Introdução ao Recurso Hidrico

Introdução ao Recurso Hidrico

(Parte 1 de 2)

1- INTRODUÇÃO

O aquecimento global não é a única ameaça à vida do planeta. Está em curso o que os especialistas qualificam de “crise da água” e que já compromete as condições de vida e saúde de uma parcela da população. Calcula-se que pelo menos um terço da população mundial já tenha dificuldades, entre severas e moderadas, de acesso à água, sobretudo nas regiões setentrional e norte da áfrica. Mais precisamente: 1,3 bilhões de pessoas não dispõe de água potável e 2 bilhões não são atendidas por serviços de esgotamento sanitário. Isso sem falar na poluição dos rios, lagos e outras fontes de abastecimento que provoca milhões de mortes, notadamente em crianças, que poderiam ter sido evitadas. Ao longo de milhares de anos a civilização sobreviveu consumindo a água disponível na superfície do planeta.

No último século, com o avanço da tecnologia, a humanidade passou a consumir também a água subterrânea, armazenada em lençóis freáticos, aqüíferos entre outros. O problema é que nas áreas áridas, semi áridas e nas grandes cidades, esse estoque de água começa a ficar comprometido. O quadro se agrava com a longa historia de uso inadequado dos recursos hídricos, poluição de mananciais e manejo irresponsável; deverá complicar-se ainda mais nos próximos anos com o crescimento de países, o aumento da concentração urbana e na conseqüente demanda por água potável.

2– DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA NO PLANETA

Toda preocupação que se faz hoje em dia a respeito do esgotamento das fontes de água doce faz se realmente sentido. Se hoje o planeta dispõe de água em relativa abundância, o mesmo não deverá acontecer daqui a cinco décadas, caso não se comece a tratar os recursos hídricos de que se dispõe como um bem finito, fazendo uso racional da água e dedicando-se a preservação ambiental.

Convivemos com a cultura do desperdício. Estima-se que quase a metade da água coletada pelas estações de tratamento se perca entre o reservatório e a torneira do consumidor, devido a problemas no sistema de abastecimento e falhas na operação. Soma-se isto ai desperdício provocado pelos usuários no seu consumo domestico.

Para refletir:

  • Cada habitante do planeta usa mil metros cúbicos de água por ano;

  • No sec. XX a população cresceu 3 vezes e consumo de água 6 vezes;

  • Há um volume de água estocado nos rios e nos lagos da ordem de 180 trilhões de metros cúbicos;

  • Os mais de 10 mil rios brasileiros estão de alguma forma comprometidos com a poluição;

  • As águas subterrâneas, com 95 % da água doce passível de utilização estão sendo comprometidas com o esgotamento sanitário;

  • Atualmente, 20% da população mundial, pouco mais de um bilhão de pessoas são responsáveis por mais de 80% do consumo global de energia e matéria primas. A grande maioria da humanidade é vítima da fome, da falta de habitação e saneamento básico. Por sua vez, esses 20 % que consomem muito, geram mais de 80% da degradação dos ecossistemas;

  • Segundo o IBGE, 51% dos domicílios da área urbana dispõem de rede coletora de esgoto. Destes, menos de 20 % estão conectados ás estações de tratamento. Cerca de 3 milhões de residências não contam com rede de abastecimento de água;

  • Os principais fatores que levam ao esgotamento das reservas de águas próprias para o consumo são:

- Aumento do desmatamento;

- lançamento de esgotos em rios e córregos;

- Expansão desordenada dos centros urbanos;

- Manejo inadequado de dos ecossistemas aquáticos.

Gráfico 1- Quantidade de água no planeta;

2.1 DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DOCE

Os dados que são utilizados pela mídia mundial são: De toda a água disponível na terra 97,6%  está concentrada nos oceanos. A água fresca corresponde aos 2,4% restantes. Você acha 2,4% pouco? Então ouça isso: destes 2,4% somente 0,31% não estão concentrados nos pólos na forma de gelo. Resumindo: de toda a água na superfície da terra menos de 0,02% está disponível em rios e lagos na forma de água fresca pronta para consumo.

Assustado? A realidade não é tão terrível quanto estes números parecem apontar. Em sua grande maioria estes números estão sendo manipulados, por alguns, de forma a criar uma verdadeira histeria coletiva em relação à água.

Local

Volume (km3)

Percentual do total (%)

Oceanos

1.370.000

97,61

Calotas polares e geleiras

29.000

2,08

Água subterrânea

4.000

0,29

Água doce de lagos

125

0, 009

Água salgada de lagos

104

0, 008

Água misturada no solo

67

0, 005

Rios

1,2

0, 00009

Vapor d’água na atmosfera

14

0, 0009

Fonte: R.G. Wetzel, 1983.

2.2- DISTRIBUIÇÃO e USO DA ÁGUA NO BRASIL

Apesar de o Brasil ser destaque mundial no potencial de água doce, com cerca de 14% das reservas do Planeta, esta quantidade  não oferece as condições de qualidade necessárias ou exigidas pelo consumo humano.

O desperdício, a falta de cuidado com as nascentes, a poluição, o desmatamento e o mau uso, interferem na garantia do direito à água como bem vital. A desigualdade no processo de distribuição começa com a falta de racionalidade no uso, seja doméstico ou industrial, e tem visibilidade máxima de carência da zona rural, onde em regiões do semi-árido nordestino, por exemplo, pode-se constatar a importância de cada gota e copo de água necessária à vida.

Os 6 bilhões de habitantes do Planeta Terra que dependem da água para garantir a vida, parecem ainda não ter se dado conta  da importância do uso racional deste precioso e escasso liquido. A diferença entre oferta e consumo é desproporcional, desequilibrada, desigual. Enquanto o consume médio per capita do europeu é de 140 litros /dia e do americano de 250 litros /dia, em algumas  regiões do Brasil  chega a ser 250 litros  por semana, quando há  oferta.

Gráfico 2- Distribuição da água por região.

Gráfico 3- Uso da água no mundo.

Gráfico 4- Uso da Água no Brasil.

De acordo com a fonte consultada, estas porcentagens podem apresentar alguma variação, mas, de uma forma geral ela não é significativa.

Atualmente temos a impressão de que a água no planeta está acabando, mas isso não é verdade. A quantidade de água no planeta é invariável, e se mantém constante ao longo de centenas de milhões de anos. Isso ocorre devido ao ciclo da água, que apenas altera o seu estado físico. O que varia muito é distribuição de água no planeta, com regiões com grande disponibilidade deste recurso e outras com escassez. E também, como resultado da ação do humana, a qualidade da água vem sendo comprometida ao longo dos anos, pela poluição e pela contaminação, causando uma redução do volume de água aproveitável da Terra.

Abaixo podemos ver dois mapas que mostram a media anual de chuvas e a disponibilidade de água no mundo. Observando os mapas podemos perceber que nem sempre as regiões com maior quantidade de chuva apresentam grande disponibilidade de água. Isso acontece por que a disponibilidade de água não depende somente da quantidade de chuvas, mas também de outros fatores como clima da região, tipo de solo, densidade populacional e atividades desenvolvidas na região. Eles podem implicar em uma maior ou menor demanda de água, bem como, dependendo do tipo de atividade, comprometer a qualidade da água pela poluição ou contaminação, tornando-a indisponível para o consumo.

FIGURA 1 – PRECIPITAÇÃO MEDIA ANUAL MUNDIAL

FIG. 2 - A DISPONIBILIDADE DE ÁGUA NO MUNDO (FONTE BEAUX, J. F. "L'ENVIRONENMENT REPÈRES PRATIQUES" PARIS, NATHAN, 1998)

O Brasil é altamente privilegiado em termos de disponibilidade hídrica global. Nós temos um volume médio anual de 8.130 km³, nós temos um volume médio anual de 8.130 km³, que representa um volume per capita de 50.810 m³/hab.ano. Mas a distribuição no Brasil, assim como no mundo, é bastante irregular. O Brasil concentra em torno de 12% de água doce disponível em rios e abriga o maior rio em extensão e volume do planeta, o Amazonas. Além disso, mas de 90% do território brasileiro recebe chuvas abundantes durante o ano e as condições climáticas e geológicas propiciam a formação de uma extensa e densa rede de rios, com exceção do Semi-Árido, onde os rios são pobres e temporários. Essa água, no entanto é distribuída de forma irregular, apesar da abundancia, termos gerais. A Amazônia, onde estão as mais baixas concentrações populacionais, possui 78 % da água superficial. Enquanto isso no Sudeste, essa relação se inverte: a maior concentração populacional do país tem disponível 6% do total da água.

Mesmo na área de incidência do semi-árido ( 10% do território brasileiro, quase metade dos estados do Nordeste), não existe uma região homogênea. Há diversos pontos onde a água é permanente, indicando que existem opções para solucionar problemas socioambientais atribuídos à seca.

3. CICLO HIDROLOGICO E A SUSTENTAÇÃO DA VIDA

Pode se definir ciclo hidrológico como a seqüência fechada de fenômenos pelos quais a água passa da superfície terrestre para a atmosfera, na fase de vapor, e regressa àqueles nas fases liquida e sólida. Transferência da água para a atmosfera, sob forma de vapor, dá-se por evaporação direta, por transpiração das plantas e dos animais e por sublimação ( passagem direta da água da fase solida para a de vapor). A quantidade de água mobilizada pela sublimação no ciclo hidrológico é insignificante em proporção a que é envolvida na evaporação e na transpiração, cujo processo se designa por evapotranspiração.

O vapor de água é transportado pela circulação atmosférica e condensa-se após percursos muitos variáveis, que podem ultrapassar 1000 km. A água condensada dá lugar à formação de nevoeiro e nuvens e a precipitação a partir de ambos.

A precipitação pode ocorrer na fase liquida (chuva ou chuvisco) ou na fase solida (neve ou granizo). A água precipitada na fase de sólida apresenta estrutura cristalina no caso de neve e com estrutura granular, regular em camadas, no granizo, e irregular, por vezes nos agregados de nódulos, que podem atingir a dimensão de uma bola de tênis.

A precipitação inclui também a água que passa da atmosfera para a superfície terrestre por condensação do vapor da água (orvalho) ou por congelação daquele vapor (geada) e por intercepção das gotas de água dos nevoeiros ( nuvens que tocam o solo ou o mar).

A água que se precipita nos continentes e pode o tomar vários destinos. Uma parte é devolvida diretamente à atmosfera por evaporação; a outra origina o escoamento à superfície do terreno, escoamento superficial, que se concentra em sulcos, cuja reunião dá lugar aos cursos de água, que se concentra. Pode ocorrer também a percolação, quando a água penetra na camada superficial do solo e dentro desta forma um fluxo laminar. A parte restante infiltra-se, isto é, penetra no interior do solo subdividindo-se numa parcela que se acumula na sua parte superior e pode voltar à atmosfera por evapotranspiração e noutra que caminha em profundidade até atingir os aqüíferos e vai constituir o escoamento subterrâneo.

Tanto os escoamento superficial como os escoamentos subterrâneos vão alimentar os cursos de água que deságuam nos lagos e nos oceanos, ou vão alimentar diretamente esses últimos.

O escoamento superficial constitui uma resposta rápida a precipitação e cessa pouco tempo depois dela. Por sua vez, o escoamento subterrâneo, em especial quando se dá através de meios porosos, ocorre com grande lentidão e continua a alimentar o curso de água longo tempo após ter terminado a precipitação que o originou. Assim, os cursos de água alimentados por aqüíferos apresentam regimes de caudal mais regulares.

Os processos do ciclo hidrológico ocorrem, como se descreveu, na atmosfera e no solo, pelo que se pode dividir o ciclo da água em dois ramos: aéreo e terrestre.

A água que se precipita nos continentes vai, assim, repartir-se em três parcelas: uma que é reenviada para a atmosfera por evapotranspiração e duas que produzem escoamento superficial e subterrâneo.

Esta repartição é condicionada por fatores vários, uns de ordem climática outros de acordo com as características físicas do local onde incide a precipitação: inclinação, tipo de solo, seu uso e estado, e subsolo.

Assim, a precipitação ao incidir numa zona impermeável, origina escoamento superficial e evaporação direta da água que se acumula e fica disponível a superfície. Incidindo num solo permeável, pouco espesso, sob uma formação geológica impermeável, produz escoamento superficial, evaporação da água disponível à superfície e ainda a evaporação da água que foi retida pela camada do solo de onde pode passar à atmosfera. Em ambos os casos não há escoamento subterrâneo; este ocorre no caso de a formação geológica subjacente ao solo ser permeável e espessa.

O ciclo hidrológico é um agente modelador da crosta terrestre devido à erosão e ao transporte e deposição de sedimentos por via hidráulica. Condiciona a cobertura vegetal e, de modo mais genérico, a vida na Terra.

O ciclo hidrológico em escala planetária pode ser encarado como um sistema de destilação gigantesco, estendido a todo o Globo. O aquecimento das regiões tropicais devido à radiação solar provoca a evaporação contínua da água dos oceanos, que é transportada sob a forma de vapor pela circulação geral da atmosfera, para outras regiões. Durante a transferência, parte do vapor de água condensa-se devido ao esfriamento e forma nuvens originando a precipitação. O retorno às regiões de origem resulta da ação combinada entre o escoamento dos rios e das correntes marítimas.

A característica essencial de qualquer volume de água superficial localizada em rios, lagos, tanques, represas artificiais e águas subterrâneas são a instabilidade e mobilidade. Todos os componentes sólidos, líquido e gasosos ( as três fases em a água existe no planeta) são partes do ciclo dinâmico da água, este ciclo, perpetuo. A fase mais importante para o homem deste ciclo é justamente a fase liquida, em que a água está disponível para a sua utilização.

Os fatores que impulsionam o ciclo hidrológico são a energia térmica solar, a força dos ventos, que transportam vapor d’ água para os continentes, a força da gravidade responsável pelos fenômenos de precipitação, da infiltração e deslocamento das massas de água.

FIGURA 3- CICLO HIDROLÓGICO.

Como já vimos anteriormente, a distribuição da água é desigual nas diferentes partes do planeta, causando problemas de potabilidade e disponibilidade nos continentes, e também em muitas regiões, não é homogênea durante o ano, o que causa desequilíbrio e desencadeia ações de gerenciamento diversificadas para enfrentar a escassez ou o excesso de água.

Com o aumento e diversificação da atividade econômica, a dependência dos recursos hídricos aumenta, especialmente em regiões com variabilidade anual grande no ciclo e áridas. As pressões sobre os usos dos recursos hídricos provêm de dois grandes problemas que são o crescimento da populações humanas e o grau de urbanização. Com isso ocorre o aumento das necessidades para irrigação e produção de alimentos. A redução no volume disponível e a apropriação dos recursos hídricos em escala maior e mais rápida têm produzido grandes alterações nos ciclos hidrológicos regionais; por exemplo, a construção de barragens aumenta a taxa de evaporação, a construção de canais produz desequilíbrios no balanço hídrico, a retirada de água em excesso para a irrigação, diminui o volume dos rios e lagos.

Igualmente importante do ponto de vista quantitativo é o grau de urbanização que aumenta as áreas impermeáveis do solo, interferindo na drenagem e aumentando o escoamento superficial, o que vai diminuir a capacidade de reserva de água na superfície e nos aqüíferos.

Os impactos qualitativos são inúmeros e variáveis e têm conseqüências ecológicas, econômicas, sociais e na saúde humana. Por exemplo, a descarga de fontes difusas e pontuais de nitrogênio e fósforo nos rios, lagos e represas. Os esgotos não tratados e o uso de fertilizantes produzem o fenômeno de eutrofização cujos efeitos ecológicos, na suade humana e nos custos de tratamento de água são relevantes, especialmente em regiões de intensa urbanização.

Para determinar a disponibilidade hídrica de uma bacia ou região os engenheiros hidrólogos avaliam a quantidade de água que entra no sistema através da precipitação ou outras fontes e a quantidade de água que sai do sistema pela vazão dos rios e captação para atividades humanas. Com a utilização de formulas complexas é realizado o balanço hídrico desta área de estudo, que serve como ferramenta para a implantação de programas de gestão de recursos hídricos na região.

4.ÁGUAS SUPERFICIAIS E SUBTERRÂNEAS

Águas Superficiais: São todas aquelas águas no estado líquido que ocorrem em forma de corpos variados com superfície livre, em contato direto com a atmosfera, ou seja, acima da superfície topográfica. Exemplo: rios, lagos, córregos, vertentes e todos os meios de captação e contenção de águas pluviais (chuvas). A ciência que estuda as águas superficiais é a Hidrologia.

Águas Subsuperficiais: Ao contrário das águas superficiais, são toda e qualquer água ocorrente na litosfera, ou seja, abaixo da superfície topográfica. Exemplo: águas p

  • Água do solo e do freático :

A água do solo é a umidade presente no solo, as forças que a comandam são as eletroquímicas – adsorção e capilaridade. O freático livre é a água presente nas camadas superiores e que encontram-se sob influência da pressão atmosférica. Ao contrário das águas subterrâneas oconfinadas, as águas do solo e do freático estão susceptíveis de contaminantes superficiais

  • Água Subterrânea:

Água subterrânea é toda a água que ocorre abaixo da superfície da Terra, preenchendo os poros ou vazios intergranulares das rochas sedimentares, ou as fraturas, falhas e fissuras das rochas compactas, e que sendo submetida a duas forças (de adesão e de gravidade) desempenha um papel essencial na manutenção da umidade do solo, do fluxo dos rios, lagos e brejos. As águas subterrâneas cumprem uma fase do ciclo hidrológico, uma vez que constituem uma parcela da água precipitada.

Após a precipitação, parte das águas que atinge o solo se infiltra e percola no interior do subsolo, durante períodos de tempo extremamente variáveis, decorrentes de muitos fatores:

- porosidade do subsolo: a presença de argila no solo diminui sua permeabilidade, não permitindo uma grande infiltração;

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