Diferentes reservatórios de águas subterrâneas

Distribuição de água no Planeta

O bloco A mostra que cerca de 97% de toda a água existente está nos oceanos, ocupando grande parte da superfície do planeta.

O bloco B representa a distribuição dos restantes 3%. 77% está retida nos glaciares e icebergs, não podendo ser utilizada para consumo humano, 22% constituem a água subterrânea, e 1% encontra-se na superfície.

O bloco C mostra a distribuição do restante 1%. Destes, 67% corresponde a lagos, 39% distribui-se pela atmosfera e solos e <0,4% aos rios.

Se excluirmos as reservas de gelo dos glaciares, a água doce que pode ser utilizada pelo Homem representa 1,7% (24,2 milhões de km³) da água do nosso planeta, que se divide desigualmente pelas diversas regiões continentais.

Destes 24,2 milhões de km³ de água doce utilizável, 99% correspondem a águas subterrâneas, enquanto os rios e lagos representam 0,7%.

O conceito de ciclo hidrológico, apresentado na figura 2 acima exposta, está ligado ao movimento e à troca de águas nos seus diferentes estados. Ocorre na Hidrosfera, entre os oceanos, as calotes de gelo, as águas superficiais, as águas subterrâneas e a atmosfera.

Este movimento permanente deve-se ao Sol, que fornece a energia para elevar a água da superfície terrestre para a atmosfera (evaporação), sendo a gravidade o principal fator que faz com que a água se precipite sobre o planeta (precipitação) e que, uma vez na superfície, circule através de linhas de água que se reúnem em rios, até atingir os oceanos (escoamento superficial) ou se infiltre nos solos e nas rochas, através dos seus poros, fissuras e fraturas (escoamento subterrâneo).

Nem toda a água que cai, que é precipitada, chega a superfície terrestre, já que uma parte desta água, na sua trajetória, volta a evaporar-se.

A água que se infiltra e atinge a zona saturada das rochas, entra na circulação subterrânea e contribui para um aumento da água armazenada (recarga dos aquíferos).

Na zona saturada (aquífero) como é visível na figura 3, os poros ou fraturas das formações rochosas estão completamente preenchidos por água (saturados).

A água subterrânea pode ressurgir à superfície (nascentes) e alimentar as linhas de água ou ser descarregada diretamente no oceano. A quantidade de água e velocidade a que esta circula nas diferentes etapas do ciclo hidrológico é um fator muito relevante para a infiltração da água no solo, que aumenta as reservas dos aquíferos. Para este fenómeno é preciso a ajuda da vegetação ripícola, que faz com que a velocidade do escoamento seja menor, aumentando a infiltração.

Tipos de aquíferos

Existem 2 tios de aquíferos:

      Aquífero livre – Formação geológica permeável e parcialmente saturada de água. É limitado na base por uma camada impermeável, estando o nível de água no aquífero à pressão atmosférica.

     Aquífero confinado – Formação geológica permeável e completamente saturada de água; É limitada no topo e na base por camadas impermeáveis; A pressão da água no aquífero é superior à pressão atmosféric

Se as formações geologicas não são aquíferos, então podem ser definidas como:

      Aquitardo – Formação geológica que pode armazenar água mas que a transmite lentamente, não sendo rentável o seu aproveitamento a partir de poços.

Aquicluso – Formação geológica que pode armazenar água, mas não a transmite (a água não circula).

      Aquifugo – Formação geológica impermeável que não armazena, nem transmite, água. 

Se efetuarmos furos nestes dois tipos de aquíferos (figura 6), verificamos que:

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->No furo do aquífero confinado a água subirá acima do teto do aquífero devido à pressão exercida pelo peso das camadas confinantes sobrejacentes. A altura a que a água sobe chama-se nível piezométrico e o furo é artesiano. Se a água atingir a superfície do terreno sob a forma de repuxo então o furo artesiano é repuxante.

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->No furo do aquífero livre o nível de água existente não sobe e corresponde ao nível da água no aquífero, pois a água está à mesma pressão que a pressão atmosférica. É designado por nível freático.

O nível existente nos aquíferos varia consoante alguns fatores abaixo indicados:

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->A precipitação ao longo do ano;

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->A utilização do furo para o abastecimento de água;

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->Os efeitos do mar nos aquíferos costeiros;

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->Subida da pressão atmosférica, principalmente no Inverno;

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->O escoamento das águas das chuvas, rios, entre outros;

<!--[if !supportLists]-->·         <!--[endif]-->A evapotranspiração, entre outros.

Propriedades associadas ao tipo de aquífero

A existência de água subterrânea está relacionada com a capacidade que ela tem em conseguir atravessar e circular através das formações geológicas que têm de ser porosas e permeáveis. 

Uma formação é porosa quando é formada por um agregado de grãos entre os quais existem espaços vazios que podem ser ocupados pala água. Aos espaços vazios chamamos poros. Existem outras formações rochosas onde os espaços vazios correspondem a diáclases¹ e fraturas e não propriamente a poros, como se pode ver na figura 7.  

¹As diáclases são fissuras provocadas por fenómenos de torção, tensão ou compressão experimentadospelas rochas, aquando dos movimentos da crosta terrestre.

Os espaços vazios podem estar conectados ou podem estar semi-fechados, condicionando a passagem de água através da formação (figura7), esta característica designa-se por permeabilidade.

Um solo muito poroso pode ser muito permeável se os seus poros são grandes e bem interconectados, tal como acontece nas areias limpas, ou pode ser impermeável se apesar de ter muitos poros, eles forem pequenos e se encontrarem semi-fechados, como acontece nas rochas ígneas e metamórficas.

De uma forma geral os solos de baixa porosidade tendem a ser pouco permeáveis uma vez que as conexões entre os poros são difíceis de estabelecer.

Se por um lado o armazenamento e circulação da água subterrânea dependem da porosidade e da permeabilidade das formações, por outro lado esta ao circular vai interferir nestas propriedades, porque ao longo do seu percurso vais interagindo com as rochas que atravessa, dissolvendo determinadas substâncias e precipitando outras. Por exemplo, as grutas são antigas condutas, onde a água, ao circular, dissolveu minerais como a calcite e a dolomite, alargando cada vez mais a conduta.

A tabela seguinte mostra os valores de porosidade e permeabilidade de algumas rochas.

• 
  

  
  

  
  

  Diferentes formações de aquíferos

  
  

  
  

  Existem três tipos de aquíferos, como verificamos na figura 8:

  
  

  
  

  Porosos, onde a água circula através dos poros. As formações geologicas são areias limpas, areias consolidadas por um cimento, tambem chamado arenito, conglomerados, entre outros.

  
  

  Fraturados e/ou fissurados, onde a água circula através de fraturas ou pequenas fissuras. As formações são granitos, gabros, filões de quartzo, entre outros.

  
  

  Cársicos, onde a água circula em condutas que resultam do alargamento de diaclases por dissolução. As formações são os calcários e os dolomitos.

  
  

  
  

  
  

  

  
  

  
  
  
  

  
  

  
  

  
  

  Muitas vezes os aquíferos são simultaneamente de mais de um tipo. Por exemplo um granito pode ter uma zona superior muito alterada, onde a circulação é feita através dos poros, e uma zona inferior de rochas onde a circulação é feita por fraturas.

  
  

  
  

  Os calcários e dolomitos podem ser cársicos e fissurados, circulando a água através de fissuras da própria rocha e de condutas cársicas.