Vamos analisar agora a primeira etapa do nosso Ciclo de Uso/Reuso da Água, a Captação.

Figura 7. A etapa de Captação no Ciclo de Uso/Reuso da Água

Cerca de 97% da água disponível na terra é salgada (oceanos e mares), e apenas 3% é água doce. Entretanto é importante lembrar que “nas bacias sedimentares a salinidade da água tende a aumentar com a profundidade. ”E portanto nesses casos a água doce existe apenas nas camadas mais superficiais.

Dos 3% de água doce restante, apenas 1% (ou 0,03% do total) são águas de superfície enquanto que 20% (ou 0,6% do total) de toda a água doce se encontra no subsolo, conforme a figura abaixo:

Figura 8. Distribuição Aproximada da Água Doce no Planeta

Portanto existe aproximadamente 20 vêzes mais água doce no subsolo do que na superfície.

Conforme a resolução CONAMA No. 357 de 2005, a classificação de água doce, salobra ou salina é feito pelo seguinte critério:

A água de superfície engloba os lagos, umidade do solo, vapor atmosférico, água incorporada em biomassa viva e rios. Dessa fração de águas de superfície 52% (ou 0,015% do total) estão nos lagos e apenas 1% (0,0003% do total) estão nos rios. Toda a água do planeta circula através de diferentes compartimentos: atmosfera, hidrosfera, geosfera e biosfera, por diferentes processos, evaporação, precipitação, escoamento superficial e infiltração, no chamado ciclo hidrológico:

Figura 9. Ciclo Hidrológico (Fonte: USGS)

O oceano está continuamente perdendo água, que se evapora de sua superfície. Todavia, os volumes de entrada e saída de água dos oceanos são equilibrados e eles permanecem constantes por curtos intervalos do tempo geológico, como anos, décadas ou mesmo séculos.

Mas em grandes escalas de milhares a milhões de anos, entretanto, o equilíbrio pode mudar. Durante a última Idade do Gelo (ao redor de 20.000 anos atrás), por exemplo, quantidades significativas de água do mar foram convertidas em gelo glacial e o nível do mar foi rebaixado por mais de 100 m.(Fonte: O Ciclo da Água)

No Ciclo Hidrológico água pode ficar armazenada em diferentes "reservatórios" com diferentes tempos de residência. A tabela abaixo descreve os tempos de residência aproximados nos diferentes reservatórios pelos quais a água passa no seu ciclo.(Fonte: Para Entender a Terra, 2006

Pela análise destes valores pode-se entender porque a poluição dos aquíferos (águas subterrâneas) assume proporções mais graves do que a poluição dos rios.

Parte da água das chuvas escoa para os rios e lagos e parte é absorvida pelo solo. Pela gravidade, a água tende a descer numa velocidade proporcional à permeabilidade do subsolo, num processo chamado de percolação. A água irá descer até encontrar uma camada de rocha ou argila impermeável formando um lençol de água.

Figura 10. Estrutura Típica de um Aquífero Subterrâneo (Fonte: SMA/SP)

Na camada superficial de solo encontra-se a zona de aeração ou insaturada onde as partículas de solo estão cobertas com um filme de água, mas ainda existe ar entre as partículas. Mais abaixo está a zona saturada, onde a água deslocou todo o ar, é o chamado lençol de água subterrânea e corresponde a ~0,6% de toda a água no planeta ou ~20% da água doce disponível. A parte superior da região saturada das águas subterrâneas é chamada lençol freático. Em alguns locais, ele ocorre exatamente na superfície do solo dando origem aos pântanos. Quando o lençol freático repousa sobre o solo, encontramos lagos e água corrente.

Alguns aquíferos estão situados entre camadas de rocha impermeável; eles são chamados aquíferos confinados. O aquífero artesiano é um caso particular de aquífero confinado onde ocorre a surgência natural.

Nos Estados Unidos, quase metade da população é abastecida com água extraída dos aquíferos subterrâneos e uma grande parte da água subterrânea é usada para irrigação.

Na Europa, a proporção de água potável pública extraída dos aquíferos chega a quase 100% na Dinamarca, Áustria e Itália e quase dois terços na Alemanha, Suíça e Países Baixos.

No Brasil a extração de águas subterrâneas, para abastecimento público, irrigação, tem aumentado nos últimos anos muitas vezes de forma descontrolada. Em Recife por exemplo, o bombeamento excessivo de água subterrânea tem causado a intrusão da cunha salina, permitindo a penetração de água salgada no aquífero comprometendo o seu uso como água potável. Mais informações podem ser encontradas no artigo Panorama da Qualidade das Águas Subterrâneas no Brasil.

Na região de Bebedouro (interior paulista) estudos geofísicos concluíram que a perfuração de 10 poços profundos (120 a 200 m), para irrigar plantações de laranja nos meses mais secos, estariam causando os cerca de 3 mil tremores registrados nos últimos 5 anos conforme artigo publicado na revista Pesquisa FAPESP com o título: Quando os homens fazem a terra tremer em abril de 2010.

As águas subterrâneas têm sido consideradas tradicionalmente uma fonte de água pura, devido à sua filtração através do solo e ao longo tempo de residência no solo, contendo menos matéria orgânica e microorganismos do que rios e lagos. Entretanto evidências recentes têm mostrado que nem sempre isso é verdade, devido à dissolução de minerais, e compostos orgânicos, de ocorrência natural e antropogênica.

Na realidade a água é um solvente e tende a dissolver os elementos constituintes dos minerais com os quais entra em contato.

Por exemplo, na região do Vale do Rio Pardo e Rio Taquari, RS, Brasil, a ocorrência de fluorose dental vem sendo diagnosticada como uma patologia associada ao consumo prolongado de água subterrânea com excesso de íons fluoreto.(Fonte: Água &Saúde, 2010)

Atualmente existe uma nova ciência chamada Geologia Médica que é definida como a ciência que estuda as relações entre os materiais, seus processos geológicos e seus impactos na saúde humana e de animais, identificando e caracterizando fontes naturais e antropogênicas de substâncias tóxicas no ambiente.

Também é o caso do ferro em sistemas aquíferos como Alter do Chão, Missão Velha e Barreiras e de elevados teores de cromo em águas do sistema aquífero Bauru-Caiuá que muitas vezes inviabiliza o seu uso. (Fonte: Panorama da Qualidade das Águas Subterrâneas no Brasil)

O Serviço Geológico do Brasil (CPRM) mantém o Programa Nacional de Pesquisas em Geoquímica Ambiental e Geologia Médica (PGAGEM) que tem como principal objetivo o levantamento geoquímico ambiental para fornecer subsídios à saúde pública em todo o território brasileiro, através da amostragem de água, solo e sedimentos de fundo de rios e lagos e análise para identificação de elementos e compostos essenciais e/ou prejudiciais à ingestão humana e/ou animal.

A água é essencial para muitos processos geológicos. Os rios e o gelo glacial são os principais agentes de erosão, ajudando a esculpir a paisagem dos continentes. A água é essencial, também, ao intemperismo, como solvente dos minerais das rochas e do solo ou como um agente de transporte que carrega para longe materiais dissolvidos e alterados. A água que se infiltra nos materiais superficiais forma imensos reservatórios subterrâneos; ela também tem o papel de lubrificar os materiais envolvidos em escorregamentos e outros movimentos de massa.(Fonte: Para Entender a Terra, 2006)

Por isso a importância da integração das ciências geológicas, Geoquímica Ambiental, Hidrogeologia e Geotecnia Ambiental, nos estudos dos fluxos e características da água tanto em superfície como em subsuperfície, para um adequado gerenciamento dos recursos hídricos:

Figura 11. Integração das Ciências Geológicas

Para quem quiser conhecer mais sobre Águas Subterrâneas, visite o site do Prof. Eurico Zimbres.