AQUÍFEROS

Em hidrogeologia, considera-se aquífero apenas a água que circula na zona saturada, isto é, na zona abaixo da superfície freática, é considerada água subterrânea.

A água subterrânea representa 21% do total da água doce do planeta ou 97% da água doce não congelada.

Zona Saturada

Fica situada abaixo da superfície freática e nela todos os vazios existentes no terreno estão preenchidos com água. A superfície freática é aquela onde a água encontra-se submetida à pressão atmosférica.

Zona Não Saturada

Zona de aeração ou zona vadosa é aquela que está situada entre a superfície freática e a superfície do terreno, e nela os poros estão parcialmente prenchidos por gases (ar e vapor d’água) e por água. Essa zona é dividida em três partes:

•      Zona capilar, que se estende da superfície freática até o limite de ascenção capilar da água.

•      Zona intermediária, compreendida entre o limite de ascenção capilar da água e o limite de alcance das raízes das plantas.

•      Zona de evapotranspiração, situada entre os extremos radiculares da vegetação e a superfície do terreno. A água capilar isolada ou suspensa é utilizada para nutrição e funções de transpiração das plantas.

Figura 1 - Distribuição Vertical da Água Subterrânea

Aquífero é uma formação geológica que armazena e permite a circulação subterrânea da água, de onde é possível extrair a mesma, durante um determinado período de tempo, de forma economicamente viável e sem impactos ambientais negativos. As formações permeáveis, como as areias e arenitos, são exemplos de aquíferos.

Para um poço municipal típico, isso pode significar vazões de 1000 a 4000 m³/dia.

Uma quantidade suficiente de água para um poço residencial pode ser menor do que 20 m³/dia.

Numa área de deserto, uma estrutura geológica que forneça 0,5 m³/dia pode ser considerada  como aquífero, produzindo quantidades suficientes de água.

Aquicludes

São formações que podem conter água, e às vezes em grande quantidade, mas são incapazes de transmiti-las em condições naturais.

As formações impermeáveis, como as camadas de argila, são exemplos de aquicludes.

Aquitardes

Enquanto os aquíferos fornecem quantidades significativas de água, aquitardes são formações de baixa permeabilidade, que armazenam água, mas não podem suprir poços de bombeamento. Eles são tipicamente menos permeáveis em mais de uma a duas ordens de grandeza do que o material geológico do aqüífero que eles confinam ou semiconfinam. Em estudos de aqüíferos, aquitardes são também conhecidos como camadas confinantes drenantes.

Aquitardes são delimitados, no topo e na base, por camadas de maior permeabilidade. Podem, contudo, transmitir água suficiente através de enormes áreas, tornando-se importantes em estudos regionais de suprimento de água.

As camadas de argila e de folhelho que separam muitos aquíferos confinados são bons exemplos de aquitardes, transmitindo água através de drenagem vertical.

Um lençol freático, ou superfície freática, é a superfície superior da zona de saturação que está em contato direto com a pressão do ar atmosférico, através dos espaços vazios no material geológico acima. Ao longo dessa superfície, a pressão é considerada como sendo a atmosférica.

A profundidade até ao lençol freático pode ser de menos de 10 metros em regiões úmidas a até mais de 100 metros em climas secos.

Superfície potenciométrica ou piezométrica é a superfície delimitada pela altura dos níveis estáticos de um aquífero. 

No caso de um aquífero freático, a superfície piezométrica se confunde com o lençol freático. No caso de aquífero artesiano ou confinado, esta superfície é imaginária podendo estar situada em diferentes alturas,inclusive no espaço, que é o caso das áreas jorrantes destes aquíferos.

A carga potenciométrica corresponde à energia potencial;  expressa-se, fisicamente,  pela altura da água no poço.

Classificação dos Aquíferos

Os aquíferos são classificados em função da pressão das águas nas suas superfícies limítrofes -  superior, chamada topo, e inferior, chamada base -  e também em função da capacidade de transmissão de água das respectivas camadas limítrofes.

Figura 2 - Tipos de Aquíferos

•      Aquífero livre (não confinado)

Também chamado de freático ou não confinado, é aquele cujo limite superior é a superfície de saturação ou freático na qual todos os pontos se encontram à pressão atmosférica.

O termo ‘não confinado’ significa que a superfície freática não está confinada ou impedida de movimentar-se para cima e para baixo, através de materiais menos permeáveis, tais como camadas de argila. 

O aquífero A, na figura,  é do tipo livre. Observe como a superfície freática está sob pressão atmosférica, o fluxo é horizontal e o nível da água no poço localizado na posição 7 é virtualmente o mesmo que o nível da água fora do poço.

Podemos, então, dizer que, sob condições de fluxo horizontal, os níveis de água em poços penetrando um aquífero livre representam a posição da superfície do lençol freático em redor desse poço.

•      Aquífero confinado

Também chamado de aquífero sob pressão, aquífero confinado é aquele onde a pressão da água em seu topo é maior do que a pressão atmosférica.

Aquíferos confinados são formações geológicas permeáveis, que são contornadas abaixo e acima por materiais relativamente impermeáveis, e que estão sob pressões maiores do que a pressão atmosférica. Esses estratos de baixa permeabilidade separam os materiais que formam o aqüífero de permeabilidade mais alta do contato direto com a pressão atmosférica e impedem o movimento ascendentes e descendente da água.

Em função das camadas limítrofes, o aquífero confinado pode ser definido como: confinado não drenante e confinado drenante.

Aquífero confinado não drenante: é aquele em que as camadas limítrofes, inferior e superior, são impermeáveis. Na captação por sondagem nesse tipo de aquífero, a água jorra naturalmente sem necessidade de bombeamento e são os poços denominados “jorrantes” ou “artesianos”.

Aquífero confinado drenante: é aquele em que pelo menos uma das camadas limítrofes é semipermeável, permitindo a entrada ou saída de fluxos de água.

O aquífero B, na figura, ilustra um aquífero confinado. A área de afloramento do aquífero na localização 1 é a principal área de recarga. Entretanto, aquíferos que afloram em áreas topograficamente altas não são muito comuns. A maioria dos aquíferos confinados recebe recarga através de drenagem vertical de formações geológicas sobrepostas.

Figura 5 - Aquífero confinado e não confinado

•      Aquífero suspenso

É um caso especial de aquífero livre formado sobre uma camada impermeável ou semipermeável, a qual nem armazena nem transmite água. Tem extensão horizontal limitada e mas podem ser fontes adequadas para poços residenciais individuais, mas são inadequados como fontes para poços municipais bombeando por longos períodos.

Na Figura 2, os números 3 e 4 indicam aquíferos suspensos. Observe outra representação na Figura 3.

Figura 3 - Tipos de Aquíferos, mostrando a relação com o nível da água.

No campo, deve-se ter muito cuidado para não tomar-se erroneamente esta água não confinada como sendo o aquífero freático principal.

Zonas saturadas encontradas a muitos metros acima da profundidade esperada geralmente pertencem a aqüíferos suspensos.

Os aquíferos artesianos são aqueles em que a elevação da superfície piezométrica está sobre a superfície do terreno.

Figura 4 - Aquífero artesiano e superfície potenciométrica

Aquífero confinado e não confinado

Poços

Poços não artesianos: são os poços denominados comuns ou de "fundo de quintal".

A cavidade perfurada vai até o nível freático; portanto, dependendo da sua profundidade e do regime de chuvas, tem água permanente ou sem periodicidade.

Poços artesianos: a água penetra no aquífero confinado em profundidades crescentes, onde sofre a pressão hidrostática crescente da coluna de água entre a zona de recarga e um ponto em profundidade. Quando um poço perfura esse aquífero, a água sobe, pressionada pela pressão hidrostática, jorrando naturalmente.

•      Condições para poço artesiano

a) sequência de estratos inclinados, onde pelo menos um estrato permeável encontre-se entre estratos impermeáveis e

 b) situação geométrica em que o estrato permeável intercepte a superfície, permitindo a recarga de água nesta camada.

O poço, ao perfurar o aquífero, permite a ascensão da água pelo princípio dos vasos comunicantes.