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CONTRIBUIÇÃO PARA O CONHECIMENTO DO MODELO GEOHIDRÁULICO DA ÁGUA MINERAL DAS TERMAS DE
CARVALHAL - CASTRO DAIRE
Luís M. FERREIRA GOMES
Professor Associado, Univ. da Beira Interior, Dep. de Engª Civil, 6201-001 Covilhã [email protected]
José J. GOUVEIA PEREIRA
Mestrando em Georrecursos – IST; [email protected]
Sandra M. REIS FERREIRA
Mestranda em Georrecursos – IST; [email protected]
Anabela BEZERRA
Directora Técnica das Termas de Carvalhal, Balneário das Termas do Carvalhal 3600-398 Mamouros, Castro Daire,+351.232382342, Castro Daire
RESUMO
As Termas do Carvalhal têm apresentado um interessante desenvolvimento nos últimos anos, havendo necessidade de se efectuar nova captação adequada à actualidade e definir o perímetro de protecção. Neste sentido, apresentam-se alguns estudos que contribuem para o conhecimento do modelo geohidráulico da água mineral das referidas Termas, de modo a que aqueles trabalhos sejam efectuados com qualidade. Assim, apresentam-se os aspectos geomorfológicos, geológicos, hidrogeológicos e ambientais de modo a se avançar com uma proposta do modelo geohidráulico da região em estudo.
PALAVRAS-CHAVE
Água mineral, modelo geohidráulico, Carvalhal, Termas.
2
1. INTRODUÇÃO
A Concessionária das Termas de Carvalhal é a Câmara Municipal de Castro Daire. O objectivo da concessão é explorar água mineral para aplicações Termais (medicinais).
A concessão situa-se num local designado por Termas do Carvalhal que pertence à freguesia de Mamouros, Concelho de Castro Daire e Distrito de Viseu. A localização das Termas em relação aos principais eixos viários ( IP3 em construção, com um nó a cerca de 500 metros das Termas, além da proximidade do IP5 e de Viseu a cerca de 30 km) torna o recurso com elevado potencial em termos de criação de riqueza, pois esta situação favorecerá o fluxo de aquistas, aumentando com certeza o seu número nas próximas épocas termais.
As Termas do Carvalhal são actualmente abastecidas por dois furos verticais designados por F1 e F2, com 62 m e 86 m de profundidade respectivamente. Estes furos vieram substituir um conjunto de captações antigas, constituídas por pequenos depósitos geralmente efectuados sobre escavações no local das ressurgências.
Do ponto de vista químico, o recurso em estudo é uma água mineral sulfúrea e segundo DGGM (1993) é uma água fracamente mineralizada “doce”, de reacção muito alcalina, sendo hipertermal em F1 e mesotermal em F2. Ionicamente classifica-se como água bicarbonatada sódica, carbonatada, fluoretada e sulfídratada, contendo parte da sílica sob forma ionizada.
Em relação à temperatura segundo registos em GEOESTUDOS (1993), as nascentes antigas brotavam a temperaturas entre 13 e 28.5ºC. Os furos F1 e F2 apresentam temperaturas de 44.4 e 29.1ºC, respectivamente. No conjunto de F1 e F2 é possível extrair no máximo um caudal de cerca de 3.0 l/s.
Entretanto, está em análise a situação de execução de uma nova captação (furo muito profundo), de modo a incrementar não só os caudais como também a temperatura para eventuais aproveitamentos geotérmicos em cascata a montante e até a jusante do aproveitamento das Termas.
2. GEOMORFOLOGIA
A área das Termas do Carvalhal e as respectivas nascentes e captações localizam-se a cotas próximas de 470 m e a bordejar a margem direita de uma pequena ribeira, a Ribeira da Courinha, e que se passa a designar por Ribeira das Termas. O vale onde se desenvolve a Ribeira das Termas é relativamente aberto ao longo de toda a sua extensão, com uma direcção global NNE-SSW.
A bacia hidrográfica da Ribeira das Termas, corresponde aproximadamente a uma área de 3.5 km × 2.0 km, com maior desenvolvimento segundo a direcção N-S (Fig.1). A Ribeira das Termas, de grau 5, segundo a classificação de Strahler (in LENCASTRE e FRANCO, 1984), tem o seu inicio a Norte das Termas a uma distância de 3.5 km aproximadamente, a uma cota máxima de 730 m. A altitude média da bacia da Ribeira das Termas é cerca de 560 m.
Salienta-se o facto das linhas de água contíguas à Ribeira das Termas e respectivas bacias hidrográficas, quer a Oeste quer a Este, apresentarem uma morfologia similar e de direcção global NNE-SSE. Esta particularidade está com certeza relacionada com a fracturação dos maciços rochosos da região, cuja direcção mais persistente NNE-SSW corresponde ao alinhamento das fracturas com maior desenvolvimento; são exemplo típico desta situação a Ribeira de Soutelo e a Ribeira de Freixiosa (Moita), a Este da Ribeira das Termas.
A Ribeira das Termas, a Sul do Balneário, ou seja, a jusante do mesmo continua com alinhamento global NNE-SSW e ao adquirir um maior desenvolvimento ainda mais para Sul, toma a designação de Rio de Mel; este, por sua vez, vai confluir com o rio Vouga, a cerca de 11 km a Sul das Termas, à cota de 270 m aproximadamente.
3
Em termos geomorfológicos, salienta-se o facto de no extremo Norte da bacia das Termas, o marco geodésico de Carreirinhos (próximo a Castro Daire), se situar apenas a cerca de 1.2 km do leito do Rio Paiva, que já pertence à bacia hidrográfica do Rio Douro. O Rio Paiva, flui na zona da região em estudo segundo uma direcção global W-E, correndo de E para W; este rio na zona de Castro Daire e em particular na confluência do Rio Paivô no Rio Paiva, situa-se à cota de 445 m aproximadamente; salienta-se ainda, o facto de fracturas com desenvolvimento segundo as Ribeiras de Soutelo e de Freixiosa (Moita) intersectarem o Rio Paiva, a montante da confluência com o Rio Paivô, a cotas entre 470 m e 490 m, respectivamente.
Referem-se as últimas particularidades porque, ao consultar a carta geológica à escala 1/50000 (SCHERMERHORN,1980), verifica-se que os aspectos geomorfológicos à mega-escala estão relacionados com o plutonito granítico de Castro Daire, que inclui a zona das Termas na sua parte central. Portanto, o plutonito que tem uma área de forma circular em planta com um diâmetro de 16 km, é cortado na sua bordadura norte, de E para W pelo Rio Paiva. Entende-se que as várias fracturas, de extensão quilométrica, de alinhamento NNE-SSW ao intersectarem o Rio Paiva a Norte, acima das cotas 475 m, poderão servir de grandes “condutas” que transportam fluxos subterrâneos do Rio Paiva para Sul, de modo a recarregarem o aquífero profundo mineral termal.
Figura 1- Enquadramento geomorfológico da área em estudo (Termas do Carvalhal) e em particular da bacia hidrográfica da Ribeira da Courinha (Ribeira das Termas), em mapas à escala: ≈ 1/100000 a partir da carta 14-c, IGC (1978) - (a); e ≈
1/50000 a partir das cartas 156 (SCE,1989) e 157 (SCE,1987) – (b).
Entretanto, é digno de registar que todo este plutonito é atravessado por uma grande falha de direcção NNE-SSW e que segundo o mapeamento efectuado por SPG (1992), poderá corresponder à Falha de Verin (Espanha)–Chaves e que, assinale-se, muitos autores a registam classicamente a passar por S. Pedro do Sul. Analisando a carta geológica de SPG,1992, verifica-se que tanto a fractura que passa perto das Termas do Carvalhal como a que passa nas Termas de S. Pedro do Sul são semi-paralelas, e provavelmente unem-se muitos quilómetros para Norte, para depois continuarem já na região das Termas de Chaves e para Espanha como um único acidente tectónico.
De qualquer modo uma grande falha passa na bacia da Ribª das Termas, sendo interrompida na sua direcção por uma “quebra” na zona das nascentes minerais (Fig.2).
b a
Figura 2 – Carta Hidrogeológica, à escala ≈ 1/30 000, da bacia da Ribeira das Termas (Ribeira da Courinha). Termas do Carvalhal.
Falha das Termas
+ Termas
Falha das Termas + Termas
Ressalto tectónico
3. GEOLOGIA
Em termos mega-regionais, geologicamente, na região predominam os granitóides; estes fazem parte de um plutonito com forma circular em planta, com as Termas do Carvalhal na zona central. A envolver o plutonito estão os maciços de rochas xistentas a uma distância das Termas de cerca de 8 km, com um papel importante em termos hidrogeológicos, que apesar de não constituírem qualquer tipo de sistema aquífero de interesse ao presente estudo, têm um papel passivo, ao servirem como que de uma fronteira aos recursos que circulam essencialmente nos granitóides. Também aquela fronteira poderá funcionar em zonas de cotas particularmente superiores às das Termas, como um caminho preferencial de recarga dos aquíferos profundos.
Em termos de geologia local, para a zona em estudo e em particular para o Concelho de Castro Daire e zona das Termas, existe a carta geológica à escala 1/50000, elaborada por SCHERMERHORN (1980). Outros trabalhos para a região de índole geológica foram realizados, merecendo referência SCHERMERHORN (1956), SERRANO PINTO (1982), VIEIRA da SILVA (1985), GEOESTUDOS (1993), PEREIRA (1998) e GEOINTERIOR (2001).
Tomando como base a designação das unidades geológicas apresentadas por SCHERMERHORN (1980), considerando alguns aspectos dos trabalhos anteriormente referidos, e ainda, com base no mapeamento efectuado no campo para a área global da bacia da Ribeira das Termas em GEOINTERIOR (2001), construiu-se uma carta à escala 1/25 000 tendo dado origem ao mapa apresentado na Fig.2.
Para as zonas das Termas e respectiva bacia, que são as que têm interesse directo com os aspectos hidrogeológicos das Termas, ocorrem as seguintes unidades, de idade mais recente para a mais antiga:
i. Depósitos de cobertura
Aluviões (actuais) – constituem solos essencialmente arenosos, com alguma matéria orgânica; apresentam-se ao longo das linhas de água (Fig.2), e em particular na Ribeira das Termas e Rio de Mel. As aluviões assentam directamente sobre o substracto granítico que na zona em estudo da bacia das Termas, constituem a unidade das rochas eruptivas.
ii. Rochas Eruptivas
IIγ - Granitos das Termas do Carvalhal; granodioritos a granitos de duas micas, geralmente de grão médio, de idade Tardi a Sintectónica; esta unidade ocorre na zona central do Plutonito e na área das Termas, apresentando grau de alteração muito ligeiro na zona onde ressurgem as águas minerais.
IIγ’ – Granitos de Alva; granitos de duas micas geralmente porfiróides de idade Tardi a Sintectónica. Esta unidade envolve a anterior e ocorre essencialmente em áreas a montante das Termas.
IXγ - Granitos de Calde (Ribolhos); granitos porfiróides predominantemente biotíticos de idade Pós Tectónica; ocorrem na auréola mais externa do Plutonito e que são exclusivos das zonas de cabeceira da linha de água da Ribeira das Termas.
Por vezes, na zona em estudo, ocorrem também alguns filões de quartzo e massas de aplitos, não cartografáveis à escala de mapeamento.
Em relação à fracturação e em particular às falhas da zona de estudo, é de salientar a posição da “grande falha” que atravessa todo o plutonito com atitude global N20ºE e que, a montante das Termas toma a direcção N5ºW para depois ser interrompida mesmo na zona das Termas por um
“degrau tectónico” (Fig.2). O referido “degrau tectónico” é o resultado complexo da associação da fracturação típica do plutonito, com a fracturação produzida pela tectónica regional e em particular a que ocorreu na fase Hercínica e que será paralela ao que acontece actualmente em que há a tendência do “bloco” do lado Este “evoluir” para Norte. Esta situação cria zonas descomprimidas no maciço (zonas de tracção) e que se entende coincidirem com as fracturas de direcção global W-E, por onde ascende a água mineral.
As nascentes minerais ressurgem no maciço granitico que no global se apresenta “são” e por vezes “ligeiramente alterado”.
4. ASPECTOS HIDROGEOAMBIENTAIS
4.1 Elementos climatológicos
Antes de se passar aos aspectos geohidráulicos propriamente ditos, apresentam-se alguns aspectos climatológicos e os resultados do balanço hidrológico, de modo a se ter uma noção da disponibilidade de água para a recarga subterrânea. Assim, de acordo com o apresentado em GEOINTERIOR (2001), os resultados do balanço hidrológico apresentam-se no Quadro 1, sendo T e P os resultados das temperaturas e precipitações respectivamente em termos médios mensais para um período de 29 anos (ANON,1970).
Quadro 1 (*) - Elementos climáticos e resultados do balanço hidrológico sequencial mensal (l/m2) para a zona das Termas do Carvalhal – Castro Daire (Viseu)
Termo Jan. Fev. Mar. Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Ano
T (ºC) 6,2 7,2 9,8 11,9 14,3 18,1 20,2 20,0 17,8 13,7 9,6 6,8 -
P 256,3 183,9 244,4 125,4 121,1 49,5 19,7 25,0 66,9 135,1 209,4 230,3 1667,0
DH - - - - - 11,8 60,2 69,6 14,6 - - - 156,1
SH 240,7 162,6 208,6 73,8 49,2 - - - - 0 171,7 213,1 1119,8 (*) admitiu-se que a capacidade utilizável do solo pelas plantas se encontra integralmente satisfeita com 100 mm, no inicio do período seco.
No período húmido, o superavit divide-se em duas parcelas: o escoamento superficial (R) e escoamento subterrâneo (G), ou seja: SH = R + G = 1119.8 l/m2. Estes excedentes anuais sugerem, à partida, uma razoável recarga aquífera, que em associação ao grau de alteração dos terrenos da bacia das Termas, aos modestos declives (não muito elevados) e ainda à ocorrência de vegetação, favorecem a recarga dos aquíferos profundos. Assim, considerando uma relação “G/SH” de 20%, obtêm-se taxas de infiltração em relação à precipitação de 13.4%, ou seja, de 224 l/m2 por ano, para recarregar as reservas aquíferas.
Considerando a área da bacia a montante das Termas, se nela existisse apenas um ponto virtual de descarga, obter-se-ia um caudal de 42.6 l/s, continuamente. Tomando em consideração que na bacia existem 124 pontos registados, obtém-se uma descarga virtual média, por ponto de água, de 0.3 l/s, valor que se considera modesto, tendo em atenção que há nascentes na zona que em determinadas épocas debitam caudais muito superiores aos referenciados, além de que em certas alturas se efectuam bombagens em poços em regime intensivo, como é o caso dos furos das Termas. Ora, estas situações corroboram a ideia de que os aquíferos muito profundos, e em particular o aquífero mineral, têm recargas de áreas distantes, inclusive das bacias vizinhas.
4.2 Pontos de Água
Efectuou-se o levantamento de quase todos os pontos de água da bacia das Termas e alguns já em áreas vizinhas mas na sua bordadura, correspondendo a um total de 124 pontos.
O trabalho de campo decorreu entre Maio e Junho de 2001, tendo-se efectuado a caracterização do tipo de ponto de água (nascente, furo, poço, etc.), profundidade, litologia, posição do nível freático, pH, Eh, condutividade e temperatura. Os registos efectuados nos furos foram realizados após saída da água durante cerca de 15 minutos; nos poços, presas e até minas, utilizou-se um amostrador especial de modo a retirar água do nível mais profundo, para depois se efectuarem as medidas dos vários parâmetros.
Uma análise dos resultados após tratamento em mapas de isolinhas, possibilitou obter os mapas e esboços tridimensionais das Figuras 3 e 4. Ao analisar estas imagens observa-se, sem qualquer dúvida, uma zona anómala coincidente em todos os mapas, que é a zona das Termas, por apresentar em simultâneo condutividades na ordem dos 400 µS/cm, pH e Eh na ordem dos 8.7 e –100 mV, respectivamente para a temperatura de 42ºC. Entretanto, em relação à condutividade, por exemplo, há mais pontos anómalos na área da bacia, no entanto, nada têm a ver com água mineral tipo Termas do Carvalhal, porque estes parâmetros são consequência de poluição local. As águas não contaminadas da bacia do aquífero superficial não mineral apresentam condutividades na ordem dos 30 a 50 µS/cm, pH entre 5.3 e 6.2 e Eh entre 40 e 75mV.
Figura 3 - Cartas de isolinhas e respectivos esboços tridimensionais de pH e condutividade (c) de águas a partir de registos nos pontos de água da bacia das Termas do Carvalhal.
16000 16500 17000 17500 18000
131500
132000
132500
133000
133500
134000
134500
135000
135500
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
8.5
9
pH
16000 16500 17000 17500 18000
131500
132000
132500
133000
133500
134000
134500
135000
135500
- 50
0
5 0
1 0 0
1 5 0
2 0 0
2 5 0
3 0 0
3 5 0
4 0 0
4 5 0
5 0 0
C
(µS/cm)
+ Termas + Termas
16000 16500 17000 17500 18000
131500
132000
132500
133000
133500
134000
134500
135000
135500
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
Eh
16000 16500 17000 17500 18000
131500
132000
132500
133000
133500
134000
134500
135000
135500
T (ºC)
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
Figura 4 – Cartas de isolinhas e respectivos esboços tridimensionais de Eh e temperatura (T) de águas a partir de
registos nos pontos de água da bacia das Termas do Carvalhal.
4.3 Aspectos Hidrogeológicos
Tendo em consideração os resultados de todos os pontos de água estudados verifica-se que as águas da região são em termos globais de dois tipos:
− água mineral termal a ressurgir na zona das Termas, com valores de pH e Eh da ordem de 8.7 e –100 mV, respectivamente, condutividade na ordem de 400 µS/cm e de temperatura superior a 22ºC, correspondente ao aquífero mineral termal;
− águas de superfície que ocorrem em toda a área da bacia das Termas, e quando não contaminadas apresentam pH entre 5.3 e 6.2, Eh entre 40 e 75 mV, condutividade baixa geralmente entre 30 e 50 µS/cm.
De acordo com os estudos de campo foi possível elaborar a carta hidrogeológica da Fig.2, que em relação a toda a bacia das Termas consideram-se as seguintes unidades:
− Unidade Af – aquífero livre de água não mineral, de permeabilidade média a elevada do tipo intersticial, constituído pelas aluviões fluviais, com espessuras inferiores a 5 metros;
− Unidades IIγ, IIγ’, IXγ - aquífero livre de água não mineral, correspondendo aos primeiros 20 a 50 metros de granitóides, de permeabilidade geralmente moderada, do tipo intersticial;
+ Termas + Termas
− Unidade IIγ - aquífero confinado a semi confinado de água mineral, correspondendo a profundidades superiores a 100 m, apenas na zona das Termas, geralmente, de permeabilidade média, do tipo fissural. A partir de estudos nos Furos F1 e F2, em que o nível piezométrico nestes é sempre superior ao nível freático, efectuaram-se ensaios de caudal e admitindo um aquífero confinado, num modelo contínuo e equivalente a um meio poroso, de espessura saturada de 52 m, foi possível obter parâmetros hidráulicos, considerando os resultados em regime transitório, com o método de Jacob, de acordo com o seguinte: Transmissividade, T = 19.6 m2/dia; Coeficiente de Armazenamento, S = 4.8x10-4 ; e Conductividade hidráulica, K = 0.4 m/dia.
5. MODELO GEOHIDRÁULICO
Uma orientação sobre o modelo foi apresentado por VIEIRA da SILVA (1985) sendo de opinião que a recarga do sistema se faz, muito provavelmente, ao longo das áreas privilegiadas do grande acidente NNE, que se desenvolve entre Verin e S. Pedro do Sul, e que por imperativos de gradiente, as áreas de recarga devem situar-se consideravelmente para Norte de Castro Daire.
Segundo entendimento dos autores, com base nos estudos efectuados e tendo em atenção os aspectos geomorfológicos, os aspectos geológicos e geohidráulicos, adianta-se o seguinte, sobre o modelo geohidráulico:
i. parte da recarga do sistema aquífero mineral faz-se, muito provavelmente, nas áreas a montante da própria Ribeira das Termas, mas o grande contributo acontecerá, nas zonas de cabeceira da Ribeira de Soutelo (Ribeira contígua à Ribeira das Termas e a Este desta) e ainda nas zonas de intersecção entre várias falhas e o Rio Paiva, a cotas superiores a 475m, a Norte da bacia da Ribeira das Termas; esboços de cortes hidrogeológicos evidenciando a recarga a grandes profundidades ao longo das principais falhas apresentam-se na Fig.5;
ii. a “grande falha” que serve as Termas de S. Pedro do Sul está num sistema sub-paralelo à “grande falha” que serve as Termas do Carvalhal e a cerca de 5 km para Oeste do Carvalhal; muitíssimos quilómetros a Norte das Termas do Carvalhal, na região de Trás-os-montes (a Norte de Vila Real), estas duas falhas coincidem, no entanto, na região, S.Pedro do Sul e Carvalhal, consideram-se dois domínios de águas minerais distintos, apesar de terem algumas semelhanças na composição química, porque os maciços geológicos atravessados no percurso dos fluidos são semelhantes;
iii. a “grande falha” que serve as Termas do Carvalhal (Falha das Termas do Carvalhal) intersecta o Rio Paiva a Norte das Termas, a cotas sensivelmente iguais às cotas onde se verifica a descarga natural da água mineral na zona das Termas, ou seja, a cerca de 470 m, pelo que nessa zona entende-se que não haverá recarga;
iv. a Falha das Termas do Carvalhal de direcção global NNE-SSW, serve essencialmente de “rampa de lançamento” para os fluidos muito profundos ascenderem e em particular na zona das Termas, onde existe um “ressalto tectónico” em planta, de direcção W-E, e que fazendo parte do mesmo acidente geológico, o interrompe na direcção; ora, o bloco Este tendo um movimento na horizontal para Norte em relação ao bloco Oeste, leva a que as fracturas W-E estejam sujeitas a esforços que as tendem a abrir, facilitando a subida de fluxos; também a elevada temperatura da água mineral no aquífero em grande profundidade, favorecerá a ascensão do mesmos fluxos.
v. as particularidades dos pontos de água estudados orientam para que a descarga da água mineral, em toda a bacia das Termas, só se verifique na zona do referido “ressalto tectónico”.
0 1 2 3 4 5 6
0
200
400
600
800
1000 PERFIL 1 (A -B) Termas do Carvalhal - Rio Paivo
TERMAS
oF
Grijo
R i0
Pa ivo
R i0
Pa iva
Courinha
Granitos de Termas do Carvalhal
Granitosde Alva
Granitos de Calde
Granitos deCastro Daire
F
F
FF
F
NM
fafd
fd
fd
lf
lflf
Bacia das Termas
0 1 2 3 4 5 6
0
200
400
600
800
1000 PERFIL 2 - (A - C) Termas do Carvalhal - Folgosa
TERMAS
o
R i0
Pa iva
Granitos de T. Carvalhal
Granitosde Alva
Granitos de Calde
F
NM
Xistos
Granitos de Calde
Granitos de Alva
Granitosde Termas do Carvalhal
F
fa
lf
fd
Figura 5 – Esboços em corte sobre o modelo geohidráulico, da água mineral das Termas do Carvalhal (NM–nascente
mineral; F – fractura; lf – linha de fluxo; fd – fluxo descendente; fa – fluxo ascendente de água mineral quente).
6. NOTA FINAL
Como nota final, salienta-se apenas que seria importante confirmar a referida zona do “ressalto tectónico” com fracturas “abertas”, por outros estudos, eventualmente técnicas de prospecção geofísica, pois um furo da ordem dos 500 metros de profundidade já é um investimento considerável. Assim, admitindo que o referido modelo é confirmado, um furo a iniciar-se na zona do Balneário Termal, executado com uma ligeira inclinação para Norte, de modo a intersectar as referidas fracturas W-E, acredita-se que poderá permitir um excelente caudal e com temperaturas pelo menos de 60ºC, considerando os gradientes geotérmicos do local.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem à Câmara Municipal de Castro Daire, Concessionária das Termas do Carvalhal, as facilidades concedidas.
BIBLIOGRAFIA
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