Terra - A água no nosso planeta
Menos de 3% de água doce - Mais de 97% de água salgada
Porém: água doce líquida disponível - apenas 1%
(praticamente só de  água subterrânea)
Parte XIX b – Série ÁGUA

Helcias Bernardo de Pádua
helciaspadua@yahoo.com.br
CFBio 00683.01-D
tel. 011-9568.0621
junho/2005 - SP

Os homens têm vivido pelo princípio de que
“a autopreservação é a primeira lei da vida”, mas isto é um falso pressuposto.
Diria que a “ preservação do outro é a primeira lei da vida”.
E é a primeira justamente porque não podemos preservar o ser
 sem o cuidado de preservar outros seres
”A Casa Mundial” - Martin Luther King – (*)
(Where do we go from here: Chaos or Community, 1967) 

A Terra é o único planeta do sistema solar aonde encontra-se água no estado líquido e, chama-se de hidrosfera a cobertura aquosa desse planeta, isso é, toda a sua água. As águas da hidrosfera podem ser  oceânicas, continentais ou atmosféricas.

- Visto pelo lado de fora, o planeta TERRA deveria se chamar ÁGUA, com algumas "ilhas" de terra firme rodeadas então pelos oceanos.
- Praticamente todas as formas de vida conhecidas dependem desse líquido, a água, o que explica o fato dos nossos organismos serem encontrados apenas na Terra. Por enquanto até agora.
- Suspeitava-se que na Lua havia água líquida, porém pesquisas recentes descartaram esta possibilidade.
- A água pode ser encontrada também nos satélites de Júpiter.

A maior parte da água do nosso planeta Terra, cerca de 97% , esta nos oceanos e mares. Esta água é tida como água salgada, por conter substâncias chamadas sais. A água de rios e lagos é conhecida como água doce, porque não possui a enorme quantidade de sal que tem a água do mar. Deve-se tomar muito cuidado com esta definição, porque água doce não quer dizer água com açúcar ou adocicada, mas sim com muito menos sal em relação à água dos oceanos.

Cerca de 2/3 da superfície desse planeta é ocupada  por mares e vastos    oceanos.   Já seus pólos  e  suas vizinhanças estão cobertos   pelas águas sólidas das gigantescas geleiras   com água doce. A pequena quantidade de água doce restante divide-se entre a atmosfera, o subsolo, os rios e os lagos. Estimam-se em cerca de 1,35 milhões de quilômetros cúbicos o volume total de água na Terra.

Uma grande quantidade de água doce esta debaixo do solo, conhecida como água subterrânea. Dependendo do local onde se encontra, formam-se verdadeiros rios subterrâneos, conhecidos como lençóis dágua ou freáticos. Quando tal água se encontra mantida em profundidades maiores são chamadas de aqüíferos, embora se comuniquem, por vezes, com a superfície. Em muitos locais são feitos poços ou perfurações no solo para se captar estas águas.

Águas continentais: são aquelas encontradas no interior dos continentes, em rios, riachos, lagoas, etc., e também no interior do solo, (águas subterrâneas). Na maior parte são doce, porém carregam sais presentes no solo e nas rochas. Ao longo do tempo os sais carregados pelos rios e estuários e deltas, desembocam nos mares mantendo-se assim e tornando a água do mar salgada. Quando um rio encontra o mar, as águas se misturam em áreas chamadas de estuários.

obs.:
Um estuário é a parte final de um rio que se encontra em contato com o mar. Por esta razão, um estuário sofre a influência das marés e possui tipicamente água salobra. Do ponto de vista da ecologia e da oceanografia, um estuário é uma região semi-fechada do oceano influenciada pelas descargas de água doce de terra, quer seja um ou mais rios, ou apenas da drenagem do continente, (http://pt.wikipedia.org/wiki)..
 Há vários formas de estuários, determinadas não só pela geomorfologia da costa, mas também pelas  características do(s) rio(s) e das massas de água oceânicas que ali se encontram. Muitas vezes, usa-se a palavra estuário em contraposição ao delta, onde o rio se mistura com o mar através de vários canais ou braços do delta. No entanto, um delta pode considerar-se também uma região estuarina. Por outro lado, um "mar interior" como o Mar Báltico pode apresentar em toda a sua extensão as características de um estuário. Um aspecto muito importante é que, devido aos nutrientes que as águas de terra transportam, um estuário é geralmente uma região com elevada produtividade biológica. No entanto, devido a ser uma  região semi-fechada, sofre particularmente os efeitos da poluição e pode transformar-se num deserto  biológico, (http://pt.wikipedia.org/wiki). Triste, não!

Atenção: - certas águas continentais são enquadradas genericamente como água doce e até inequivocamente estudadas como então, embora apresentem pequenas mas evidentes concentrações de sais metálicos, ou seja alguma salinidade, portanto devendo ser vistas como águas de “baixa salobridade” ou até mesmo “águas oligohalinas continentais”. São águas que percorrem solos (internos e/ou expostos), contendo carbonatos de cálcio, magnésio, sódio, etc.. Apresentam dureza e alcalinidade bem mais elevada que as comumentemente denominadas de “doce”. Como exemplo típico temos a maioria das águas localizadas na região da Serra da Bodoquena/MS-Br, com alcalinidade e dureza variando de  150mgCaCO3/l até acima de 300mgCaCO3/l.

O mangue é um sistema aquático costeiro, por assim dizer, de interessante aspecto e que se localiza em área de transição entre a terra verdadeiramente firme e a outra área ocupada permanentemente pela água. O mangue é inundado periodicamente, a mercê das marés, e é característico das áreas tropicais. Esta água não é doce nem salgada, mas sim água salobra. Os organismos que aí vivem são adaptados às condições deste ambiente.

Os manguezais, também chamados mangais (mangal) e de mangue, formam um ecossistema costeiro de transição entre os ambientes terrestre e marinho, encontrado em regiões tropicais e subtropicais, (equatório-subtropical). Os manguezais são bastante complexos e os mais produtivos do planeta, estando sujeitos  ao regime das marés, dominado por espécies vegetais típicas, às quais se associam a outros componentes vegetais e animais, (wikipedia op cit.).
O ecossistema manguezal está associado às margens de baías, enseadas, barras, desembocaduras de rios, lagunas e reentrâncias costeiras, onde haja encontro de águas de rios com a do mar, ou diretamente expostos à linha da costa. A sua cobertura vegetal, ao contrário do que acontece nas praias arenosas e nas dunas, instala-se em substratos  de  formação recente, de pequena declividade, sob a ação diária das marés de água salgada ou, pelo menos, salobra. A riqueza biológica dos ecossistemas costeiros faz com que essas áreas sejam os grandes "berçários" naturais, tanto para as espécies características desses ambientes, como para peixes e outros animais que migram para as áreas costeiras durante, pelo menos, uma fase do ciclo de sua vida. (wikipedia  op cit.). Embora possam apresentar aspectos cênicos não tão admiráveis, com solo escorregadio, lamacento, escuro e até mau cheiroso, tais ambientes são de grande importância para o equilíbrio ecológico.

Já as águas oceânicas estão nos mares e oceanos. Essas águas são salgadas porque nelas há muitos sais  minerais dissolvidos, especialmente o cloreto de sódio, componente do sal de cozinha.
Para terminar, as águas atmosféricas são doces suspensas na atmosfera, estando na forma de vapor de pequenas gotas d’água líquida, compondo as nuvens que se precipitam em forma de chuva.
 
ÁGUA – nos organismos

A água também está presente no corpo dos seres vivos e sem ela a vida, como se conhece, não seria possível. É nela que se originou e é dela que depende a vida, sendo que a sua falta é muito mais prejudicial para os seres  vivos do que a falta de alimento. Quando o organismo perde mais água do que consegue repor, ocorre a  desidratação, sendo particularmente grave em crianças e a causa freqüente da mortalidade infantil. Percebemos a existência da água em nosso corpo quando transpiramos, urinamos ou choramos, embora nestes casos a água esteja misturada com outros produtos do nosso metabolismo.
A quantidade de água no corpo de um organismo está relacionada com o seu metabolismo e o seu habitat podendo ser encontra dentro das células, nos  espaços que existem entre elas, no sangue, no suor, etc., auxiliando, em alguns seres vivos, no controle da temperatura corporal. Ao ser eliminada pelo suor, a  água evapora retirando o calor do corpo e evitando que  a temperatura fique muito alta.
Nas plantas, a água participa da absorção de nutrientes, condução de seiva e transpiração. Frutas, verduras e legumes tem água em quantidade variável, até podendo-se diz inclusive que “alguns frutos são mais aguados" do que outros. Uma semente apresenta cerca de 10% de água. Aproximadamente no corpo do peixe tem-se 67% de água, numa perereca 78%, enquanto que nas baratas 60%. No ser humano tem-se 75% de água, na maçã 80% e no caracol 85%. Já a água-viva, um celenterado livre-natante marinho, apresenta 98% de água constituindo o seu corpo.

ÁGUA - de onde veio a primeira gota ?

A origem da primeira água na história da Terra está relacionada com a formação da atmosfera, ou seja, a degaseificação do planeta, significando que ocorre liberação de gases de um líquido quando este é aquecido ou resfriado, (importante), fenômeno atuante até hoje, tendo seu início no resfriamento geral da Terra, após a fase inicial de fusão parcial.
Nesse gradativo resfriamento e formação de rochas ígneas, foram liberados gases, principalmente vapor de água e gás carbônico, entre vários outros, como subprodutos voláteis da cristalização do magma. A geração da água sob forma de vapor é observada nas erupções vulcânicas até hoje em dia, sendo chamada de “água juvenil”, sustentado assim o que foi dito acima sobre a origem da água.
Porém, logo tem-se como continuidade do raciocínio, outra dúvida: o volume de água que atualmente compõe a hidrosfera foi gerado gradativamente ao longo do tempo geológico ou surgiu repentinamente num certo momento desta história?
Os geólogos defendem a segunda possibilidade. Existem evidências geoquímicas que suportam a formação de quase toda a atmosfera e a água hoje disponível nesta primeira fase de resfriamento da Terra. Desde então, este volume teria sofrido pequenas variações, apenas por reciclagem, através do ciclo das rochas.

Propriedades físicas da água

A água é considerada como o solvente universal pois tem a capacidade de dissolver as substâncias. A água é capaz de quebrar, como se estivesse desmanchando partículas como o açúcar ou sal em partes tão pequenas que não conseguimos mais enxergá-las. Assim, colocando-se algumas colheres de açúcar ou sal num copo com água e mexendo podemos dizer que desaparece, porque não o enxergamos mais, porém o açúcar ou sal ainda está no copo, ou melhor, está dissolvido na água, portanto não sumiu! Mas se continuar colocando açúcar ou sal na água até conseguir observá-los no fundo do copo ou depois de uma determinada quantidade de açúcar ou sal colocada, a água não é mais capaz de dissolvê-los. Dizemos então que neste momento foi atingido o ponto de saturação, ou seja, não importa a quantidade da substância, pois não ocorrerá mais dissolução.

Ela, a água é a única das substâncias naturais encontrada na natureza nas três fases: líquida, sólida e gasosa em constante interação e em movimento na atmosfera. Sua temperatura de congelamento  é de 0°C e ebulição 100°C , isso ao nível do mar. Tem também um alto calor específico, significando que pode absorver grande quantidade de calor antes de se tornar quente, isto explica a sua valiosa contribuição em sistemas de refrigeração em geral e do seu uso como fluido de radiadores nos automóveis. Tal  propriedade física, ou seja seu alto índice de calor específico, a água ajuda a regular a taxa da temperatura do ar, porque a temperatura varia de forma mais gradual entre as estações, em locais próximo à grandes massa d’água. Por possuir um elevado calor específico é necessário fornecer ou retirar uma grande quantidade de calor para que se altere a sua temperatura. O calor específico é a quantidade de calor necessária para alterar em 1°C a temperatura. 

Um outro interessante exemplo prático de uma das propriedades físicas da água, e que podemos perceber facilmente, é quando esquentamos um copo de papel com água dentro. Observamos que o papel não queima instantaneamente, e que a temperatura da água aumenta. Isso acontece porque a água é capaz de absorver o calor do copo, de modo que este não queime. A água nesse caso tem que evaporar e o papel secar. Só então ocorre queima do mesmo. Essa capacidade é conhecida como capacidade térmica, e no caso da água se diz ter alta capacidade térmica, porque é necessário fornecer muito calor para conseguir aumentar a temperatura da água e ela se evaporar. Os bombeiros utilizam essa propriedade para resfriar ou retardar a queima de corpos diversos ou material qualquer.

Ainda mais: para cada grama de água que se evapora são necessárias 580 calorias. Essa propriedade chama-se  calor latente. que no caso é bastante alto, ou seja, podemos citar que é o dobro de energia necessária para evaporar a mesma quantidade de álcool ou amônia. Tal característica é muito importante para moderar o clima da Terra, pois uma considerável quantidade de energia do sol é gasta durante o processo de evaporação da superfície terrestre. Com a água evaporando a superfície que resta se resfria, contribuindo, portanto, para a estabilização da temperatura.

Também, a água é ótima condutora de calor ou  muito mais facilmente do que qualquer outro líquido, tendo apenas como exceção o mercúrio, o que explica o porque dos grandes corpos de água como represas, lagos e oceanos terem uma uniformidade vertical no perfil de temperatura.
Ainda mais, graças à esta alta capacidade térmica, os vegetais conseguem absorver a radiação solar (para realizar a fotossíntese) sem se queimarem. A transpiração, tanto nos vegetais quanto nos animais, tem o mesmo efeito: auxilia o resfriamento do corpo, pois a água, quando evapora, absorve uma grande quantidade de calor do meio onde está. Outro exemplo é a água do mar ou mesmo piscina, ou seja, quando há uma variação grande de temperatura externa, a temperatura da água quase não se altera, possibilitando banhos confortáveis por um certo tempo.

A tensão superficial da água é elevada. Ao colocar-se em um copo com água, objetos como palito, folhinha, alfinete, gilete ou tampa de caneta e depois pingar-se algumas gotas de detergente na água, observa-se que os objetos mais pesados afundam mais rapidamente. Devido às características físicas e químicas da água forma-se uma tensão superficial. Esta tensão é uma força capaz de manter a água unida, coesa, como se existisse uma capa cobrindo a água. Objetos leves não conseguem romper esta camada, e portanto não afundam, e às vezes nem se molham. O detergente, porém, é capaz de romper esta película que se forma na superfície da água, "quebrando" a tensão superficial. Tal propriedade permite que alguns insetos, como os besouros, por exemplo, consigam se movimentar na superfície da água. Além de leves, as patas dos insetos são largas e desta maneira diminuem a pressão do corpo na água. Lembre-se de que quanto maior a área de um corpo, menor é a pressão que ele exerce numa superfície.

A  tensão superficial também é responsável pela ação da capilaridade, com a qual permite mover-se, junto com suas substâncias dissolvidas, pelas nossas veias e capilares, como pelas raízes e vasos lenhosos das plantas. Vejamos: ao pingar algumas gotas de corante num copo com água, pode ser a anilina, azul de metileno ou tinta guache e em seguida colocar uma rosa no copo e esperar alguns minutos, cerca de 30 minutos. No caso as pétalas mudam de cor porque o corante é transportado pela água através dos vasos condutores das plantas, do ramo até a flor. Esta simples prática caracteriza a capacidade de transporte de líquidos ou partículas que a água possui. A capacidade da água de transportar substâncias é vital nos seres vivos, pois o sangue, que é constituído por aproximadamente 60% de água, transporta gases, nutrientes e produtos da excreção para diferentes partes do corpo.

A água é uma das poucas substâncias que são menos densas como sólido do que como líquida. Enquanto a maioria das substancias se contraem quando sólidas a água expande-se. A densidade da gelo é quase 10 vezes menor do que a da água. A densidade aumenta até um máximo em 3,98°C. O congelamento da água causa sua expansão. Quando a água é resfriada esta se expande rapidamente adicionando 9% ao volume. A água é a única substância no planeta onde sua máxima densidade não ocorre quando se torna solidificada.

Temperatura X Densidade da água

Temperatura (° C)              Densidade (g/cm3)
0 (sólido)          0,9150
0 (líquido)         0,9999
4                      1,0000
20                    0,9982
40                    0,9922
60                    0,9832
80                    0,9718
100 (gás)          0,0006

Outras propriedades da água

ÁGUA - como se distribui?

  Distribui-se na atmosfera e na parte superficial da crosta até uma profundidade de aproximadamente 10 km abaixo da interface atmosfera/crosta, constituindo a hidrosfera, que consiste em uma série de reservatórios como os oceanos, geleiras, rios, lagos, vapor d’água, água subterrânea e água retida nos seres vivos. O constante intercâmbio entre estes reservatórios compreende o ciclo da água ou ciclo hidrológico, movimentado pela energia solar, e representa o processo mais importante da dinâmica externa da Terra.

Água boa para beber

Como vimos anteriormente a água pode ser encontrada sob diversas formas na natureza. Para que possa ser consumida pelo ser humano entretanto, deve reunir qualidades visuais como ser incolor, ser inodora (sem cheiro), ser insípida (sem gosto de outras substâncias), ou seja “não objectável, (sem qualquer característica ou identificação quanto ao gosto e odor), além de apresentar parâmetros microbiológicos, físicos, químicos e radioativos que atendam ao padrão de potabilidade apresentado pela instituição sanitária e que não ofereça riscos à saúde, sendo então considerada água potável.

A presença de sais minerais dissolvidos caracteriza a água mineral que geralmente é potável. É possível retirar excesso dos minerais da água usando aparelhos conhecidos como: destilador, deionisador e o abrandador. A água sem qualquer mineral é usada em laboratórios químicos e é conhecida como água destilada ou mesmo desmineralizada/deionisada. A água destilada não deve ser consumida, pois além do gosto ruim, pode fazer mal à nossa saúde. Já a água abrandada pode ser consumida caso não tenha nenhum contaminante.

É importante diferenciar as características da água potável para outros líquidos que bebemos, assim o suco tem cor, cheiro e sabor da fruta do qual é feito, o refrigerante tem cor e sabor artificiais, além da consistência diferente. A água do mar não é potável, porque possui uma quantidade elevada de sais dissolvidos. Se bebermos um pouco percebemos o gosto de sal, que em excesso prejudica nosso organismo. Rios e lagos próximos de cidades também possuem água que não deve ser consumida, principalmente porque nela podem estar presentes alguns microrganismos que causam doenças, além de outras substâncias químicas.

Preste atenção: - não é só porque a água é transparente que ela é potável.
A água potável não tem gosto, cor ou cheiro, mas conserva os sais minerais.

Além das estações de tratamento, (ETA), aonde a água é tratada para que possa ser consumida, outros meios podem ser usados para obter-se água boa para consumo.
A água de nascente, lagos e córregos e mesmo rios naturais, sem que tenha-se periodicamente realizado análises e determinações para caracteriza-la como potável, quando usada para beber, deve ser filtrada e fervida, diminuindo assim o risco de contaminação por doenças. Depois de fervida deve ser agitada freneticamente para introduzir-se gases, (O2) e assim melhorar o seu gosto.

Caso a água não venha de uma estação de tratamento, ou seja tenha origem de poço caseiro, nascente, etc., além de filtrar ou ferver, deve-se clorar. Para clorar, pinga-se uma gota de cloro para cada litro de água, agite e espera-se por 20 minutos. A Secretaria do Meio Ambiente deve  fornecer cloro gratuitamente. Adição de substancias que matem os microrganismos como solução de hipoclorito de sódio (água sanitária) ou mesmo o permanganato de potássio deve ser incentivada.

No começo deste artigo falamos sobre a água subterrânea e sua utilização através da construção de poços artesianos e freáticos. Geralmente a água retirada de poços é de ótima qualidade devido à infiltração no solo, porém deve-se proceder à análises laboratoriais para classifica-la como potável. Contaminações diversas por infiltração podem ocorrer.

Os caminhos da água

Partindo-se de um volume total de água relativamente constante no sistema Terra, podemos acompanhar o ciclo hidrológico, iniciando com o fenômeno da precipitação meteórica.
Precipitação meteórica: - representa a condensação das gotículas a partir do vapor de água presente na atmosfera, dando origem a chuva. Quando o vapor de água transforma-se diretamente em cristais de gelo e estes, por aglutinação, atingem tamanho e peso suficientes, a precipitação ocorre sob forma de neve ou granizo, responsável pela geração e manutenção do importante reservatório representado pelas geleiras nas calotas polares e nos cumes das montanhas.

Continuando: - durante a precipitação (chuva), parte d’ água retorna para a atmosfera por evaporação direta durante o percurso em direção a superfície terrestre. A esta fração evaporada na atmosfera soma-se o vapor de água formado sobre o solo e aquele liberado pela atividade biológica de organismos, principalmente as plantas, através da respiração.

Evapotranspiração: - é a soma dos processos oriundos da evaporação, (originando o vapor de água do solo),  mais a transpiração, (originando o vapor de água liberado pelos organismos animais e vegetais), na qual a evaporação direta é causada pela radiação solar e vento, enquanto a transpiração depende principalmente da vegetação. A evapotranspiração em áreas florestadas de clima quente e úmido devolve a atmosfera até 70% da precipitação.

Em ambientes glaciais o retorno da água para a atmosfera ocorre pela sublimação do gelo, na qual a água passa diretamente do estado sólido para o gasoso, pela ação do vento.
Ainda mais, nestas duas regiões, uma parcela da precipitação pode ser retida sobre as folhas e caules, sofrendo evaporação posteriormente. É o processo de interceptação.

Interceptação:  - retorno da água retida na superfície dos vegetais, (na forma líquida), indo ou caindo ao solo, através da movimentação das folhas pelo vento ou aumento do peso e inclinação das mesmas. Tal  retorno é parcial. A interceptação diminui o impacto das gotas de chuva sobre o solo, reduzindo sua ação erosiva, positivando a necessidade de cobertura vegetal.
Na continuidade, uma vez atingido o solo, dois caminhos podem ser seguidos pela gotícula de água, ou seja por infiltração e por absorção, neste último caso sob dois aspectos.

Por infiltração: - depende principalmente das características do material de cobertura da superfície. A água de infiltração, guiada pela força gravitacional, tende a preencher os espaços vazios no subsolo, seguindo em profundidade, onde abastece o corpo de água subterrânea.

Por absorção: - ocorre quando a capacidade normal de absorção de água pela superfície é superada e o excesso, por escoamento superficial, impulsionado pela gravidade, se dirige para zonas mais baixas. Este escoamento inicia-se através de pequenos filetes de água, efêmeros e disseminados pela superfície do solo, que convergem para os córregos e rios, constituindo a rede de drenagem.

e.t.: o escoamento superficial, com raras exceções, tem como destino final os oceanos; é bom lembrar ainda que a água de infiltração pode retornar para superfície através de nascentes, alimentando o escoamento superficial ou, através de rotas de fluxo mais profundas e lentas, reaparece diretamente nos oceanos.

Durante o escoamento superficial no seu trajeto geral pelas áreas emersas, (alagadas) e principalmente na superfície dos oceanos, ocorre a evaporação, realimentando o vapor de água atmosférico, completando assim o ciclo hidrológico. Estima-se que os oceanos contribuem com 85% do total anual evaporado e os continentes com 15% por evapotranspiração.

Ciclo hidrológico e seus subciclos – processos de reciclagem natural da água

No ciclo hidrológico ocorrem processos tanto de transferência entre reservatórios como os de transformação entre o estado gasoso, líquido e sólido. Processos de consumo e formação de água interferem neste ciclo, em relativo equilíbrio através do tempo geológico, mantendo o volume geral de água constante na Terra. Há, portanto, um balanço entre a geração de água juvenil e consumo de água por dissociação e sua incorporação em rochas sedimentares.
Considerando o tempo geológico, o ciclo hidrológico pode ser subdividido em dois subciclos:

Subciclo  de  curto prazo: “rápido”- envolvendo a dinâmica externa da Terra (movido pela energia solar e gravitacional)
Subciclo de longo prazo: “lento” - movimentado pela dinâmica interna (tectônica da placas), onde a água participa do ciclo das rochas.

No subciclo “rápido”, a água é consumida nas reações fotoquímicas (fotossíntese) onde é retida principalmente na produção de biomassa vegetal (celulose e açúcar). Com a reação contrária à fotossíntese, a respiração, esta retorna ao ciclo.

No subciclo “lento” o consumo de água ocorre no intemperismo químico através das reações de hidrólise e na formação de rochas sedimentares e metamórficas, com a formação de minerais hidratados. Por sua vez, a produção de água juvenil pela atividade vulcânica representa o retorno desta água ao ciclo rápido.

Atenção: o ciclo hidrológico deve ser de entendimento por quem estuda e usa os recursos hídricos, em geral, assim tendo sua aplicação prática visando-se avaliar e monitorar a quantidade e qualidade de água disponível na superfície da Terra.

Vejamos: a “unidade hidrográfica”, é definida como uma área de captação de água de precipitação, demarcada por divisores topográficos, onde toda a água captada converge para um único ponto de saída este chamado de “exutório”.

Pois bem, seguindo-se tal princípio, matematicamente uma bacia hidrográfica é um sistema físico onde podemos quantificar o ciclo da água. Esta análise quantitativa é feita pela equação geral do balanço hídrico, expressão básica da Hidrologia, assim:  P-E-Q (±£S) = 0.
Nesta equação:

• P corresponde ao volume de água precipitado sobre a área da bacia
• E  é o volume que voltou a atmosfera por evaporação e transpiração
• e o  Q fica sendo o volume total de água escoado pela bacia, durante um intervalo de tempo.

O escoamento total (Q) representa a produção de água da bacia, medida pela vazão no exutório durante o período de monitoramento.
O termo £S refere-se a variações positivas e negativas devido ao armazenamento no interior da bacia. Este armazenamento ocorre na forma de água retida nas formações geológicas do subsolo, cujo fluxo é muito mais lento que o do escoamento superficial direto. Considerando-se os períodos de monitoramento mais longos (ciclos anuais), as diferenças positivas e negativas de armazenamento tendem a se anular. Os valores positivos ocorrem quando o escoamento total da bacia é alimentado pela água subterrânea (períodos de estiagem), enquanto os negativos refletem períodos de recarga (época de chuvas), quando parte da precipitação sofre infiltração, realimentando a água subterrânea, em vez de escoar diretamente da bacia.

Água subterrânea

Infiltração
A  infiltração é o processo mais importante de recarga da água no subsolo
O volume e a velocidade de infiltração dependem de vários fatores. A infiltração é favorecida pela presença de materiais porosos e permeáveis, (solos e sedimentos arenosos)

Tipos e condições dos materiais terrestres em uma infiltração

• rochas expostas muito fraturadas ou porosas também permitem a infiltração das águas superficiais
• materiais argilosos e rochas cristalinas, pouco fraturadas, por exemplo, corpos ígneos plutônicos e rochas metamórficas como granitos e gnaisses, são desfavoráveis a infiltração
• espessas coberturas de solos exercem importante papel no controle da infiltração, retendo temporariamente parte da água de infiltração que posteriormente é liberada lentamente para a rocha subjacente
• a quantidade de água transmitida pelo solo depende de uma característica chamada de capacidade de campo, que corresponde ao volume de água absorvido pelo solo antes de atingir a saturação, e que não sofre movimento para níveis inferiores; - este parâmetro influencia diretamente na infiltração, pois representa um volume de água que participa do solo mas que não contribui com a recarga de aqüíferos, sendo aproveitada somente para a vegetação.

Cobertura vegetal: -  infiltração/ águas subterrâneas

Em áreas vegetadas a infiltração é favorecida pelas raízes que abrem caminho para a água descendente no solo. A cobertura florestal também exerce importante função no retardamento de parte da água que atinge o solo, através da interceptação, sendo o excesso lentamente liberado para a superfície do solo por gotejamento. Por outro lado, nos ambientes densamente florestados, cerca de 1/3 da precipitação interceptada sofre evaporação antes de atingir o solo.

Topografia/ infiltração

De modo geral declives acentuados favorecem o escoamento superficial direto, diminuindo a infiltração. Superfícies suavemente onduladas permitem o escoamento superficial menos veloz, aumentando a possibilidade de infiltração.

Precipitação/ infiltração

O modo como o total de precipitação é distribuído ao longo do ano é um fator decisivo no volume de recarga de água subterrânea, em qualquer tipo de terreno. Chuvas regularmente distribuídas ao longo do tempo promovem uma infiltração maior pois, desta maneira, a velocidade de infiltração acompanha o volume de precipitação. Ao contrário , chuvas torrenciais favorecem o escoamento superficial direto, pois a taxa de infiltração é inferior ao grande volume de água precipitada em curto intervalo de tempo.

Ocupação do solo/ infiltração

O avanço da urbanização e a devastação da vegetação influenciam significativamente na quantidade de água infiltrada em adensamentos populacionais e zonas de intenso uso agropecuário. Nestas áreas urbanas, as construções e a pavimentação impedem a infiltração, causando efeitos catastróficos devido ao aumento do escoamento superficial e redução na recarga da água subterrânea. Veja-se as inundações e alagamentos tão comuns em áreas pavimentadas, (impermeabilizadas) e terrenos devastados, estes últimos sofrendo os processos de assoreamento.
 Nas áreas rurais, a infiltração sofre redução pelo desmatamento em geral, pela exposição de vertentes através de plantações sem terraceamento, e pela compactação dos solos causada pelo pisoteamento de animais, como em extensivas áreas de criação de gado.

Distribuição e movimento da água no solo

Além da força gravitacional e das características dos solos, sedimentos e rochas, o movimento da água no subsolo é controlado também pela força de atração molecular e tensão superficial.
A atração molecular age quando as moléculas de água são presas na superfície de argilominerais por atração de cargas opostas, pois a molécula de água é polar. Este fenômeno ocorre principalmente nos primeiros metros de profundidade do solo.

A tensão superficial tem efeito interstícios muito pequenos, onde a água fica presa nas paredes dos poros, podendo ter movimento ascendente, contra a gravidade, por capilaridade. A adsorsão de água em argilominerais e nos capilares dificulta seu movimento nas proximidades da superfície, reduzindo sua evaporação e infiltração. Assim, conforme o tamanho do poro, a água pode ser: - higroscópica (adsorvida) e praticamente imóvel; - capilar, quando sofre ação da tensão superficial ou; - gravitacional (livre) em poros maiores, que permitem movimento mais rápido.

O limite inferior da percolação de água é dado quando as rochas não admitem mais espaços abertos (poros) devido a pressão da pilha de rochas sobrejacentes. Esta profundidade atinge um máximo de 10.000m, dependendo da situação topográfica e do tipo de rocha. Pode-se imaginar então que toda água de infiltração tende a atingir este limite inferior, onde sofre um represamento, preenchendo todos os espaços abertos em direção à superfície. Estabelece assim uma zona onde todos os poros estão cheios de água, denominada zona saturada ou freática. Acima deste nível, os espaços vazios estão parcialmente preenchidos com água, contendo também ar, definindo a zona não saturada.

O limite entre estas duas zonas é uma importante superfície, assim denominada de superfície freática ou nível de água subterrânea (NA) facilmente identificado na prática, ao se perfurarem poços, nos quais a altura de água marca a posição do nível de água. A superfície gerada por vários pontos de NA constitui a superfície freática.

O nível freático acompanha aproximadamente as irregularidades da superfície do terreno. Sua profundidade é função da quantidade de recarga e dos materiais terrestre do subsolo. Em áreas úmidas, com alta pluviosidade, tende a ser mais raso, enquanto que em ambientes áridos tende a ser mais profundo. De modo geral, é mais profundo nas cristas de divisores topográficos e mais rasos nos fundos de vales. Quando o nível da água intercepta a superfície do terreno, aflora, gerando nascentes, córregos ou rios. Obs.: a maioria dos leitos fluviais com água são afloramentos do NA,(nível de água subterrânea).

O nível freático tem uma relação íntima com os rios. Os rios cuja vazão aumenta para jusante são chamados de rios efluentes, e são alimentados pela água subterrânea, situação típica de regiões úmidas.

Ao contrário, nos rios influentes, a vazão diminui a jusante, como conseqüência da recarga da água subterrânea pelo escoamento superficial. Nestes casos a água do rio infiltra-se para o nível freático e o rio poderá secar se o nível for rebaixado, abandonando o leito do rio, como é comum em áreas semi-áridas ou áridas.

(*) Em áreas áridas, onde a evaporação é intensa e suplanta e precipitação, pode ocorrer a inversão sazonal da infiltração, quando parte da água subterrânea tem movimento ascendente por capilaridade, atravessando a zona não saturada para alimentar a evaporação da superfície do solo. Este processo é responsável pela mineralização dos horizontes superficiais do solo, pois sais dissolvidos na água subterrânea acabam precipitando e cimentando os grãos de regolito (salinização do solo). O caliche é um exemplo de solo endurecido pela precipitação de carbonato de cálcio pelas águas ascendentes em áreas semi-áridas a áridas.

Porosidade/infiltração

A porosidade é uma propriedade física definida pela relação entre volume de poros e volume total de um certo material. Existem dois tipos de fundamentais de porosidade nos materiais terrestres: primária e secundária.

A porosidade primária é gerada juntamente com o sedimento ou rocha, sendo caracterizada nas rochas sedimentares pelos espaços entre os grãos (porosidade intergranular) ou planos de estratificação. Nos materiais sedimentares o tamanho ou a forma das partículas, o seu grau de seleção e a presença de cimentação influenciam a porosidade.

A porosidade secundária, por sua vez, se desenvolve após a formação das rochas ígneas, metamórficas ou sedimentares, por fraturamento ou falhamento durante sua deformação (porosidade de fraturas). Um tipo especial de porosidade secundária se desenvolve em rochas solúveis, como calcários e mármores, através da criação de vazios por dissolução, caracterizando a porosidade cárstica.

Permeabilidade: - infiltração/ em áreas com águas subterrâneas

O principal fator que determina a disponibilidade de água subterrânea não é a quantidade de água que os materiais armazenam, mas a sua capacidade em permitir o fluxo de água através dos poros. Esta propriedade dos materiais conduzirem água é chamada de permeabilidade, que depende do tamanho dos poros e da conexão entre eles.

Um sedimento argiloso, por exemplo, apesar de possuir alta porosidade é praticamente impermeável, pois os poros são muito pequenos e a água fica presa por adsorsão. E esta é uma das razões de se dispor de tal artifício, lançando e espalhando argila  para impermeabilizar taludes, paredes e fundos de lagos artificiais e tanques de criação de organismos aquáticos ou mesmo terrenos naturalmente porosos, ou seja que apresentem inicialmente alta infiltração. Por outro lado, derrames basálticos, onde a rocha por si não tem porosidade alguma, mas possui abundantes fraturas abertas e interconectadas, como disjunções colunares (juntas de resfriamento), podem apresentar alta permeabilidade devido a esta porosidade primária. Assim como os tipos de porosidade, a permeabilidade pode ser primária ou secundária.

Finalizando: -  fato curioso é a situação de grandes centros urbanos, como em São Paulo, onde se detectou um recarga significativa da água subterrânea por vazamento da rede de abastecimento, estimando-se em cerca de 7500 m3/seg.

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(*) Martin Luther King - Nasceu em 15/01/29-USA - Inspirou–se nas idéias de “protesto não violento” do hindu Mohandas K. Gandhi. Em 1963, com mais de 200 mil pessoas, liderou “A marcha para Wassington”, pelos direitos civis no Alabama e de todos os cidadãos dos Estados Unidos-USA. Foi preso várias vezes.
Em 1964 recebeu o prêmio Nobel da Paz.
 Em 04/04/1968 foi baleado e morto

# Cuido d’água. Protejo  a terra. Planto a árvore. Escrevo o livro. O  melhor de tudo isso, amo  as  minhas  filhas Arethuza e Paloma !
H.B. de Pádua - Junho/2005