SISTEMA DE SANEAMENTO DE ÁGUA V

MANANCIAIS - CAPTAÇÃO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA

Demonstração do poço tubular perante o poder público que garante a conservação da qualidade e quantidade das águas subterrâneas.

Ciclo hidrológico

A precipitação, o escoamento subterrâneo, o escoamento superficial e a evaporação são os estágios do ciclo hidrológico.

Da água precipitada, parte cai diretamente sobre as superfícies líquidas, parte escoa pela superfície do solo até os rios, ou até os lagos e reservatórios ou até o oceano; parte retorna imediatamente à atmosfera por evaporação das superfícies líquidas, do terreno e das plantas e parte escoa no interior do solo.

 Uma fração da água que iniciou a infiltração retorna à superfície do solo por capilaridade, por evaporação, ou é absorvida pelas raízes dos vegetais e após transpirada. O remanescente da água infiltrada constitui a água subterrânea; parte dela é descarregada à superfície da terra sobre forma de fontes.

A água em escoamento nos cursos de água é conhecida como deflúvio (runoff) e provém seja diretamente da precipitação por escoamento superficial seja indiretamente (principalmente nas épocas de estiagem) de lagos e reservatórios e de ressurgimento de água subterrânea.

A evaporação e a precipitação são forças condutoras no ciclo hidrológico, com a irradiação solar como a principal fonte de energia.

Classificação dos mananciais de água

Os mananciais ou fontes que fornecem a água para o sistema de abastecimento são divididos em três categorias:

·      subterrâneo (infiltração);

·      superficiais (escoamento superficial).

·      atmosférico (precipitação);

* Os dois primeiros mananciais são os mais importantes, sendo que nesta unidade, falaremos sobre os mananciais subterrâneos, deixando os superficiais para a última unidade.

São decorrentes do ciclo hidrológico:

·      Os mananciais atmosféricos são os mais puros do ponto de vista físico-­químico e

bacteriológico, porém de difícil captação;

·      Os subterrâneos são em geral de boa qualidade e relativa facilidade de obtenção;

·      Os superficiais são os mais poluídos, entretanto, na nossa região são os mais

utilizados para abastecimento.

Mananciais subterrâneos

São aqueles constituídos por águas que se encontram no subsolo ocupado por seus interstícios, fendas, falhas ou canais existentes nas diferentes camadas geológicas e em condições de escoar, obedecendo aos princípios da hidráulica. Minas nascentes e fontes são formas de surgência natural da água subterrânea.

Poços rasos ou profundos, tubulares ou escavados, drenos ou galerias filtrantes são obras destinadas a permitir a retirada artificial da água subterrânea.

Águas subterrâneas para abastecimento público

A água subterrânea apresenta-se como notável recurso em muitas regiões onde existem condições favoráveis para seu aproveitamento. Além disso, em certas áreas como o nordeste brasileiro onde as águas de superfície podem, em determinadas épocas, desaparecer quase totalmente, a água retirada de fraturas e folhas de rochas compactas tem sido a única fonte de suprimento de pequenos núcleos populacionais.

Um número considerável de cidades brasileiras consome água obtida de poços, principalmente do tipo tubular profundo.

As vantagens do aproveitamento de água subterrânea podem ser resumidas nos seguintes pontos:

·      qualidade, geralmente satisfatória, para fins potáveis;

·      relativa facilidade de obtenção;

·      possibilidade de localização de obras de captação nas proximidades das áreas de

consumo.

Quanto à qualidade, as águas de lençóis subterrâneos apresentam geralmente características físicas perfeitamente compatíveis com os padrões de potabilidade. Devido à ação da filtração lenta através das camadas permeáveis, apresentam-se com baixos teores de cor e turbidez, não sendo necessário, por isso, sofrer processos de tratamento. Em zonas calcárias são mais alcalinas do que em zonas graníticas.

Devida a ação de filtração são também isentas de bactérias normalmente encontradas em águas superficiais, a não ser que o lençol aproveitado esteja sendo atingido por alguma fonte poluidora nas proximidades do ponto de captação.

Sob o aspecto químico, entretanto, a água de certos aquíferos pode conter sais solúveis em maiores proporções e, por essa razão, chegar a ser imprópria para fins potáveis. Também a dureza poderá ser elevada em alguns casos e, assim, exigir um tratamento especial de abrandamento ainda que, para fins potáveis, ela não seja prejudicial.

A relativa facilidade de captação e a possibilidade de localização das obras nas proximidades dos centros de consumo concorrem para uma substancial economia no custo da instalação de sistemas de abastecimento.

Tipos de aqüíferos e de poços

São dois os tipos de aquíferos e de poços:

·      Aqüífero freático – aquele em que a água nele contida encontra-se confinada por

camadas impermeáveis e sujeita a uma pressão atmosférica;

·      Aqüífero artesiano – aquele em que a água nele contida encontra-­se confinada

por camadas impermeáveis e sujeita a uma pressão maior que a pressão atmosférica;

·      Poço freático: - um poço perfurado em um aquífero freático terá o nível de água em

seu interior coincidente com o nível do lençol. Portanto, um poço freático é aquele que tem o nível de água no seu interior coincidindo com o nível do lençol;

·      Poço artesiano: é aquele em que o nível de água em seu interior subirá acima da

camada aquífera. Poderá, às vezes, atingir a boca do poço e produzir uma descarga contínua. Neste caso particular, o poço artesiano denomina-se jorrante ou surgente.

A alimentação dos aquíferos freáticos ocorre geralmente ao longo do próprio lençol, ao passo que, nos aquíferos artesianos, ela se verifica somente no contato da formação com a superfície, podendo ocorrer a uma distância considerável do local do poço. As condições climáticas ou o regime hidráulico observados na área de perfuração do poço, nesse caso, pouco ou nada influirão na produção do poço.

Tipos de captação

Obras de captação é um conjunto de estruturas e dispositivos destinados a permitir a retirada artificial da água subterrânea nas camadas em que se encontram. Vários são os tipos de captação de águas subterrâneas. A escolha desse tipo depende, entre outros fatores, da forma e surgência da água, da profundidade do lençol subterrâneo.

·      Caixa de tomada – é um dispositivo destinado tanto a proteger a fonte de encosta

como facilitar a tomada d’ água.

Se o afloramento da água ocorrer em um só ponto, a caixa de tomada poderá ter

dimensões mínimas suficiente apenas para permitir o acesso de um homem a seu

interior, para efeito de inspeção.

A caixa de tomada pode ser de concreto ou alvenaria provida de uma abertura de

inspeção com tampa, e de degraus e acesso feitos com barras de ferro.

No interior da caixa, além de crivo, através do qual a água tem acesso à adutora,

instalam-se um extravasor e uma tubulação de descarga com registro situado ao nível do

fundo.

Há também caixa de tomada com dois compartimentos, o primeiro para reter a areia presente, desde que a água possua areia em suspensão.

·      Galerias filtrantes – constituem um meio para captação do lençol freático

inclusive água de infiltração de rios.

Para fazer uma galeria, abre-se uma vala no terreno, a fim de ser instalada uma tubulação provida de orifícios, ou cujos tubos deixem entre si pequenos afastamentos, destinados à passagem da água.

A água captada é conduzida para uma caixa de tomada para dai ser aduzida por gravidade.

A galeria pode ser alimentada de um só lado, como ocorre quando utilizada nas fontes de encosta com vários pontos de afloramento ou dos dois lados, nas fontes de fundo de vale.

A galeria é utilizada na captação de água de infiltração quando a margem do rio é arenosa, em condições de promover um tratamento natural da água.

A captação direta do rio, em substituição à galeria, teria a inconveniência de impor o tratamento da água.

Com o decorrer do tempo vai se processando a colmatação das camadas filtrantes situados entre o rio e a galeria quando a turbidez é elevada, a ponto de, em certos casos, reduzir muito a descarga. Por isso, não são raros os exemplos de galerias abandonadas por decréscimo de produção.

A galeria é utilizada na captação de lençol freático quando este é de pequena espessura e fica situada à pequena profundidade.

·      Drenos – representa uma modalidade; de captação da água de lençóis afloram em

vários pontos de terreno no fundo dos vales.

Os drenos são feitos de tubulações, geralmente manilhas cerâmicas providas de orifícios, através dos quais a água tem livre passagem. Tais orifícios podem ser substituídos ou complementados por afastamentos deixados entre os tubos.

Dependendo da topografia local, as tubulações que constituem os drenos apresentam-se paralelas entre si, em formas de grelha ou de espinhas de peixe, ou convergem para um só ponto (poço coletor). São instalados em valas de pequena profundidade, onde são envolvidas por camada de cascalho.

Em todos os casos a água é conduzida para um poço coletor de onde geralmente, sofre recalque.

·      Poços escavados: são utilizados na captação de lençóis freáticos, por terem pequenas

profundidades, que raramente ultrapassa 20 m. São também conhecidos por poços rasos.

Existem diversos tipos de poços rasos, dos mais simples aos mais complexos de características que dependem, sobretudo da vazão desejada, da profundidade e da capacidade do lençol freático e da natureza das camadas do terreno:

-       Poço raso comum – é utilizado em pequenos sistemas de abastecimento. Consiste de

um buraco escavado no terreno, de forma cilíndrica com diâmetro de um a três metros de profundidade definida pela posição do lençol freático.

Geralmente os poços recebem um revestimento para dar sustentação as suas paredes, o qual é feito na maioria das vezes com alvenaria de pedra seca ou com tubulões pré-moldados de concreto, providos de orifícios que permitem a passagem da água.

-       Poço Amazonas: são usados em muitas áreas do vale amazônico, nas proximidades

do grande rio, onde se situam as cidades ribeirinhas, onde é impraticável a instalação de um poço raso comum. Isso é em decorrência da camada de areia muita fina que se torna movediça quando molhada, pela subida do nível do lençol freático nas épocas de enchente. O poço Amazonas é constituído de seções pré-fabricadas e depois instaladas no local.

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·      Poços perfurados – são aqueles para cuja abertura se impõe o emprego de maquinaria

especial. São empregados para o aproveitamento de lençóis artesianos e freáticos, estes quando de profundidade relativamente grande. Verificam-se cinco etapas na construção de um poço:

-       Perfuração – são diversos os métodos de perfuração de poços, que podem ser

agrupados em métodos de percussão e métodos hidráulicos rotativos.

Nos métodos de percussão utilizam-se algumas ferramentas acopladas entre si, as quais,

após serem elevadas por um cabo de aço movido por uma máquina especial, são

liberadas bruscamente para atingir o terreno que, sob impactos sucessivos, sendo

perfurado por esmagamento através do trépano.

Nos métodos hidráulicos rotativos, mais indicados para formação não consolidada, a perfuração é feita através de uma haste acoplada inferiormente a uma broca.

-       Revestimento – feito com tubulação, é utilizado em formação não­ consolidada

para impedir o desmoronamento das paredes do poço. Quando se utiliza o método de

percussão, o revestimento é instalado á medida que a perfuração vai se processando.

Nos métodos hidráulicos rotativos, o revestimento é feito depois de concluída a perfuração, pois, enquanto esta se processa, é a lama que evita o desmoronamento do poço.

O revestimento ainda tem a finalidade de impedir a penetração de água indesejável no interior do poço e ou a perda de água do poço por infiltração nas camadas do subsolo.

-       Instalação do filtro – os filtros são dispositivos instalados nas formações aquíferas

não consolidadas formando conjunto com o tubo de revestimento. São providos de aberturas que permitem o acesso da água para o interior do poço. Tais aberturas devem possuir dimensões que impeçam a passagem de areia fina, que é indesejável para o bom funcionamento da maioria dos conjuntos elevatórios utilizados.

Os filtros devem ter características que tornem pequena a perda de carga resultante da passagem da água para o interior do poço.

-       Cimentação – consiste no lançamento de uma pasta de cimento no espaço anular que

envolve o tubo de revestimento, com vista principalmente à proteção sanitária da água do poço.

-       Desenvolvimento – trata-se da última etapa de construção, que consiste na

provocação de fluxos de água de dentro para fora e vice-versa, objetivando dar-lhe o máximo de rendimento ou, em outras palavras, a máxima vazão específica. O desenvolvimento é geralmente feito quando o aqüífero existe em rocha não consolidada possuidora de percentagem limitada de areia fina.

Com o desenvolvimento objetiva-se, também, remover a lama utilizada na perfuração pelo processo hidráulico rotativo, lama essa que colmata as paredes do poço. Quando usado o método de percussão, em que os golpes do trépano alteram as características da formação, nas imediações do poço, tornando-a menos permeável à passagem da água, o desenvolvimento ainda concorre para desfazer esse trabalho negativo.

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Vídeo superinteressante elaborado por Rodrigo Fernandes Silva, pela disciplina de Análise e Gestão das Bacias Hidrográficas, em 2009, no Instituto de Geociências da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).