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.
· 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).