Mau uso da água subterrânea agrava a crise hídrica
11 de março de 2016
José Tadeu Arantes | Agência FAPESP – Se utilizadas com critério, as águas subterrâneas podem ser um importante recurso complementar para o enfrentamento da crise hídrica. No entanto, a perfuração indiscriminada de poços e o consumo excessivo estão levando os aquíferos da Região Metropolitana de Recife ao limite de uma salinização irreversível. Ao mesmo tempo, os aquíferos da Região Metropolitana de São Paulo – que poderiam, com baixo investimento e em prazo relativamente curto, proporcionar um aporte adicional de 1 metro cúbico de água boa por segundo – encontram-se subutilizados. O duplo alerta foi feito pelo pesquisador Ricardo Hirata, do Centro de Pesquisas de Águas Subterrâneas (Cepas-USP) do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo.
Esquema, em corte vertical, dos
aquíferos de Recife:consumo descontrolado está forçando a entrada de
águas do mar e de águas salobras de aquíferos superficiais, com risco de
degradação irremediável.
O estudo sobre a situação de Recife foi coordenado por Hirata em Projeto Temático apoiado pela FAPESP: “Projeto
Coqueiral: desafios associados à qualidade da água em Recife: como
enfrentar a contaminação e a salinização das águas subterrâneas sob a
perspectiva de mudança ambiental global e seu contexto social”.
Já o estudo sobre a situação de São Paulo foi publicado por ele e colaboradores na Revista DAE, mantida pela Sabesp (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo): “Água subterrânea para abastecimento público na Região Metropolitana de São Paulo: é possível utilizá-la em larga escala?”.
Aquíferos de Recife: consumo e salinização
“Na contabilidade oficial, a água subterrânea atende a 13% do abastecimento público da Região Metropolitana de Recife. Mas, quando consideramos os 14 mil poços existentes na região, que cobrem as falhas no fornecimento público, descobrimos que esse número está subestimado. A água subterrânea atende de fato a 28% do consumo”, disse Hirata à Agência FAPESP.
“Milhares de poços foram perfurados sem respeito aos critérios técnicos e sem controle por parte administração pública. Não me refiro apenas poços de pouca profundidade nos bairros pobres, mas também a poços tubulares de mais de 100 metros, os chamados ‘artesianos’, em condomínios ricos como os dos bairros de Boa Viagem e Pina. Em consequência disso, os aquíferos encontram-se agora seriamente ameaçados, com intrusão de água do mar e início de salinização. Se persistir o ritmo atual de bombeamento, os aquíferos poderão estar irremediavelmente perdidos por volta de 2035”, prosseguiu o pesquisador.
Segundo dados levantados pelo Projeto Coqueiral, 70% dos poços de Recife são ilegais. E a zona sul da região metropolitana, onde reside a população de alta renda, concentra o maior número de poços tubulares privados do país. Houve um aumento dramático da perfuração durante a grande estiagem de 1997/98. A situação é agravada pelo comércio de água por meio de carros-pipa, que se tornou um negócio altamente rentável na cidade. Os proprietários dos veículos enchem os tanques com água de poço e saem vendendo nos condomínios. “Recife vive a típica ‘tragédia dos comuns’, quando a soma das soluções individuais [perfuração de poços] acarreta um problema para todos [superexploração dos aquíferos]”, comentou Hirata.
O bombeamento desmedido ameaça fazer agora aquilo que uma elevação de quatro metros do nível do mar, ocorrida há cerca de 5 mil anos, não conseguiu fazer: salinizar os aquíferos. “Fizemos a datação da água dos aquíferos profundos por meio do teste do carbono 14 [que estabelece a data do material pela proporção entre os isótopos 14 e 12 do carbono presentes na amostra]. E descobrimos que essa água é doce e pura há mais de 18 mil anos. Sabemos que, há cerca de 7 mil anos, o mar começou a subir. E atingiu seu nível máximo, quatro metros acima do atual, por volta de 5 mil anos atrás. Mas o decorrente avanço do oceano para o interior da área continental não foi suficiente para alcançar a área de recarga dos aquíferos. Por isso, eles não foram salinizados”, informou o pesquisador.
Essa área de recarga é uma elevação topográfica, de rochas do embasamento cristalino, existente na região serrana que fica a oeste de Recife. É por ela que as águas das chuvas, que se infiltram no solo, entram nos aquíferos. Se, no último grande avanço, o mar tivesse chegado até essa região, os aquíferos teriam sido salinizados. Mas isso não aconteceu.
De fato, houve uma salinização em época anterior, há cerca de 120 mil anos, quanto o nível do oceano esteve muito mais alto. Mas, com a continuidade do processo de recarga, novas águas doces despejadas pelas chuvas foram se infiltrando nos aquíferos ao longo de milênios, empurrando a água salgada através do aquitarde (rochas de baixa permeabilidade, associadas às formações Paraíso e Estiva), até a área de descarga no fundo do mar.
“Existe um movimento natural de oeste para leste. As águas novas entram nos aquíferos na área de recarga, e saem no mar. Esse mecanismo faz com que a idade das águas subterrâneas seja crescente de oeste para leste. Elas são mais jovens perto da serra e mais velhas perto da costa. Mas esse ciclo está sendo comprometido agora pelo bombeamento excessivo, que diminui as cargas hidráulicas da água doce no interior dos aquíferos e possibilita a intrusão da água salgada”, explicou Hirata.
Projeto Coqueiral
Segundo o pesquisador, conduzir o Projeto Coqueiral foi como montar um grande quebra-cabeças. A pesquisa integrou estudos nas áreas de geologia, hidrogeologia, macrossociologia (urbanização e política institucional de gestão da água), mesossociologia (percepções e participações coletivas no manejo da água) e microssociologia (práticas individuais relativas ao uso da água). Muitas informações sobre o passado remoto, relativas à evolução do nível do mar ou às variações do clima regional, ficaram registradas nas águas subterrâneas. E foram recuperadas por meio de miríades de análises.
Por exemplo, o conhecimento de que houve uma intrusão de água salgada no passado remoto foi possível porque se sabe que, nos processos de salinização e dessalinização, muito frequentes em aquíferos, existe uma troca de cátions, que fica registrada na água. Foi esse registro que permitiu constatar a ocorrência de uma salinização do aquífero e de uma posterior “lavagem” (freshening) com água doce. “Como a última grande ingressão do mar no continente capaz de causar tal salinização aconteceu há 120 mil anos, acreditamos que, desde então, o aquífero está sendo dessalinizado. E, como as águas atuais são doces, e foram datadas pelo carbono 14 com idades variando de 8 a 18 mil anos – portanto, muito anteriores à época da mais recente elevação do nível do mar –, pudemos deduzir que, nessa segunda ocorrência, não houve salinização. Isso é consistente com outro dado, que é o fato de que uma elevação de quatro metros não é suficiente para que o avanço do mar terra adentro chegue até a área de recarga”, detalhou Hirata.
Pela medição da quantidade de gases nobres dissolvidos na água atual, foi possível determinar também qual era a temperatura da água na época da recarga, isto é, a temperatura da água há cerca de 18 mil anos. “Atualmente, a temperatura média de Recife é de 25,5º C. A temperatura média na época da recarga era 15º C. Ou seja, a região encontrava-se, então, 10 graus mais fria – o que corroborou outras estimativas sobre o clima da época, associado ao final de uma glaciação. Já as idades recentes das águas de aquíferos mais rasos foram confirmadas pela análise de gases CFCs e SF6, presentes somente em águas com menos de 60 anos. Foram muitas variáveis que, medidas, ajudaram a montar o quebra-cabeças”, afirmou o pesquisador.
As águas subterrâneas de Recife estão distribuídas em três grandes estoques: Boa Viagem, um aquífero pouco profundo e livre, vulnerável à salinização e à contaminação, amplamente utilizado pela população pobre; Beberibe, um aquífero profundo e confinado, usado no abastecimento público e industrial; e Cabo, outro aquífero profundo e confinado, usado no abastecimento privado residencial da população de maior poder econômico.
O sobreconsumo atual está salinizando não apenas o aquífero superficial, mas também os aquíferos profundos. “O bombeamento intensivo tem mudado a direção e o sentido dos fluxos de água subterrâneos. Uma parte da água que chega agora aos aquíferos profundos vem de unidades mais rasas, pela indução da recarga por meio de fluxos verticais descendentes através do aquitarde, e também do oceano, pelo deslocamento horizontal de leste para oeste”, explicou Hirata.
A quantificação desse fenômeno e relação precisa entre a taxa de extração de água e a taxa de recarga com água doce são as variáveis que os pesquisadores pretendem agora determinar, com o aperfeiçoamento da modelagem numérica.
Aquíferos de São Paulo: potencial subutilizado
Assim como em Recife, também na Região Metropolitana de São Paulo existem dois tipos de estoques de água subterrânea: o aquífero sedimentar, localizado em áreas em que o relevo é mais suave; e o aquífero cristalino, que se estende abaixo do aquífero sedimentar e aflora em locais onde o relevo é mais acidentado. “É essa água subterrânea que também dilui os esgotos lançados nos rios, sustenta a vida aquática e recarrega os reservatórios superficiais de abastecimento público em épocas de estiagem”, informou Hirata.
“Nas áreas de baixa ocupação urbana, mais permeáveis, predomina a recarga natural por chuvas; nas áreas mais impermeabilizadas e de forte urbanização, as fugas das redes públicas de distribuição, da coletora de esgotos e das galerias pluviais podem representar mais de 50% da recarga dos aquíferos”, escreveram
O volume de água de recarga que se infiltra anualmente nos aquíferos da Bacia do Alto Tietê é estimado em 53 m3/s. Desse montante, 33 m3/s poderiam ser captados de forma segura por meio de poços profundos, sem interferir no fluxo de base dos rios. Tal número é quase a metade da atual capacidade instalada do sistema produtor metropolitano, computada em 67,7 m3/s.
A água subterrânea já é intensamente utilizada em algumas áreas, mas sem cumprimento de critérios técnicos e gestão centralizada. “O último levantamento, realizado em 2009, estimou a existência de 12 mil poços profundos, retirando dos aquíferos cerca de 10 m3/s. Desse total, apenas 4.931 poços encontravam-se cadastrados no Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE). Em função da estiagem dos anos 2013, 2014 e 2015, o ritmo de perfurações foi intenso, especialmente de poços irregulares. E há várias zonas aquíferas com sintomas de superexploração, o que ocorre quando a taxa de bombeamento é maior do que a capacidade do aquífero, criando prejuízos ao recurso, aumentos intoleráveis aos custos da extração ou impactos ecológicos”, afirmou Hirata.
Apesar disso, a maior parte dos aquíferos da Região Metropolitana de São Paulo ainda apresenta capacidade de maior extração. E, no artigo citado, o pesquisador e seus colaboradores recomendaram ao órgão gestor que novos poços para abastecimento público fossem construídos em áreas subutilizadas, em especial onde já existe
“Evidentemente, o plano de construção deveria valer-se dos melhores recursos técnicos disponíveis, com a utilização de modelos digitais do terreno, imageamentos óptico e acústico das fraturas em poços, medições de velocidades de fluxos etc., resultando em sucesso na locação de poços produtivos. Além disso, uma vez construído, cada poço precisaria ser monitorado continuamente, para se obter a melhor relação entre as vazões necessárias, a exploração segura dos aquíferos e o consumo de energia elétrica, além da identificação de problemas que eventualmente exigissem manutenção. E o gerenciamento de um conjunto de poços estratégicos teria que ser integrado por um sistema automático de operação e controle por telemetria”, sublinhou Hirata.
Qualidade da água
Segundo as contas dos pesquisadores, 180 poços públicos permitiriam oferecer à população um aporte adicional de um metro cúbico de água por segundo, a um custo para construção, operação e manutenção competitivo em relação ao custo de obtenção de novas fontes de água superficial.
“Existe uma falsa percepção de que a água subterrânea da Região Metropolitana de São Paulo é de baixa qualidade devido à contaminação por esgotos, vazamentos de tanques de combustíveis em postos de serviços e infiltração de substâncias químicas em zonas industriais. Mas tais situações restringem-se apenas a determinadas áreas. Milhares de poços tubulares profundos legais existentes receberam outorga de uso porque as análises químicas requeridas demonstraram que a água era potável. De fato, a água subterrânea, especialmente quando captada nas porções mais profundas do aquífero, é melhor protegida da poluição do que a água dos reservatórios superficiais”, ponderou o pesquisador.
“Além disso, quando bem captadas, as águas subterrâneas dispensam tratamento químico, obrigatoriamente utilizado no tratamento de águas superficiais. E não geram resíduos sólidos – o que torna sua gestão muito menos custosa”, acrescentou.
Já o estudo sobre a situação de São Paulo foi publicado por ele e colaboradores na Revista DAE, mantida pela Sabesp (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo): “Água subterrânea para abastecimento público na Região Metropolitana de São Paulo: é possível utilizá-la em larga escala?”.
Aquíferos de Recife: consumo e salinização
“Na contabilidade oficial, a água subterrânea atende a 13% do abastecimento público da Região Metropolitana de Recife. Mas, quando consideramos os 14 mil poços existentes na região, que cobrem as falhas no fornecimento público, descobrimos que esse número está subestimado. A água subterrânea atende de fato a 28% do consumo”, disse Hirata à Agência FAPESP.
“Milhares de poços foram perfurados sem respeito aos critérios técnicos e sem controle por parte administração pública. Não me refiro apenas poços de pouca profundidade nos bairros pobres, mas também a poços tubulares de mais de 100 metros, os chamados ‘artesianos’, em condomínios ricos como os dos bairros de Boa Viagem e Pina. Em consequência disso, os aquíferos encontram-se agora seriamente ameaçados, com intrusão de água do mar e início de salinização. Se persistir o ritmo atual de bombeamento, os aquíferos poderão estar irremediavelmente perdidos por volta de 2035”, prosseguiu o pesquisador.
Segundo dados levantados pelo Projeto Coqueiral, 70% dos poços de Recife são ilegais. E a zona sul da região metropolitana, onde reside a população de alta renda, concentra o maior número de poços tubulares privados do país. Houve um aumento dramático da perfuração durante a grande estiagem de 1997/98. A situação é agravada pelo comércio de água por meio de carros-pipa, que se tornou um negócio altamente rentável na cidade. Os proprietários dos veículos enchem os tanques com água de poço e saem vendendo nos condomínios. “Recife vive a típica ‘tragédia dos comuns’, quando a soma das soluções individuais [perfuração de poços] acarreta um problema para todos [superexploração dos aquíferos]”, comentou Hirata.
O bombeamento desmedido ameaça fazer agora aquilo que uma elevação de quatro metros do nível do mar, ocorrida há cerca de 5 mil anos, não conseguiu fazer: salinizar os aquíferos. “Fizemos a datação da água dos aquíferos profundos por meio do teste do carbono 14 [que estabelece a data do material pela proporção entre os isótopos 14 e 12 do carbono presentes na amostra]. E descobrimos que essa água é doce e pura há mais de 18 mil anos. Sabemos que, há cerca de 7 mil anos, o mar começou a subir. E atingiu seu nível máximo, quatro metros acima do atual, por volta de 5 mil anos atrás. Mas o decorrente avanço do oceano para o interior da área continental não foi suficiente para alcançar a área de recarga dos aquíferos. Por isso, eles não foram salinizados”, informou o pesquisador.
Essa área de recarga é uma elevação topográfica, de rochas do embasamento cristalino, existente na região serrana que fica a oeste de Recife. É por ela que as águas das chuvas, que se infiltram no solo, entram nos aquíferos. Se, no último grande avanço, o mar tivesse chegado até essa região, os aquíferos teriam sido salinizados. Mas isso não aconteceu.
De fato, houve uma salinização em época anterior, há cerca de 120 mil anos, quanto o nível do oceano esteve muito mais alto. Mas, com a continuidade do processo de recarga, novas águas doces despejadas pelas chuvas foram se infiltrando nos aquíferos ao longo de milênios, empurrando a água salgada através do aquitarde (rochas de baixa permeabilidade, associadas às formações Paraíso e Estiva), até a área de descarga no fundo do mar.
“Existe um movimento natural de oeste para leste. As águas novas entram nos aquíferos na área de recarga, e saem no mar. Esse mecanismo faz com que a idade das águas subterrâneas seja crescente de oeste para leste. Elas são mais jovens perto da serra e mais velhas perto da costa. Mas esse ciclo está sendo comprometido agora pelo bombeamento excessivo, que diminui as cargas hidráulicas da água doce no interior dos aquíferos e possibilita a intrusão da água salgada”, explicou Hirata.
Projeto Coqueiral
Segundo o pesquisador, conduzir o Projeto Coqueiral foi como montar um grande quebra-cabeças. A pesquisa integrou estudos nas áreas de geologia, hidrogeologia, macrossociologia (urbanização e política institucional de gestão da água), mesossociologia (percepções e participações coletivas no manejo da água) e microssociologia (práticas individuais relativas ao uso da água). Muitas informações sobre o passado remoto, relativas à evolução do nível do mar ou às variações do clima regional, ficaram registradas nas águas subterrâneas. E foram recuperadas por meio de miríades de análises.
Por exemplo, o conhecimento de que houve uma intrusão de água salgada no passado remoto foi possível porque se sabe que, nos processos de salinização e dessalinização, muito frequentes em aquíferos, existe uma troca de cátions, que fica registrada na água. Foi esse registro que permitiu constatar a ocorrência de uma salinização do aquífero e de uma posterior “lavagem” (freshening) com água doce. “Como a última grande ingressão do mar no continente capaz de causar tal salinização aconteceu há 120 mil anos, acreditamos que, desde então, o aquífero está sendo dessalinizado. E, como as águas atuais são doces, e foram datadas pelo carbono 14 com idades variando de 8 a 18 mil anos – portanto, muito anteriores à época da mais recente elevação do nível do mar –, pudemos deduzir que, nessa segunda ocorrência, não houve salinização. Isso é consistente com outro dado, que é o fato de que uma elevação de quatro metros não é suficiente para que o avanço do mar terra adentro chegue até a área de recarga”, detalhou Hirata.
Pela medição da quantidade de gases nobres dissolvidos na água atual, foi possível determinar também qual era a temperatura da água na época da recarga, isto é, a temperatura da água há cerca de 18 mil anos. “Atualmente, a temperatura média de Recife é de 25,5º C. A temperatura média na época da recarga era 15º C. Ou seja, a região encontrava-se, então, 10 graus mais fria – o que corroborou outras estimativas sobre o clima da época, associado ao final de uma glaciação. Já as idades recentes das águas de aquíferos mais rasos foram confirmadas pela análise de gases CFCs e SF6, presentes somente em águas com menos de 60 anos. Foram muitas variáveis que, medidas, ajudaram a montar o quebra-cabeças”, afirmou o pesquisador.
As águas subterrâneas de Recife estão distribuídas em três grandes estoques: Boa Viagem, um aquífero pouco profundo e livre, vulnerável à salinização e à contaminação, amplamente utilizado pela população pobre; Beberibe, um aquífero profundo e confinado, usado no abastecimento público e industrial; e Cabo, outro aquífero profundo e confinado, usado no abastecimento privado residencial da população de maior poder econômico.
O sobreconsumo atual está salinizando não apenas o aquífero superficial, mas também os aquíferos profundos. “O bombeamento intensivo tem mudado a direção e o sentido dos fluxos de água subterrâneos. Uma parte da água que chega agora aos aquíferos profundos vem de unidades mais rasas, pela indução da recarga por meio de fluxos verticais descendentes através do aquitarde, e também do oceano, pelo deslocamento horizontal de leste para oeste”, explicou Hirata.
A quantificação desse fenômeno e relação precisa entre a taxa de extração de água e a taxa de recarga com água doce são as variáveis que os pesquisadores pretendem agora determinar, com o aperfeiçoamento da modelagem numérica.
Aquíferos de São Paulo: potencial subutilizado
Assim como em Recife, também na Região Metropolitana de São Paulo existem dois tipos de estoques de água subterrânea: o aquífero sedimentar, localizado em áreas em que o relevo é mais suave; e o aquífero cristalino, que se estende abaixo do aquífero sedimentar e aflora em locais onde o relevo é mais acidentado. “É essa água subterrânea que também dilui os esgotos lançados nos rios, sustenta a vida aquática e recarrega os reservatórios superficiais de abastecimento público em épocas de estiagem”, informou Hirata.
“Nas áreas de baixa ocupação urbana, mais permeáveis, predomina a recarga natural por chuvas; nas áreas mais impermeabilizadas e de forte urbanização, as fugas das redes públicas de distribuição, da coletora de esgotos e das galerias pluviais podem representar mais de 50% da recarga dos aquíferos”, escreveram
O volume de água de recarga que se infiltra anualmente nos aquíferos da Bacia do Alto Tietê é estimado em 53 m3/s. Desse montante, 33 m3/s poderiam ser captados de forma segura por meio de poços profundos, sem interferir no fluxo de base dos rios. Tal número é quase a metade da atual capacidade instalada do sistema produtor metropolitano, computada em 67,7 m3/s.
A água subterrânea já é intensamente utilizada em algumas áreas, mas sem cumprimento de critérios técnicos e gestão centralizada. “O último levantamento, realizado em 2009, estimou a existência de 12 mil poços profundos, retirando dos aquíferos cerca de 10 m3/s. Desse total, apenas 4.931 poços encontravam-se cadastrados no Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE). Em função da estiagem dos anos 2013, 2014 e 2015, o ritmo de perfurações foi intenso, especialmente de poços irregulares. E há várias zonas aquíferas com sintomas de superexploração, o que ocorre quando a taxa de bombeamento é maior do que a capacidade do aquífero, criando prejuízos ao recurso, aumentos intoleráveis aos custos da extração ou impactos ecológicos”, afirmou Hirata.
Apesar disso, a maior parte dos aquíferos da Região Metropolitana de São Paulo ainda apresenta capacidade de maior extração. E, no artigo citado, o pesquisador e seus colaboradores recomendaram ao órgão gestor que novos poços para abastecimento público fossem construídos em áreas subutilizadas, em especial onde já existe
“Evidentemente, o plano de construção deveria valer-se dos melhores recursos técnicos disponíveis, com a utilização de modelos digitais do terreno, imageamentos óptico e acústico das fraturas em poços, medições de velocidades de fluxos etc., resultando em sucesso na locação de poços produtivos. Além disso, uma vez construído, cada poço precisaria ser monitorado continuamente, para se obter a melhor relação entre as vazões necessárias, a exploração segura dos aquíferos e o consumo de energia elétrica, além da identificação de problemas que eventualmente exigissem manutenção. E o gerenciamento de um conjunto de poços estratégicos teria que ser integrado por um sistema automático de operação e controle por telemetria”, sublinhou Hirata.
Qualidade da água
Segundo as contas dos pesquisadores, 180 poços públicos permitiriam oferecer à população um aporte adicional de um metro cúbico de água por segundo, a um custo para construção, operação e manutenção competitivo em relação ao custo de obtenção de novas fontes de água superficial.
“Existe uma falsa percepção de que a água subterrânea da Região Metropolitana de São Paulo é de baixa qualidade devido à contaminação por esgotos, vazamentos de tanques de combustíveis em postos de serviços e infiltração de substâncias químicas em zonas industriais. Mas tais situações restringem-se apenas a determinadas áreas. Milhares de poços tubulares profundos legais existentes receberam outorga de uso porque as análises químicas requeridas demonstraram que a água era potável. De fato, a água subterrânea, especialmente quando captada nas porções mais profundas do aquífero, é melhor protegida da poluição do que a água dos reservatórios superficiais”, ponderou o pesquisador.
“Além disso, quando bem captadas, as águas subterrâneas dispensam tratamento químico, obrigatoriamente utilizado no tratamento de águas superficiais. E não geram resíduos sólidos – o que torna sua gestão muito menos custosa”, acrescentou.
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