ContribuiçÃo da geologia à pesquisa de água subterrâNEA NO CRISTALINO LUIS SIQUEIRA contribuiçÃo da geologia à pesquisa de



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Fig. 12

FIG 12 - BOLSÃO NO CRISTALINO DA REGIÃO SEMI-ÁRIDA.


Nas regiões semi-áridas, não pode formar-se um tal bolsão. No caso de constatarmos a existência de algum, deveremos tê-lo como originário de atuações de um paloeclima. Condições outras permitiram a sua conservação, poupando-o da veracidade devastadora da erosão.


Todavia esses bolsões, antigos ou recentes, não apresentam boas características para a perfuração de poços. Isto porque, nas regiões úmidas tropicais, os rios via de regra, são perenes, e são portanto o principal recurso utilizado pelo homem para se abastecer de água. Essa abundante obtenção de água, vem anular a utilização de um método quase que totalmente impróprio qual seja o da obtenção de água por meio de poços, cacimbões e cacimbas em bolsões de decomposto.
O regimen perene nos rios, entalha constantemente os vales, criando elevações marginais de destaque. Os bolsões de decomposto, ficam então em níveis muito superiores - aos vales, e perdem água constantemente. Caso não haja uma precipitação de tal modo abundante, e homogêneamente distribuída de modo a abastecer constantemente esse bolsão, este haverá de esvaziar-se dentro de pouco tempo (Ver fig. 13).

Fig. 13


Por outro lado, na região semi-árida, temos o problema do abastecimento. A água contida nos bolsões nessas regiões, é fóssil. A realimentação desses bolsões é precária, devido à pequenas e mal distribuída precipitação nessas regiões. Nelas predomina o “rum off” e a pequena infiltração. (Segundo J.E. Stretta, varia de 5 a 10% segundo a permeabilidade dos solos). Por esse motivo, depois de consumidas as possibilidades totais de abastecimento de um poço nesses bolsões, muito tempo será gasto até o total reabastecimento desse bolsão.


Os bolsões das regiões semi-áridas situam-se geralmente em peneplanos quando as condições topográficas não permitiram que eles fossem cortados por cursos de água.

As rochas melanocráticas são as que mais comumente apresentam os bolsões, pois as micas e os demais silicatos escuros de hábitus planar ou escamôse absorvem mais facilmente as soluções percolantes nas rochas e, portanto, e mais facilmente se desagregam, e mais facilmente se alteram.


Devido à longa permanência e pouca ou nenhuma renovação das águas no bolsões, esta é quase sempre muito salgada, e prodigaliza uma pequena vazão a um poço nela perfurado.
Nesse tipo de reservatório, obtém-se um poço cujo nível dinâmico apresenta uma variação paralela em relação ao nível estático, embora ambos sejam decrescentes à medida que se acentua a vazão e consequente esgotamento do reservatório. É um tanque que a natureza encheu muito vagarosamente e que o homem vem a esvaziar rapidamente.

O bolsão é de difícil detectação no campo, por intermédio dos métodos clássicos da Geologia.


Levantamentos geofísicos, em que se aplica o método de resistividade elétrica, poderão bem indicar uma área onde exista um bolsão de decomposto. Todavia, necessário se faz uma adaptação de modus operandi e de valores relativos observados na aparelhagem utilizada para medir as variações de resistividade elétrica das rochas sedimentares comuns e aluviões, para a operação em rochas cristalinas decompostas.

Essa adaptação varia para cada tipo de rocha e para cada região, o que torna o método geofísico da resistividade elétrica um pouco complicado e trabalhoso. Ainda, o método elétrico de resistividade não é absolutamente correto para os bolsões de cristalino decomposto, sendo muitas vezes necessário a sondagem de pequeno diâmetro para a confirmação, de sua profundidade.


Do ponto de vista hidrogeológico, os bolsões de decomposto de rochas cristalinas, são estruturas pouco recomendáveis para obtenção de água subterrânea.
II) Lagoas
As lagoas são comuns nas planícies e planaltos do cristalino do Nordeste. A impermeabilidade de certas rochas, aliadas ao fato geomorfológico de peneplanização de uma extensa área, (Planalto da Borborema por exemplo) que se reflete na topografia como área de aglutinação radial de linhas de drenagem, são fatores responsáveis pela formação de lagoas.
No Nordeste elas se apresentam em forma circular ou oval e cobrem áreas que variam de 4 à 8 mil metros quadrados. Sua profundidade máxima atinge de 2 à 3 metros, sendo mais frequente a pequena profundidade.
O fundo das lagoas no Nordeste brasileiro é constituído de intercalações de areia fina, silt e argila.
Esta sequenciação reflete a atuação e intensidade variável do poder de carga dos pequenos córregos que a alimentam. Na época das trovoadas, ou grandes chuvas torrenciais, os pequenos cursos de água carreiam para a lagoa mais areia que argilas e slit nas chuvas últimas do período chuvoso, demoradas, de pequena intensidade os córregos conduzem o material mais fino apenas.
Durante o verão e prolongada estiagem, o leito ressequido de lagoa sofre um rachamento (“mud carcks”). A água se infiltra um pouco, e se evapora em grande quantidade. As partículas argilosas, se aglutinam diretamente, com a ausência da água, provocando contrações. Essas contrações causam rachamentos. Esse rachamento atinge profundidades consideráveis, atravessando, quase sempre, todo o pacote aluvionar da lagoa, e estabelece, assim, condutos planares inclinados da superfície, até o embasamento cristalino.
Como já mencionamos, a quase totalidade das águas das lagoas no Nordeste é evaporada. (Pouquíssima água se infiltra). Uma área de exposição relativamente grande em relação a uma profundidade e consequente volume líquido pequenos, facilitam sôbremodo essa rápida evaporação.
Contudo, mesmo essa pequena porção que se infiltra, tem sua importante função na formação do reservatório - subterrâneo subjacente às lagoas.


Fig. 14



Gradativamente se infiltra água, mesmo no período em que a lagoa está cheia. E a maior infiltração se verifica por ocasião das primeiras trovoadas que antecedem o período chuvoso no NE brasileiro. A água precipitada aos borbotões penetra as rachaduras do leito seco da lagoa e vai percolar, desagregando e alternando, o cristalino do embasamento através de seu fissuramento angular. Esse trabalho de alteração é coadjuvado pelo material em solução, em mistura e em suspensão nessa água que torrencialmente cai e rapidamente se infiltra: ar, CO2 , poeira atmosférica com corpos minerais e orgânicos, O2 , solúveis e insolúveis coletados no processo de escoamento da água até chegar às rachaduras, onde darão prosseguimento à sua ação de alteração e desagregamento das rochas cristalinas sub-lacustres.


Segue-se a chegada da estação das chuvas, pouco tempo depois ou logo imediatamente após as trovoadas. É o período responsável pela maior precipitação anual. A lagoa então está repleta de água, e esta consiste em uma pequena carga que pressiona as soluções agressivas infiltrantes, coadjuvando assim em seu trabalho de penetração.
O período subsequente, e o mais, aliás, é a estiagem. Com ela, a evaporação, e novo rachamento do leito areno argiloso, da lagoa. As rachaduras, todavia já se fazem um pouco mais profundas. A alteração das rochas cristalinas do subleito tem avançado um pouco mais por ocasião da sequenciação de fenômenos do ano anterior. E tudo se repete: novas trovoadas, nova época de chuvas, nova estiagem e novo avanço do manto de decomposição.
A alteração aprofunda-se mais facilmente ainda, ao longo dos rachamentos, deixando mais acima a capa não muito espessa de decomposto.
Armazena-se água no manto e nas ruturas alteradas.
As ruturas, na época da perfuração do poço, são reservatório, ao mesmo tempo que são conduto alimentador do poço. (Ver fig. 15)
O maior aprofundamento do manto de decomposto, ou das auréolas de decomposto periférico às rachaduras, se verifica quando se aglutinam os seguintes fatores para uma determinada região de lagôas.
a) Precipitação anual limitada a certos mêses do ano, ge-

ralmente precedidas de algumas chuvas torrenciais.

b) Longo período de estiagens, repetido sistematicamente

durante certos mêses do ano.

c) Presença de fissuramento angular na rocha cristalina

da região.

d) Ausência de grandes fendas ou falhas transencionando

a lagoa.


e) Predominância de minerais máficos facilmente alterá-

veis pelo intemperismo, nas rochas cristalinas da regi-

ão.
As lagoas que secam demasiadamente rápido, geralmente se encontram sobre rochas graníticas. A decomposição desse tipo de rochas se processa vagarosamente, e se





COMPOSIÇÃO DE UM VOLUME

DE VAZIOS NO SUB-LEITO DAS

LAGOAS, NAS ZONAS ÁRIDAS

DO NORDESTE.





Fig. 15

constitui de material poroso e muito permeável por onde as águas facilmente se escoam. O diaclasamento dos granitos consiste sempre sem ponto de fuga das águas infiltradas.


Os micaxistos, os biotita gnaisses e as metagrauvacas, são, nas planícies e planaltos do NE brasileiro, as rochas sobre as quais se formam as lagoas mais hidrogeológicamente favoráveis. A vazão dos poços aí perfurados, dependerá do volume do decomposto, de sua porosidade e permeabilidade, e da homogênea sequenciação anual dos períodos chuvosos e de estiagem.
O critério de obtenção de água do submanto decomposto e fissurado das lagoas, deverá, antes de mais nada, levar em conta a possibilidade de encontrarem-se traços ou pequenas porções de nitritos e nitratos.
No NE brasileiro, os vaqueiros costumam escavar o leito das lagoas, captando água durante toda a estiagem, algumas vezes a mais de 20 metros de profundidade.
Esta água, é a acumulada no submanto decomposto, regionalmente denominada de PIÇARRA.

CAPÍTULO V


E. DOBRAMENTOS
Esse item se refere às dobras sinclinais, em regiões metamórficas.

Quando as rochas possuem suficiente porosida-

de intergranular, e de fissuramento angular, conjuntamente, existe a tendência de maior acumulação de água nos baixos estruturais, nos vértices dos sinclinais das regiões metamórficas. Repete-se embora em escala bem menor, o fenômeno da acumulação de água nos dobramentos das rochas sedimentares.
Todavia, esse critério deve ser tomado apenas como item coadjuvante no levantamento dos totais recursos de uma área cristalina. Ao selecionarmos o prolongamento de uma fenda ou falha, longitudinal, ou transecionamento de uma fenda ou falha transversal, deveremos refletir e preferir, para efeito de locação, repito, um local qualquer onde essa fenda ou falha atravesse uma estrutura em sinclinal.
É coadjuvante ainda, na seleção de poços, destinados a obter água de juntas de estratificação de rochas em lages (quartzitos, metarcósios e metagrauvacas) ou juntas de estratificação de rochas mui diferenciadas petrográficamente, salvaguardadas as restrições específicas relacionadas a este método.
Contudo, esse método, nem por longe tangencia as mesmas possibilidades, para a região cristalina, que prodigaliza às regiões sedimentares. Nessas áreas, ele resulta, muitas vezes, em poços artesianos.
Em suma: havendo dois poços em um segmento de fenda ou falha no cristalino produzirá maior quantidade de água aquele situado na parte da fenda que transecione um sinclinal.
Portanto, os scinclinais, nas rochas cristalinas ou metamórficas, se definem mais como adjutório que como solução estabelecida.

CAPÍTULO VI


A ÁGUA NO CRISTALINO
1

) Sua Salinização
Após uma observação no ciclo de Engler, concluimos que nos interessa, sob o ponto de vista de salinização das águas subterrâneas, apenas aquelas que se infiltram.
Acompanhando o seu roteiro, observamos que ela frequentemente entra em contacto com minerais e rochas, desagregando-os, e auxiliando no processo de sua intemperização.
Esse desagregamento e decomposição, variam na razão direta da intensidade de atuação de diversos agentes das intempéries. O que vale por dizer que, a rapidez do processo de alteração varia com o clima.
Nos climas tropicais úmidos, a alteração se processa mais rapidamente, alcançando portanto maior profundidade de manto de alteração que nas regiões semi-áridas. Isto porque existe maior riqueza de agentes intemperizadores no clima tropical úmido, do que no semi-árido, quais sejam:

a) Grande quantidade de água.

b) Elevada temperatura.

c) Abundante CO2 livre na atmosfera e matéria orgânica

no solo.

d) Abundante cobertura vegetal.


Enquanto isso, nas regiões semi-áridas temos:


a) Pequena quantidade de água

b) Temperatura elevada durante o dia, e baixa durante a

noite.

c) Pequena porção de CO2 livre na atmosfera porque tem...



d) ... pequena e precária cobertura vegetal.
A água percolante, dissolve os sais resultantes da alteração dos minerais das rochas, levando-os nas torrentes, ou acumulando-se com eles nos vazios intergranulares ou de ruturas, das rochas cristalinas.
Em qualquer dos casos, essas águas são mais uma vez postas em contacto com os minerais das rochas. Caso as águas não estejam ainda saturadas de sais, há possibilidade de uma nova alteração de minerais das partículas ou paredes de fissuras circundantes, e um acréscimo na percentagem de sais contidos na água, através da dissolução desses novos minerais alterados.
Temos encontrado água de poços tubulares, supersaturados de sais. Esta supersaturação, e a manutenção de uma solução nessas condições, só se explica com a análise das condições de pressão e temperatura sob as quais se encontra essa água, na profundeza de seus jazigos.

Os sais presentes nas águas, se originam em diferentes proporções, de várias rochas. Por exemplo, o Na, forma-se logo no processo de intemperismo e é logo absorvido pelos minerais argilosos. Portanto, onde quer que encontremos espessos mantos de decomposto cristalino, muito ricos em minerais argilosos, deveremos desconfiar da existência de grande percentagem de sais de sódio, nestas águas que mesmo dificilmente percolam esses solos argilosos. O Na apresenta-se na água em forma de Clorêtos, Sulfatos, Bicarbonatos e Carbonatos.


Portanto, os seguintes fatores favorecem o enriquecimento de sódio às Águas subterrâneas.
1. Mantos decompostos superficiais muito ricos em mine-

rais argilosos.

2. Topografia plana.

3. Pluviosidade fraca.

4. Drenagem fraca.

5. Pequena velocidade de evaporação das águas.


O cloro é encontrado em pequenas percentagens nas rochas magmáticas, como sejam Granodioritos, Sienitos, Granitos, Basaltos, e Gabros, em ordem decrescente, tendo os Granodioritos cêrca de 540 gr/tonelada e os Gabros, 200gr/to-nelada. É também o intemperismo, o agente liberatório do C1, nas rochas magmáticas, todavia, a grande fonte de C1 na natureza é o mar. Resultante da evaporação, o Cl livre na atmosfera é depois precipitado no solo, por meio de chuvas. As regiões áridas apresentam concentração de sais em crostas superficiais, resultantes da grande precipitação de Cl. Na Austrália e no Ceilão, precipitam-se 3,40 e 2.024 mg/cm2 de Cl, respectivamente.
Os sais de sódio, principalmente os Clorêtos são os responsáveis pelo sabor salgado das águas.
O Magnésio resulta principalmente de produtos de intemperização de máficos como por exemplo: as olivinas magnesianas, micas magnesianas, piroxênios ricos em Al. Formam-se as substâncias ricas em Mg em forma de Clorêtos, Sulfatos Carbonatos e Bicarbonatos. O magnésio é o responsável pelo sabor adocicado e amargo das águas, dependendo essa variação de sabores, da percentagem de Mg na mesma.
2

. SUA QUALIDADE QUÍMICA
As águas das regiões cristalinas do Carirí e Curimataú, são sobejamento enrequecidas em Clorêtos, Sulfatos, Carbonatos, Bicarbonatos.
Os clorêtos apresentam-se com 40% a 50% em peso, do total do resíduo seco. Apresenta-se o Na com cerca de 1/3 do peso do Anion Cl.
Segundo Schoeller, as substâncias que dão sabor à água são o Cl Na, Na2SO4 e Na ACO3. E dão sabor amargo à água as ricas em Na CO3, Ca Cl2, MgSO4, Mg Cl2 e Ca SO4. No Carirí e Curimataú da Paraíba, temos primariamente, do ponto de vista de classificação de compônes, dois tipos de água: A água amarga e a salgada. A 1º, não é tolerada de modo algum, quando esse amargor é bastante pronunciado. A 2º é tolerada até elevados limites, principalmente pelos animais.

Nesta região do Nordeste brasileiro, a média de salinidade obtida na água dos poços perfurados no cristalino é de 7,280 gr/lt de resíduo seco, onde se admite uma média de 3,400 gr/lt de Clorêtos. Mesmo assim, 46% dos poços dessa região têm suas águas aproveitadas pelo homem, e 87% dos poços são aproveitados por animais.


Tive a estonteante surpresa de ver o gado bovino bebendo, várias vezes durante uma semana, água com 42,298gr/lt. de resíduo seco e 19,745 gr/lt. de Clorêtos. Isto na Fazenda Palestina, de propriedade de Sr. Sales Barros, município de Soledade, Paraíba. Não resta a menor dúvida, que se trata de uma raríssima exceção. O gado, vale ressaltar, não suporta beber muito tempo essa água, e pressurosamente procurava se abastecer de *palma! Xerófila plantada no Nordeste, composta de 93% de água, 7% de matéria seca que é constituída por sua vez de 3,5% de não azotadas, 1,2% de fibras e 1,7% de complexos minerais.
* OPUNTIA FICUS, também conhecida como, CACTUS BURBANK (“solo e água no polígono das secas”- José Guimarães Duque - Pub. - Nº 154 - série I - a do D.N.O.C.S. em 1953).
O que acontece, é uma diluição, pela água da palma, daquela demasiadamente salgada que o gado ingeriu.
Na vila de Baraúna, município de Piauí estado da Paraíba, o povo se abastece com água de um poço tubular cuja água apresenta 6,450 gr/lt. de resíduo seco e 3,100 gr/lt. de cloro. É a melhor água que essa gente conseguiu obter até hoje. (Este poço é artesiano e foi locado em uma fenda no granito).

Concluímos que para as regiões semi-áridas do Nordeste, a potabilidade em gr/lt. de R.S. pode ser estabelecida aplicando-se os valores observados por Schoeller em outras regiões áridas como a Tunísia e Argélia, por exemplo:




USO CONTÍNUO



USO

PERIÓDICO



BÔAS

PASSÁVEIS

MEDÍOCRES

MÁS

Potabilidade

Momentânea



0,500-0,500

gr/lt



0,500-1,000

gr/lt


1,000-2,000

gr/lt


2,000 à

4,000


gr/lt

4,000 à 8,000 gr/lt

de Resíduo

Seco


Para os animais, o limite de tolerância é maior. Menizer, limitou em 16,000 gr/litro a quantidade máxima de resíduo seco em uma água a ser destinada ao abastecimento de quaisquer animais. Para o Nordeste, todavia, abrimos exceção; Poderá, o gado, alimentar-se de água mais ri-ca em sais, conquanto seja abastecido com a palma (OPUNTIA FICUS) em quantidade suficiente para diluir essa água excessivamente passada. E isso, resolve-se, apenas nas épocas mais agudas da estiagem, quando o gado precisa beber e comer algo para escapar com vida.


Finalizando, recomendaríamos evitar, (sob o ponto de vista da mineralização das águas) nas regiões cristalinas de clima semi-árido:

a) Áreas de fraca drenagem.

b) Peneplanos.

c) Rochas demasiadamente ricas em biotita, piroxênios,

anfibólio, e em menor importância, sodalita, cloroapati

ta, scapolita, labradorita, bytoromita e feldspatoides em

geral.
3. SUA EXTRAÇÃO
Como vimos a água no cristalino se acumula em reservatórios limitados. Podem ser de grande porte, mas são limitados como um gigantesco e disforme tanque na natureza. Faz-se necessário, pois, uma limitação de sua exploração. Para isso preparam-se diagramas contendo os dias do ano, nos quais se registra o consumo diário de água de cada poço. Ao fim de um ano, temos o volume total de água retirada, que é comparado com o reservatório total e com a capacidade de reabastecimento nas próximas precipitações. Com todos esses dados, será possível se determinar a quota máxima diária de extração de água de um poço no cristalino.
Quando a locação é feita em grandes estruturas,geralmente não se faz necessário tal controle. Todavia, nas zonas de lagoas, e regiões de fissuramento angular apenas, verificamos da necessidade da adoção dessas medidas disciplinadoras da exploração do poço.

Um poço bem salinizado, poderá ter seus teores em sais diminuídos, quando se observar um bombeamento intenso, imediatamente posterior às primeiras chuvadas. Agindo assim, permite-se a criação de vazios antigamente ocupados por água mineralizada, que são imediatamente ocupados por água pouco mineralizada que irá diluir a mais velha remanescente. Repetindo-se esse processo por vários anos, conseguiremos sempre uma menor proporção de água velha mineralizada para uma maior, e sempre crescente, proporção de água nova pouco mineralizada, recém infiltrada.


Quando o poço se localiza em uma fenda sobre a qual desliza um riacho, temos possibilidade de reabastecê-la periodicamente com a construção de um pequeno açude à montante do poço. As barragens subterrâneas são também ú-teis e mais econômicas. Podem, no seu projeto mais econômico, ser constituída de uma parede de argila que transecione o leito do riacho-fenda até o nível deste. A finalidade de ambas as barragens, será de reter por mais tempo o líquido que se escôa pelo riacho, dando maiores possibilidades de preenchimento de vazios, na fenda situada sob o leito. (Ver fig 16 e 17)



Fig. 16




Fig. 17



LINHAS DE INFILTRAÇÃO NA FENDA

DIREÇÃO DA PRESSÃO HIDROSTÁTICA QUE FACILITA A INFILTRAÇÃO DE ÁGUA NA FENDA.




O POÇO LOCADO ATRÁS DA BARRAGEM CONTARÁ COM DUAS RESERVAS D’AGUA: A DA PRÓPRIA FENDA E A RETIDA PELA BARRAGEM SUBTERRÂNEA NO ALUVIÃO.

No caso de açude, ajunta-se ao acima mencionado, a pressão hidrostática do líquido retido. Essa pressão facilitará, sem dúvida, a infiltração da água na fenda. Essas medidas visam melhorar as condições de reservatório e vazão de um poço tubular, principalmente daqueles de pequena profundidade.
No caso do açude, a parede deste deverá (como sempre acontece) ter suas fundações situadas sobre o embasamento (fendilhado) cristalino sob o aluvião. Não acontecendo assim, o material poroso entre a parede e o embasamento será ponto subterrâneo de fuga da água do reservatório, fuga esta que será facilitada pela própria pressão hidrostática que deveria facilitar a infiltração da água nos vazios do fendilhamento.

BIBLIOGRAFIA

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