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ANÁLISE HIDROGEOLÓGICA E HIDROQUÍMICA DO AQUÍFERO
CÁRSTICO NO MUNICÍPIO DE LARANJEIRAS, SERGIPE.
Samiramisthaís Souza Linhares1; José Walter de Aragão Meneses 2; José Antônio Pacheco de
Almeida 3; José Albuquerque Cunha 4 & Rosa Helena Leite Santos5
RESUMO – A demanda de água de boa qualidade vem aumentando à medida que o crescimento
populacional chega a números surpreendentes. Este trabalho foi desenvolvido no município de
Laranjeiras, tendo como foco à busca de alternativas futuras para o atendimento da demanda do
abastecimento de água, e conhecimento das particularidades hidrológicas dos aquíferos cársticos
desta região. Na área de estudo pode se distinguir dois domínios hidrogeológicos: o aquífero
granular formado pelos sedimentos finos a grossos com níveis argilosos e conglomeráticos do Grupo
Barreiras e Formações Superficiais Cenozoicas e o das rochas carbonáticas do Grupo Sergipe,
Formações Cotinguiba e Riachuelo. A metodologia aplicada neste trabalho se baseou através de
dados de poços da Companhia de Saneamento de Sergipe – DESO, que gerou um banco de dados
com informações referentes ao perfil do poço, dados de vazão e análises químicas. A partir dessas
informações foram gerados diagramas de Piper que classificaram as análises como águas
bicarbonatadas cálcicas ou magnesianas, correspondendo a um total de 67,6% e as demais amostras
foram classificadas como aguas sulfatadas ou cloretadas cálcicas ou magnesianas, representando
32,4%. São águas duras, em sua totalidade, entretanto são consideradas de qualidade, ser utilizada
para diversos fins, necessitando apenas um tratamento simplificado.
PALAVRAS-CHAVE: Hidrogeologia, Hidroquímica, Cárstico.
ABSTRACT – The demand for good quality water is increasing as the population growth reaches
staggering numbers. This work was conducted in the city of Laranjeiras, focusing on the search for
alternatives to meet future demand for water supplies, and knowledge of the hydrological
1 Mestranda em Recursos Hídricos na Universidade Federal de Sergipe; Avenida Adélia Franco, 3720, Nápoles, 301 – Inácio Barbosa, CEP: 49040-020,
Aracaju - SE; +5579999245425; [email protected]. 2 Geólogo na Companhia de Saneamento de Sergipe; Rua Campo do Brito; 331 – Treze de Julho, CEP: 49020-380, Aracaju – SE+557932261091;
[email protected] 3 Docente de Geologia na Universidade Federal de Sergipe; Avenida Marechal Rondon, S/N – Jardim Rosa Elze, CEP: 49100-000, São Cristóvão – SE;
+557921056600; 4 Geólogo na Companhia de Desenvolvimento de Recursos Hídricos e Irrigação de Sergipe; Rua “T” nº103 – Conj. Lourival Batista –América, CEP:
49082-280, Aracaju – SE; +557932536336; [email protected] 5 Geóloga; Avenida Adélia Franco, 3720, Nápoles, 301, CEP: 49040-020, Aracaju - SE, +5579998167934; [email protected]
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characteristics of karst aquifers in this region. In the study area can distinguish two hydrogeological
domains: the granular aquifer formed by fine to coarse sediments with clayey levels and the
conglomeratic formations Surface Barriers and Cenozoic carbonate rocks of the Group and the
Group of Sergipe, and Formations Riachuelo Cotinguiba . The methodology applied in this work
was based well data through the Sanitation Company of Sergipe - DESO, which generated a
database with information pertaining to well logs, flow data and chemical analysis. From this
information diagrams Piper who rated the analyzes as calcic or magnesian bicarbonate waters, with a
total of 67.6 % and the remaining samples were generated were classified as sulfated or chlorinated
waters calcic or magnesian, representing 32.4 %. Are hard water, in its entirety, however, are
considered quality to be used for various purposes, requiring only a simplified treatment.
KEYWORDS : Hydrogeology , Hydrochemistry, karst
1. INTRODUÇÃO
A crise ambiental revela - se através da escassez crescente e degradação dos recursos naturais
comprometendo a qualidade dos mesmos. Nas últimas décadas, a disponibilidade hídrica para
atender o abastecimento público tem se tornado insuficiente, devido ao rápido crescimento
populacional, associado à aceleração da economia e o desenvolvimento cultural, fazendo com que
outras necessidades sejam incorporadas resultando em impactos diversificados e de maior amplitude.
De todos os recursos naturais, a água é o principal elemento da vida, sendo assim é o recurso que
mais recebe pressão, seja pelo comprometimento da qualidade ou pela demanda crescente por parte
da humanidade.
Dentre as reservas de disponibilidade hídrica para consumo humano, destacam-se as águas
subterrâneas, além da abundância, essa reserva possui vantagens em relação a águas superficiais, tais
como: apresenta uma relativa estabilidade físico-química e biológica, não sofre influência climática e
sua exploração não necessita de grandes investimentos, Feitosa (2000).
Segundo o Brasil das Águas (2012), o Brasil possui 12% da água potável do planeta,
possuindo assim a maior reserva de água doce do mundo. Além disso, o país possui dois terços do
território formado por rochas que apresentam boas condições para infiltração da água e formação de
aquíferos.
O Estado de Sergipe apresenta um enorme campo para o crescimento do uso da água
subterrânea, entretanto a falta de estudos mais avançados dificulta o seu potencial. Segundo o Atlas
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de Recursos Hídricos de Sergipe (2011), atualmente no estado encontra-se aproximadamente 4000
poços cadastrados para exploração, entre desativados e em fase de operação.
Este trabalho tem como finalidade a análise do potencial hidrogeológico nas áreas da Grande
Aracaju, no município de Laranjeiras, tendo como foco à busca de alternativas futuras para o
atendimento da demanda do abastecimento de água, e conhecimento das particularidades
hidrológicas dos aquíferos cársticos, além promover a integração de técnicas de análise baseadas em
imagens de satélite e fotos aéreas, para o mapeamento de aquíferos no terreno cárstico, aplicando e
desenvolvendo novas técnicas geológicas que possam ser úteis na melhor caracterização de aquíferos
na locação de poços mais produtivos nesses terrenos e avaliação hidroquímica e potencialidade dos
aquíferos presentes na região.
2. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
2.1. Localização e Geologia da área
A área de estudo compreende ao município de Laranjeiras, que se encontra localizado na
região leste do Estado de Sergipe, entre as latitudes 10°45’ e 10°51’ Sul e as longitudes 37°19’ e
37°40’ Oeste, ocupando uma área aproximada de 163,4 km2 (vide mapa de situação, figura 1).
Limita-se a norte com os municípios de Maruim e Riachuelo, a sul com Nossa Senhora do Socorro,
a oeste com Areia Branca e Itaporanga d’Ajuda e a leste com Santo Amaro das Brotas.
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Figura 1. Mapa de Localização
O município está inserido na bacia hidrográfica do rio Sergipe que possui uma área segundo o
Atlas de Recursos Hídricos (2011) de 3672,62 Km², mais especificamente na sub-bacia do rio
Cotinguiba, sendo o seu curso d’água principal o rio homônimo ao nome da Sub-bacia o que
atravessa todo o município de Laranjeiras, como pode ser observado na figura 2.
Figura 2. Mapa das Bacias Hidrográficas de Sergipe e das Drenagens da região estudada.
Segundo CPRM (2002), cerca de 65% da área do município é ocupada por sedimentos
mesozóicos da Bacia de Sergipe, relacionados à Formação Cotinguiba e à Formação Riachuelo. A
área restante é dominada pelos sedimentos do Grupo Barreiras, e por depósitos de pântanos e
mangues atuais como pode ser observada na figura 3.
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Figura 3. Mapa geológico da região estudada
Os depósitos de pântanos e mangues são depósitos atuais, constituídos predominantemente
de sedimentos argilo-siltosos, ricos em material orgânico. Estes ocupam as partes inferiores dos
vales entalhados no Grupo Barreiras, e em algumas regiões baixas entre os terraços marinhos
pleistocênicos e holocênicos, respectivamente.
O Grupo Barreiras é constituído por sedimentos terrígenos (cascalhos, conglomerados,
areias finas e grossas e níveis de argila), pouco ou não consolidados, de estratificação irregular,
normalmente indistinta. No interior do estado, essa unidade apresenta relevo cuestiforme, com
drenagem superposta formando vales abruptos, enquanto que em direção à costa ocorrem formando
planaltos ligeiramente inclinados.
O Grupo Sergipe engloba duas formações presentes no município de Laranjeiras, a Formação
Cotinguiba e a Formação Riachuelo.
A Formação Cotinguiba está dividida nos membros Sapucari e Aracaju, esses são
caracterizados como calcilutitos maciços ou estratificados, por vezes com presença de brechas e
bancos de coquina, e argilitos ou siltitos cinza a verde, com intercalações de folhelhos castanhos
betuminosos e margas amareladas, respectivamente. Segundo Campos Neto, et al.(2007), do
neocenomaniano ao coniaciano ocorreu um grande evento transgressivo, possuindo ápice no
eoturoniano, proporcionou a deposição dos sedimentos da rampa carbonática desta formação. Na
parte proximal da rampa depositaram-se os calcilutitos maciços e brechóides do membro Sapucari,
enquanto no talude e na bacia ocorreram a sedimentação dos folhelhos, margas e calcilutitos do
membro Aracaju.
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A Formação Riachuelo é caracterizada com um intervalo basal argiloso, com altos teores de
carbono orgânico e padrão de empilhamento de perfis retrogradacionais, sendo interpretada como
um trato de sistema transgressivo. Esta formação subdivide-se em três membros interdigitados entre
si. O Membro Angico é composto por arenitos brancos, finos a conglomeráticos, com intercalações
de siltito, folhelho e calcário, o Membro Taquari é constituído por calcilutito e folhelho cinzentos,
interacamadados, e o Membro Maruim por calcarenitos e calcilutitos oncolíticos e oolíticos, além de
níveis subordinados de arenito, siltito e folhelho.
3. METODOLOGIA
No decorrer deste trabalho foram utilizadas técnicas geológicas correspondentes diversas áreas
das Geociências, como geoprocessamento, geomorfologia, hidrogeologia e estatística. O presente
trabalho foi dividido em quatro etapas descritas abaixo:
3.1. Levantamento de dados e de poços da região
A primeira fase compreendeu na busca por informações existentes sobre a área em estudo.
Realizou-se uma ampla revisão bibliográfica, coletando dados desde artigos científicos a teses de
pós-graduação. Paralelamente foram buscados registros de poços tubulares de água subterrânea
constantes na Companhia de Saneamento de Sergipe – DESO, mesmo aqueles que não estão em
atividade, com ênfase no que possuíam informações consistentes, particularmente, localização,
perfis, ensaio de bombeamento e análises hidroquímicas.
Os dados foram organizados em um banco de dados tomando-se como critério básico a
necessidade de localização precisa em coordenadas UTM, o registro de análises químicas e valores
técnicos do poço, restaram 44 registros de poços, que são aqueles finalmente usados nas
interpretações deste trabalho entre poços produtores e secos, sendo utilizados 37 para análises
hidroquímicas
3.2. Tratamento de dados e elaboração de mapas
Nesta fase utilizaram-se imagens de Radar, denominado SRTM (Shuttler Radar Topography
Mission) que foram previamente tratadas para a delimitação de lineamentos manuais com o uso do
software Arcgis 9.3. Estes lineamentos posteriormente foram comparados com os dados dos poços,
podendo ser comparado a relação de fraturas com altas vazões da região.
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3.3. Trabalhos de campo
Na terceira etapa foram realizadas viagens de campo, onde foram visitados poços em diversas
localidades pertencentes à área de estudo. Foram tomadas, quando possível, leituras de nível
estático, profundidade do poço, etc. Esses dados coletados serviram como base para comparação
dos dados contidos nos relatórios da empresa. Além disso, foram realizados levantamento de campo
dos poços existentes e coleta de amostras de água da região para análises químicas.
3.4. Integração e interpretação de dados
Nessa fase realizou-se a análise e interpretação dos dados coletados em campo e das análises já
existentes na DESO, além da inclusão e interpretação de duas análises químicas realizadas nos poços
que abastecem a sede do município, e que foram coletadas no decorrer deste trabalho. Os valores
advindos das análises químicas laboratoriais estão, geralmente, em miligrama por litro (mg/L), sendo
imprescindível a conversão dessa unidade de concentração em miliequivalente por litro (meq/L). O
software utilizado neste trabalho realiza a conversão automática das unidades.
Os dados das análises químicas totais foram lançadas uma a uma no software QualiGraf
(2009), onde foram gerados o gráfico de Sólidos Totais Dissolvidos(STD) e os Diagramas de Piper,
sendo estes fundamentais para a determinação da classificação das águas dos poços de Laranjeiras.
Os diagramas de Piper, também chamados de diagramas trilineares, são extraídos plotando as
proporções em miliequivalente por litro (meq/L) dos cátions principais (Na+, K+, Ca+2 e Mg+2) e dos
ânions principais (HCO-3, SO-2
4 e Cl-) em dois diagramas triangulares respectivos, e combinando as
informações dos dois triângulos em um losango situado entre os mesmos. As proporções são
traçadas nos gráficos triangulares e suas escalas, para a proporção das variáveis, correspondem a
100%.
4. RESULTADOS OBTIDOS
4.1. Hidrogeologia do município
Na área de estudo pode se distinguir dois domínios hidrogeológicos: o aquífero granular
formado pelos sedimentos finos a grossos com níveis argilosos e conglomeráticos do Grupo
Barreiras e Formações Superficiais Cenozoicas e o das rochas carbonáticas do Grupo Sergipe,
Formações Cotinguiba e Riachuelo (mapas de distribuição de poços sobre os domínios
hidrogeológicos, figuras. 4).
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Figura 4. Mapa hidrogeológico da região estudada.
As formações superficiais Cenozoicas do grupo Barreiras são representadas litologicamente
por sedimentos terrígenos. Segundo Radam (1983), esses sedimentos apresentam uma vocação
hidrogeológica média a boa, tendo como fatores principais a permoporosidade, as condições
morfológicas e a litologia. A realimentação destes sedimentos se faz diretamente pelas chuvas e
indiretamente por filtração ascendente das formações sotopostas e descendentes dos aluviões.
Segundo DESO (2008), em termos hidrogeológicos, esse grupo tem comportamento de aquífero
granular, caracterizado por possuir porosidade primaria, e nos níveis arenosos boa permeabilidade, o
que lhe confere, no geral, excelentes condições de armazenamento e fornecimento d’água. A
depender da espessura e da razão areia/argila das suas litologias, pode produzir vazões significativas.
O potencial hidrogeológico dos aquíferos cársticos das Formações Riachuelo e Cotinguiba são
representados litologicamente por calcários dolomitizados com intercalações de arenitos finos a
conglomeráticos, folhelhos em cores variadas, e calcários não dolomitizado, estes constituem um
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aquífero confinado e semiconfinado de importância relativa, tendo em vista que a água captada é
quimicamente dura (RADAM, 1983).
A caracterização hidráulica dos aquíferos cársticos através de parâmetros hidrodinâmicos é
muito difícil em vista de suas peculiaridades, onde o armazenamento e a circulação das águas
subterrâneas estão condicionados à dissolução, a malha e a intensidade do fissuramento das rochas.
Estes parâmetros hidrodinâmicos dos aquíferos são válidos apenas para as condições de regime
laminar de fluxo subterrâneo e em meio poroso, condições estas que na maioria das vezes não são
atendidas pelos aquíferos cársticos. A grande heterogeneidade e anisotropia dos sistemas aquíferos
em meio cárstico, que é o resultado dos fenômenos de deformação diferenciada das rochas e dos
processos de carstificação, conferem a este tipo de aquífero uma grande variabilidade nos valores
dos seus parâmetros hidrodinâmicos.
4.2. ANÁLISE E TRATAMENTO DOS DADOS DO AQUÍFERO
Foram utilizados como base de dados para a caracterização hidrogeológica do aquífero
cárstico de Laranjeiras 44 poços tubulares cadastrados no banco de dados da Companhia de
Saneamento de Sergipe – DESO. Entretanto desses 44 poços, 32 foram perfurados em uma parceria
Deso e Petrobras, sendo alguns, ainda utilizados para o abastecimento dos municípios de Laranjeiras,
Nossa Senhora do Socorro e Aracaju.
A partir das filtragens em Sistema de Informações Geográficas (SIG), foram tracejados
manualmente os lineamentos com o auxilio do Arcgis 9.3, onde se pode analisar o comportamento
estrutural dos aquíferos (figura 5). Além de integrar dados físicos e químicos do aquífero, que
incluem informações como medidas de profundidade, níveis estático e dinâmico, ensaios de vazão e
dados químicos.
Com relação ao potencial hídrico, os poços que possuem vazões mais elevadas encontram-se
perfurados em locais onde tem a intersecção de fraturas, nessas áreas as vazões variam em torno de
120m³/h. Já nas áreas que tendem a apresentar uma menor distensão ou dispersão das fraturas, as
vazões variam de seco a 15m³/h.
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Figura 5. Mapa de com os lineamentos estruturais traçados a partir de imagens SRTM
4.3. QUALIDADE DAS ÁGUAS
Para discussão sobre a qualidade das águas subterrâneas no aquífero cárstico, contou-se com
dados de 37 (trinta e sete) poços produtores coletados no cadastro de poços da DESO. Utilizou-se o
diagrama de Piper, que é frequentemente utilizado para a classificação e comparação de distintos
grupos de águas quanto aos cátions e ânions dominantes.
Após a inserção dos dados hidroquímico dos poços no software, observou-se que as águas
subterrâneas do domínio cárstico do município de Laranjeiras são classificadas no diagrama geral
como bicarbonatadas cálcicas ou magnesianas, correspondendo a um total de 67,6% das análises
como pode ser observada na figura 6. As demais amostras foram classificadas como aguas sulfatadas
ou cloretadas cálcicas ou magnesianas, representando 32,4% das análises.
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Figura 6. Diagrama de classificação de Piper para as águas subterrâneas do aquífero cárstico do
município de Laranjeiras.
Os resultados de estudos em diversos aquíferos cársticos demonstram que a concentração de
cloreto, sódio, potássio e condutividade elétrica estão ligadas diretamente à pluviosidade da região.
Nos períodos de chuvas as águas infiltram, carreando o excedente de sais nele contidos e
aumentando a concentração de cloreto, nas áreas agrícolas provavelmente acrescidas com
fertilizantes utilizados no cultivo. O íon de potássio proveniente do KCI (cloreto de potássio),
utilizado como fertilizante, é facilmente assimilado pelo sistema do solo (planta), enquanto o cloreto
que é conservativo acaba indo parar no aquífero, tomando-se fonte de salinização das águas.
Percebe-se com os dados acima, que não há diferenças significativas na distribuição dos íons, o
que sugere que suas composições são fortemente influenciadas, devido à pluviosidade da região e
pela composição das rochas dos aquíferos.
A dureza da água está ligada ao pH ácido das águas pluviais que infiltram nos aquíferos e
reagem com o carbonato de cálcio e magnésio. Além disso, pode-se observar através dos mapas que
existe uma maior dureza nos aquíferos cársticos que no granular (Figura 7), devido a sua litologia
com elevada concentração de cálcio e magnésio.
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Figura 7. Mapa de dureza
Os sólidos totais dissolvidos (STD) variam nas análises de 454 a 1405 mg/L, destes 51,4% dos
poços apresentaram água doce, e 48,6% apresentaram águas salobras, sendo estas aceitáveis para o
padrão de consumo humano de acordo com o Ministério da Saúde, artigo 16, portaria 518, cujo
valor máximo é 1000 mg/L. A figura 8 e 9 apresenta o gráfico onde é possível observar a variação
dos STD nos poços da região.
Figura 8. Gráficos dos sólidos Totais Dissolvidos.
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Figura 9. Mapa de variação dos sólidos totais dissolvidos
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Este trabalho levantou questões discutidas da geologia local no tocante ao entendimento do
aquífero cárstico no município de Laranjeiras. O aquífero cárstico normalmente apresenta boas
vazões dos poços, com média de 27,79 m³/h.
No geral as águas classificadas em sua maioria como bicarbonatadas cálcicas ou magnesianas,
ou águas sulfatadas ou cloretadas cálcicas ou magnesianas. São águas duras, em sua totalidade,
entretanto são consideradas de qualidade, ser utilizada para diversos fins, necessitando apenas um
tratamento simplificado.
Para um melhor conhecimento hidrogeológico do aquífero cárstico de Laranjeiras é necessário
realizar estudos de detalhes em áreas de interesse aplicando-se técnicas geomorfológicas com a
utilização de imagens de satélite com alta resolução e a aplicação de métodos indiretos como
Geofísica de eletro resistividade e de radar (GPR) em áreas representativas.
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Recomenda-se a elaboração de um “Banco de Dados” hidrogeológico georreferenciado
exclusivo para aquíferos cársticos. Este acervo deverá dispor prioritariamente dos dados de poços
tubulares existentes na região, análises químicas de águas subterrâneas, para que sejam monitoradas
as diferentes variáveis existentes na área.
REFERÊNCIAS
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estado de Sergipe. 2013. 63 f. Monografia (em Geologia) – Universidade Federal de
Sergipe, São Cristóvão, SE, 2013.
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2012. Disponivel em <http://brasildasaguas.com.br/projetos/brasil-das-aguas>. Acesso
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CLEARY, R. W. Águas Subterrâneas. Princeton Groundwater.112 p. Tampa, Fl, 2007
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Monografia (em Geologia) – Universidade Federal da Bahia, Salvador, BA. 2013.
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SEMARH – Secretaria de Estado do Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos. Atlas
Digital sobre Recursos Hídricos de Sergipe. 2011. CD-ROM
