).

A zona de aeração pode ser dividida em três regiões (Pedrosa e Caetano,

2002; ABAS, 2005; Zimbres, 2005):

• Zona de umidade do solo: corresponde a parte mais superficial, onde a

perda de água de adesão para a atmosfera é intensa. Existem casos

onde a quantidade de sais precipitados na superfície do solo após a

evaporação dessa água é muito grande, originando solos salinizados

ou crostas ferruginosas (laterísticas) (Zimbres, 2005).

A quantidade de água presente na zona de umidade do solo depende

primeiramente da recente exposição do solo à umidade. Sob circunstâncias

quentes, condições áridas, o equilíbrio de vapor de água tende a se estabelecer

entre o ar e as superfícies das partículas granuladas finas do solo. Para materiais

granulados mais grossos, a água também forma anéis líquidos ao redor dos

contatos entre os grãos, onde é mantida por forças de tensão superficial (Todd,

1980).

• Zona intermediária: região compreendida entre a zona de umidade do

solo e a franja de capilaridade, com umidade menor do que nesta

última e maior do que a zona superficial do solo. Sua espessura deve

variar de zero, onde o nível freático está próximo da superfície, não

existindo a zona intermediária, pois a franja de capilaridade atinge a

superfície do solo, até mais do que 100 m de profundidade chegando

ao nível freático (Todd, 1980).

• Franja de capilaridade (zona de capilaridade): região mais próxima ao

nível d’água do lençol freático, onde a umidade é maior devido à

presença da zona saturada logo abaixo (Pedrosa e Caetano, 2002).

Segundo Todd (1980), a espessura da franja de capilaridade varia

inversamente com o tamanho do poro de um solo ou rocha.

A zona saturada é a região abaixo do lençol freático (nível freático) onde a

água subterrânea preenche todos os interstícios. Para que haja infiltração até a

zona saturada, é preciso primeiro satisfazer as necessidades da força de adesão na

INTRODUÇÃO 33

zona de aeração (Capucci et al., 2001). Uma parte da água pode ser removida da

camada subterrânea por drenagem ou bombeamento dos poços; contudo, as forças

de tensão molecular e superficial retêm o resto da água no lugar (Todd, 1980).

Segundo Mestrinho (2006), em maiores profundidades, as águas subterrâneas

circulam mais lentamente aumentando a concentração de sais. A pressão e a

tensão aumentam com a profundidade, permitindo um ataque mais intenso dos

carbonatos e dos silicatos.

A direção do fluxo da água de um corpo d’água superficial muitas vezes

varia sazonalmente: durante a estação chuvosa, a água flui dos corpos d’água

superficiais para a água subterrânea, enquanto na estiagem a direção do fluxo se

inverte (Capucci et al., 2001).

Segundo Hubbert (1940), a água se move de áreas de maior energia total de

fluido para áreas de menor energia. A energia cinética, a energia mecânica, o

potencial gravitacional, o potencial interfacial e o potencial químico podem

conduzir o fluxo do fluido. Em geral, as velocidades no subsolo são pequenas

demais, de tal modo que a energia cinética pode ser negligenciada. A água,

portanto, se move de áreas de maior para menor potencial de fluido. Em sistemas

parcialmente saturados com água, a combinação de potencial gravitacional e

potencial interfacial (ação capilar) serve para conduzir o fluxo. Em sistemas

saturados de água subterrânea relativamente superficial, o potencial gravitacional

é usualmente dominante (Neuzil, 1995).

1.2 Os aqüíferos

O aqüífero é uma formação geológica do subsolo constituída por rochas

permeáveis capazes de armazenar água em seus poros e fraturas. Outro conceito

refere-se a aqüífero como sendo, somente, o material geológico capaz de servir de

depósito e transmissor de água armazenada para poços e nascentes (Lohman,

1972). Etimologicamente, aqüífero significa: aqui = água; fero = transfere; ou do

grego, suporte de água (ABAS, 2005).

INTRODUÇÃO 34

1.2.1 Tipos de aqüíferos

A constituição geológica de um aqüífero determinará a qualidade da água, a

capacidade de armazenagem e a velocidade da água no seu meio. Os aqüíferos são

classificados de acordo com a porosidade (Figura 3) ou a pressão de água exercida

pela superfície (Figura 4).

Em relação à porosidade, os aqüíferos são classificados em:

• Aqüífero poroso ou sedimentar: formado por rochas sedimentares

consolidadas, sedimentos inconsolidados ou solos arenosos

decompostos in situ. Armazena um grande volume de água e sua

porosidade é quase sempre homogeneamente distribuída, permitindo

que a água flua para qualquer direção devido às diferenças de pressão

hidrostática existentes (Pedrosa e Caetano, 2002).

• Aqüífero fraturado ou fissural: formado por rochas ígneas,

metamórficas ou cristalinas, onde a circulação da água ocorre nas

fraturas ou fendas abertas devido ao movimento tectônico. A

capacidade dessas rochas de acumularem água está relacionada à

quantidade de fraturas, suas aberturas e intercomunicações,

permitindo a infiltração e o fluxo de água em orientações

preferenciais. Exemplos: basalto, granitos, gnaisse, gabros e filões de

quartzo (Pedrosa e Caetano, 2002; ABAS, 2005; Zimbres, 2005).

• Aqüíferos cársticos: formados em rochas calcárias, dolomitas,

mármores ou carbonáticas. A circulação da água ocorre nas fraturas e

outras descontinuidades devido à dissolução do carbonato pela

mesma, produzindo grandes aberturas, criando verdadeiros rios

subterrâneos. (Pedrosa e Caetano, 2002; ABAS, 2005; Zimbres,

2005).

INTRODUÇÃO 35

Figura 3: Tipos de aqüíferos quanto à porosidade

(www.abas.org.br/index.php?PG=aguas_subterraneas&SPG=aguas_subterraneas_as#2

_1)

No Estado do Rio de Janeiro, cerca de 80 % do seu território ocorre em

rochas metamórficas e magmáticas (gnaisses, migmatitos, granitos, rochas

alcalinas, entre outras). Isto implica em que o principal aqüífero é do tipo fissural.

No restante do Estado, cerca de 20 % de sua área, ocorrem rochas sedimentares e

sedimentos variados relacionados à porção continental da Bacia Sedimentar de

Campos (municípios de Campos dos Goytacazes, São João de Barra, São

Francisco de Itabapoana, Quissamã e Carapebus) e bacias sedimentares menores

como a de Resende (municípios de Resende, Quatis, Porto Real e Itatiaia), a de

Volta Redonda, a de Itaboraí, nos municípios de mesmo nome, além das

Formações Macacu e Caceribu, nos municípios de Itaboraí, São Gonçalo, Magé,

Guapimirim, Duque de Caxias e Rio de Janeiro. Os sedimentos aluvionares de

grandes rios, como o Guandu, Guapiaçu, o Macaé, o Iguaçu e o Macacu, são

importantes por sua extensão e espessura. Nestas rochas e sedimentos, os

aqüíferos são de tipo poroso, com diferentes potencialidades, dependendo

normalmente da permeabilidade e espessura dos pacotes sedimentares. Em

condições favoráveis, os aqüíferos porosos tendem a ser mais produtivos que os

fissurais (Capucci et al., 2001). As águas subterrâneas ao atravessarem as rochas

sedimentares com uma estrutura porosa ficam livres de substâncias não

desejáveis, como compostos de massa molecular elevada e alguns elementos

como o Cu, Pb, Zn e Sr.

INTRODUÇÃO 36

Em relação à pressão de água, podemos dividir em:

• Aqüífero freático ou livre: é aquele constituído por uma formação

geológica permeável e superficial, totalmente aflorante em toda sua

extensão, e limitado na base por uma camada impermeável. A pressão

de água na superfície da zona saturada está em equilíbrio com a

pressão atmosférica, com a qual se comunica livremente. Nesses

aqüíferos, o nível de água varia conforme a quantidade de chuva. São

os aqüíferos mais comuns e mais explorados pela população e os que

apresentam maiores problemas de contaminação (Pedrosa e Caetano,

2002; ABAS, 2005).

• Aqüífero confinado: é aquele constituído por uma formação geológica

permeável, onde a camada saturada está confinada entre duas camadas

impermeáveis ou semipermeáveis. A pressão da água no topo da zona

saturada é maior do que a pressão atmosférica naquele ponto (Todd,

1980), fazendo com que a água ascenda no poço além da zona

aqüífera. Quase sempre estão situados em locais com rochas

sedimentares profundas (Pedrosa e Caetano, 2002; ABAS, 2005).

Figura 4: Tipos de aqüíferos quanto á pressão de água (www.abas.org.br/index.php?PG=aguas_subterraneas&SPG=aguas_subterraneas_as#2_1)

INTRODUÇÃO 37

1.2.2 Recarga e descarga dos aqüíferos

Um aqüífero apresenta uma reserva permanente de água e uma reserva ativa

ou reguladora, sendo continuamente abastecidas através da infiltração da chuva

(Freeze e Cherry, 1979) e de outras fontes subterrâneas. As reservas reguladoras e

ativas correspondem ao escoamento de base dos rios (ABAS, 2005).

O nível de água no aqüífero não é estático e varia com (IGM, 2001):

• a precipitação ocorrida;

• a extração de água subterrânea;

• os efeitos das marés nos aqüíferos costeiros;

• a variação súbita da pressão atmosférica, principalmente no inverno;

• as alterações do regime de escoamento dos rios que recarregam os

aqüíferos;

• a evapotranspiração, etc.

O maior ou menor grau de reabastecimento ou recarga dos aqüíferos

depende de fatores como clima, vegetação, relevo, drenagem e geologia da região.

A existência de solos porosos e permeáveis favorece a infiltração, mas essa

condição pode ser ampliada se o solo for coberto por vegetação e estiver em

relevo plano. Já em áreas de relevo íngreme e solos poucos permeáveis, a maior

parte da água precipitada transforma-se em cursos superficiais, dificultando a

infiltração. Em regiões de clima úmido e solos permeáveis, a recarga pode até

atingir 25% da precipitação pluviométrica anual (Capucci et al., 2001). Nas

regiões de relevo acidentado, sem cobertura vegetal, sujeita às práticas de uso e

ocupação que favorecem as enxurradas, a recarga ocorre mais lentamente e de

maneira limitada (Rebouças et al, 1999). Logo, a vegetação e a água de superfície

podem às vezes ser usadas para determinar áreas de recarga (Fetter, 1994).

Em áreas com alto índice pluviométrico, a recarga constante dos aqüíferos

permite uma maior remoção das águas subterrâneas, com conseqüente diluição

dos sais em solução. Diferentemente, em climas áridos, a pequena precipitação

leva a uma salinização na superfície do solo através da evaporação da água que

sobe por capilaridade. Por ocasião das chuvas mais intensas, os sais mais solúveis

são carreados para as partes mais profundas do aqüífero, aumentando sua

salinidade (Pedrosa e Caetano, 2002).

INTRODUÇÃO 38

A área de abastecimento do aqüífero é conhecida como zona de recarga,

podendo ser direta ou indireta. A área de escoamento da água do aqüífero é

chamada de zona de descarga. As áreas de recarga estão geralmente em lugares de

topografia elevada e as áreas de descarga são situadas em pontos topográficos

baixos (Fetter, 1994)

Na zona de recarga direta, as águas da chuva infiltram diretamente no

aqüífero, através de suas áreas de afloramento e fissuras de rochas sobrejacentes.

Logo, a recarga sempre é direta nos aqüíferos livres, ocorrendo em toda superfície

acima do lençol freático. Nos aqüíferos confinados, o reabastecimento do aqüífero

ocorre preferencialmente nos locais onde a formação portadora de água aflora à

superfície.

Na zona de recarga indireta, o reabastecimento do aqüífero ocorre a partir da

drenagem (filtração vertical) superficial das águas e do fluxo subterrâneo indireto,

ao longo do pacote confinante sobrejacente, nas áreas onde a carga

potenciométrica favorece a fluxos descendentes.

Na zona de descarga, as águas emergem do sistema, alimentando rios e

jorrando com pressão por poços artesianos (ABAS, 2005). No Brasil, o

surgimento de fontes está condicionado a áreas de grandes dobramentos e de

falhamentos nas bordas das áreas cratônicas e das bacias sedimentares (formação

de montanhas), e também nas áreas onde houve reflexos dos processos tectônicos

que afetaram o embasamento cristalino dobrado. Nestas regiões onde se verificam

um tectonismo bastante intenso, Serras da Mantiqueira e do Mar na região Sudeste

por exemplo, existem estruturas que permitem a circulação de água e descarga na

forma de fontes, sendo que nestas mesmas regiões situa-se o maior número de

indústrias envasadoras de água mineral (www.geomagma.com.br/aguamineral).

1.2.3 Explotação dos aqüíferos

Os aqüíferos que apresentam compartimentação física causada por barreiras

estruturais (falhamentos ou intrusões de rochas magmáticas), quando submetidos

a explotação, podem sofrer rápido abatimento da potenciometria e esgotamento da

água armazenada. Além disso, pela baixa taxa de renovação de suas águas,

INTRODUÇÃO 39

chegando, em alguns casos, a inviabilizar o seu uso para abastecimento público

(Rosa Filho et al., 2005).

Quando a extração de água subterrânea ultrapassa a recarga natural, por

longos períodos de tempo, os aqüíferos sofrem depleção e o lençol freático

começa a baixar. Conseqüentemente, os seguintes problemas são ocasionados:

• poços rasos, usados para abastecimento locais e irrigações, secam;

• poços de produção passam a ser perfurados a profundidades cada vez

maiores, necessitando de mais energia para o bombeamento;

• aqüíferos litorâneos podem sofrer contaminação por intrusão da água

do mar (Capucci et al., 2001);

• subsidência do solo, definida como movimento para baixo ou

afundamento do solo causado pala perda de suporte subjacente,

provocando uma compactação diferenciada do terreno que leva ao

colapso das construções civis (ABAS, 2005).

Nas regiões costeiras, é a pressão exercida pela água que impede o avanço

da cunha salina. Nos aqüíferos costeiros, a água salgada encontra-se em contato

com a água doce e por ter uma densidade maior ocupa a posição espacial abaixo

da região da água doce. Em condições naturais, essa situação se mantém em

equilíbrio. Porém, quando é feita a explotação de água do aqüífero sem os devidos

cuidados ou feita uma captação intensa das águas dos rios litorâneos, a cunha

salina começa a avançar, podendo atingir os poços e salinizar todo o aqüífero

(Figura 5). Em regiões de rochas carbonáticas, o bombeamento intensivo da água

subterrânea pode romper o equilíbrio de pressão, criando espaços vazios. Além

disso, com a velocidade de fluxo aumentada, maior será a dissolução das rochas,

provocando subsidência do terreno (Capucci et al.,2001; Pedrosa e Caetano,

2002). A figura 5 mostra o processo de intrusão salina.

INTRODUÇÃO 40

Figura 5: Intrusão salina (www.mineralnet.com.ar/agua.asp).

1.2.4 Poluição

As fontes de poluição da água são relacionadas a uma variedade de

atividades. A contaminação de um aqüífero ocorre pela ocupação inadequada de

uma área que não leva em consideração a capacidade do solo em degradar as

substâncias tóxicas introduzidas no ambiente, principalmente na zona de recarga.

A poluição pode ser atribuída a fossas sépticas e negras, infiltração de efluentes

industriais, fugas de redes de esgoto e galerias de águas pluviais, vazamento de

postos de serviços, aterros sanitários e lixões, fertilizantes, pesticidas e depósitos

de lixo próximos dos poços mal construídos e abandonados (ABAS, 2005).

O uso indiscriminado de fertilizantes, corretivos de solos e produtos

agrotóxicos tem contribuído consideravelmente para o risco de contaminação de

águas subterrâneas. Uma área superirrigada pode promover a elevação do nível

freático, o que implica num aumento da evapotranspiração freática e

conseqüentemente da salinidade da água subterrânea. Conhecendo-se as

características dos fertilizantes e defensivos agrícolas aplicados é possível prever-

se quais os constituintes que podem vir a ser introduzidos nas águas de um

aqüífero. O uso de fertilizantes inorgânicos vem se expandindo gradativamente e

conseqüentemente, muitos solos têm sido carregados de sais, compostos

INTRODUÇÃO 41

nitrogenados e outras substâncias que podem ser levados para os aqüíferos pela

águas de infiltração (Mestrinho, 2006).

No caso de haver contaminantes dissolvidos na água subterrânea, o

transporte destes, de um aqüífero a um rio, tem lugar através da interface água

subterrânea/água de superfície onde os processos são governados pela rápida

mudança nas condições físicas e químicas (Ellis et al., 2003).

Apesar dos aqüíferos apresentarem uma proteção natural contra a poluição

em função do solo sobreposto e das camadas confinantes, se a água subterrânea

for contaminada, os custos e o tempo para descontaminação são superiores aos da

água superficial, podendo inviabilizar seu uso. Quando se detecta poluição nas

águas subterrâneas, necessita-se de um intenso trabalho de investigação para

delimitar as plumas e determinar a origem da contaminação (CETESB, 2004).

1.3 Classificação das águas minerais e padrões de potabilidade

Segundo o Código de Águas Minerais (Decreto-Lei nº 9841 de 08 de agosto

de 1945), o Art. 35 classifica as águas minerais, quanto à composição química,

em:

I. Oligominerais: aquelas que contêm diversos tipos de sais, todos em baixa

concentração.

II. Radíferas: quando contêm substâncias radioativas dissolvidas, que lhes

atribuam radioatividade permanente.

III. Alcalina-bicarbonatadas: as que contêm, por litro, uma quantidade de

compostos alcalinos equivalentes a, no mínimo, 0,200 g de bicarbonato de sódio.

IV. Alcalino-terrosas: as que contêm, por litro, uma quantidade de

compostos alcalinos terrosos equivalentes a, no mínimo, 0,120 g de carbonato de

cálcio, distinguindo-se:

a) alcalino-terrosa cálcicas: as que contêm, por litro, no mínimo, 0,048 g

de cátion Ca, sob forma de bicarbonato de cálcio;

b) alcalino-terrosas magnesianas: as que contêm, por litro, no mínimo,

0,030 g de cátion Mg, sob a forma de bicarbonato de magnésio.

V. Sulfatadas: as que contêm, por litro, no mínimo, 0,100 g do ânion SO4,

combinado aos cátions Na, K e Mg.

INTRODUÇÃO 42

VI. Sulfurosas: as que contêm, por litro, no mínimo, 0,001 g do ânion S.

VII. Nitratadas: as que contêm, por litro, no mínimo, 0,001 g de ânion NO3.

VIII. Cloretadas: as que contêm, por litro, no mínimo, 0,500 g de NaCl.

IX. Ferruginosas: as que contêm, por litro, no mínimo, 0,005 g de cátion Fe.

X. Radioativas: as que contêm radônio em dissolução, obedecendo aos

seguintes limites:

a) Fracamente radioativa: as que apresentarem, no mínimo, um teor em

radônio compreendido entre 5 e 10 unidades Mache, por litro, a 20º C

e 760 mm de Hg de pressão;

b) Radioativas: as que apresentam um teor em radônio compreendido

entre 10 e 50 unidades Mache, por litro, a 20º C e 760 mm Hg de

pressão;

c) Fortemente radioativas: as que possuírem um teor em radônio superior

a 50 unidades Mache, por litro, a 20º C e 760 mm de Hg de pressão.

XI. Toriativas: as que possuem, por litro, no mínimo, um teor em torônio em

dissolução equivalente, em unidades eletrostáticas, a 2 unidades Mache.

XII. Carbogasosas: as que contêm, por litro, 200 ml de gás carbônico livre

dissolvido, a 20º C e 760 mm de Hg de pressão.

§ 1º - As águas minerais deverão ser classificadas pelo Departamento

Nacional de Produção Mineral (DNPM) de acordo com o elemento predominante,

podendo ser classificadas mistas as que acusarem na sua composição mais de um

elemento digno de nota, bem como as que contiverem iontes ou substâncias raras

dignas de nota (águas iodadas, arseniadas, litinadas, etc.).

§ 2º - As águas das classes VII (nitratadas) e VIII (cloretadas) só serão

consideradas minerais quando possuírem uma ação medicamentosa definida,

comprovada conforme o § 3º do Art.1º da presente Lei.

Em relação aos limites internacionais e brasileiros, recomenda-se a

observância dos parâmetros químicos da Tabela de Padrões de Potabilidade

(Tabela 1), elaborada a partir dos Padrões de Potabilidade da Organização

Mundial de Saúde (OMS) (Martins et al.,2002), da Portaria 1.469/2000 do

Ministério da Saúde (Padrão de Aceitação para Consumo Humano) (Martins et al.,

2002) e da Resolução RDC Nº. 274, de setembro de 2005 da ANVISA.

INTRODUÇÃO 43

Neste trabalho, os limites de detecção para o fluoreto (LD = 0,02 mg L-1) e o

litio (LD = 0,01 mg L-1) são utilizados para a caracterização das águas em

fluoretada e litinada, respectivamente, sendo estas denominações dadas às

amostras que possuem as concentrações para estas espécies acima do limite de

detecção.

Tabela 1: Tabela de Padrões de Potabilidade.

ANVISA Ministério da SaúdeParâmetros

Cor 15 Pt/L

Odor Não objetável

Sabor Não objetável

Turbidez 5 UT

pH

STD 1000Dureza Total (CaCO3) 500

Sódio (Na+) 600 200

Potássio (K+) 500

Cálcio (Ca2+) 250

Magnésio (Mg2+) 65

Sulfato (SO4=) 250

Cloreto (Cl-) 250

Nitrato (NO3-) 50

Antimônio (Sb) 0,005

Alumímio (Al) 0,2

Manganês (Mn) 0,5 0,1

Ferro (Fe) 0,3

Cobre (Cu) 1

Zinco (Zn) 5

Níquel (Ni) 0,2

Arsênio (As) 0,01

Bário (Ba) 0,7

Cádmio (Cd) 0,003

Chumbo (Pb) 0,01

Cianeto (CN-) 0,07

Cromo (Cr6+) 0,05

Fluoreto (F-)Mercúrio (Hg) 0,001

Selênio (Se) 0,1

* Unidade das espécies, sólidos totais disslvidos (STD) e dureza total (CaCO3): mg L-1

Inofensivo

Inofensivo

Normas Internacionais OMS

Referência15 Pt/L

5 UT

6,5 - 8,5

1000

500

200

75

50

400

250

10

0,005

0,2

0,1

0,1

0,005

0,05

0,1

0,5

0,3

1

* Unidade de cor: Pt-Co/L (Unidade Hazen)

* Unidade de tubidez: UT

Limite máximo permitido (aceitáveis)

Normas Nacionais

1,5

0,001

5

0,05

0,005