Verbatim de l’entretien complémentaire de Florence

A recarga artificial de aquíferos é a introdução intencional, não natural, de água em um aquífero com o objetivo de aumentar a disponibilidade e/ou melhorar a qualidade da água subterrânea. O emprego da técnica desempenha um papel significativo no marco do planejamento dos recursos hídricos em função da capacidade de promover o aumento da quantidade desses recursos ao mesmo tempo em que atua como ponte de integração entre as águas superficiais e subterrâneas, proporcionando uma explotação racional em coordenação com os elementos determinantes do ciclo hidrológico da bacia hidrográfica (MURILLO DIÁZ et al., 1991).

Segundo Diamantino (2009) podem ocorrem outros tipos de recarga de aquíferos que não são classificados por recarga natural, nem por artificial e se denominam:

 Recarga Facilitada: consiste, essencialmente, em melhorar a capacidade de infiltração do solo por meio da substituição da vegetação com raízes mais profundas por vegetação com raízes mais superficiais e por plantas que interceptem menos precipitação com a sua folhagem; da adoção de medidas de acumulação de água em depressões e da sua conservação no solo; da remoção do material argiloso que se deposita na superfície do solo; e, do rebaixamento do nível piezométrico pela extração do aquífero mais superficial.

 Recarga Induzida: também denominada barreira de infiltração, consiste na execução de furos, relativamente perto de cursos de água, permitindo que uma maior quantidade de água proveniente do rio recarregue o aquífero subjacente, à medida que se provoca o rebaixamento no aquífero através destes furos. Esse processo permite um pré-tratamento da água do rio, à medida que esta se infiltra antes de ser extraída para abastecimento.

 Recarga Acidental: é uma consequência de determinadas atividades humanas que não se destinam à recarga artificial de aquíferos, mas que acabam por promovê-la, tais como, a disposição de efluentes em fossas sépticas não impermeabilizadas, a drenagem ou percolação em profundidade a partir de campos irrigados, o escoamento superficial gerado em zonas urbanas durante episódios de precipitação, e situações não planejadas de determinadas atividades, como as rupturas no sistema de abastecimento de água e no sistema de esgotos.

Almeida (2011) considera as recargas facilitada e induzida como sendo artificiais por exigirem a aplicação de técnicas que objetivam aumentar a infiltração de águas superficiais. Segundo o autor a recarga acidental pode oferecer risco de degradação da qualidade da água subterrânea em função da propagação de plumas de contaminação, entretanto pode contribuir para a reserva de água subterrânea. Na cidade de São Paulo, a recarga acidental ocasionada por vazamentos na rede da concessionária pública representa de 40% a 60% da recarga total.

O mecanismo hidrodinâmico da recarga artificial de aquíferos se processa, segundo Murillo Diáz et al. (1991), nas seguintes fases e na sequência apresentada abaixo:

 Formação e desenvolvimento do bulbo de infiltração: esta fase abrange o momento em que a água chega a um tanque de recarga e o instante em que o aquífero começa a receber a mesma. Na zona saturada o fluxo da água é essencialmente vertical. A água percola no solo, pouco a pouco, ocupando cada vez um percentual maior dos poros formando um bulbo umidificado. Se o fluxo de entrada for pequeno, não ultrapassará a zona não saturada, consequentemente, não atingirá a zona saturada (aquífero). Caso contrário, com fluxo suficiente, a umidade progredirá até a zona subjacente (zona saturada).

 Aumento da superfície piezométrica: no momento em que a frente úmida entra em contato com o limite superior da zona saturada, o nível piezométrico começa a subir. A água introduzida se armazena formando uma crista em ascensão. O crescimento da crista continua até que atinge a base do tanque de recarga, o que impede sua expansão. Nesse momento o crescimento em extensão cessa, mas o crescimento lateral prossegue até que a água alcance alguma saída, um rio, por exemplo.

 Estabilidade do regime: uma vez alcançados os limites de controle, vertical e lateral, o volume de água não variará e o volume de entrada de água será igual ao volume de saída da mesma.

 Desaparecimento da crista de água ao cessar a recarga: a água armazenada acima do nível piezométrico permanecerá ali temporariamente. Ao cessar a recarga, a água drenará gradualmente na direção de controle lateral até adaptar-se à superfície piezométrica natural.

É imprescindível o armazenamento de água frente ao crescimento acelerado da demanda atual. O armazenamento pode se dar em superfície ou no subterrâneo. Tradicionalmente, o armazenamento ocorre em reservatórios superficiais que apresentam algumas desvantagens em relação ao armazenamento subterrâneo como perdas por evaporação (cerca de 2 m/ano em climas quentes e secos), acumulação de sedimentos, potencial falha da estrutura, aumento da ocorrência de algumas doenças e efeitos adversos em termos ecológicos, ambientais e sócio-culturais. Quanto ao aspecto econômico, o emprego do armazenamento subterrâneo tem se mostrado viável, pelo que se tem verificado o crescimento do seu uso em diversas partes do mundo (DIAMANTINO, 2009).

A técnica de recarga artificial pode ser empregada com diversas finalidades como: gestão do abastecimento de água para consumo de acordo com as variações sazonais na disponibilidade de água; armazenamento subterrâneo das águas de escoamento superficial; redução ou eliminação do rebaixamento da piezometria no aquífero; redução nos custos de transporte, armazenamento e bombeamento de água subterrânea; ação sobre problemas de subsidência; diminuição ou controle de problemas de intrusão salina que afetam alguns aquíferos costeiros; aproveitamento das propriedades depuradoras do solo e da zona não saturada do solo como forma de tratamento de águas potáveis ou residuais; diluição do teor em nitratos, cloretos ou outros elementos químicos das águas subterrâneas de determinados aquíferos pela diluição com a água de recarga; melhoria da qualidade da água através da remoção de sólidos suspensos pela filtração pelo solo; proteção ambiental como a manutenção de zonas úmidas ou o controle de zonas contaminadas no aquífero (DIAMANTINO, 2009). E no caso específico do DF, no cumprimento de determinadas obrigações legislativas, caso das Leis Distritais nº 2.978/2002 e 3.793/2006.

A recarga artificial promove o uso integrado dos recursos hídricos resultando em um armazenamento de excedentes hídricos superficiais em aquíferos subterrâneos, com possibilidade de utilização futura. A prática geralmente proporciona ganho ambiental e social com grande potencial de ser aplicada em diversas regiões do DF e do Brasil, principalmente em regiões onde a contabilidade hídrica se apresenta crítica (TUBBS; PEREIRA, 2003a)

Os tipos de recarga artificial se classificam em sistema direto ou superficial, adequado para aquíferos freáticos, livres; e sistema indireto ou profundo, adequado para aquíferos confinados. Os mecanismos de recarga artificial podem ser de superfície, dentro e/ou fora do leito dos rios; na zona vadosa; e, em profundidade (MURILLO DIÁZ et al., 1991).

A Figura 16 retrata os mecanismos citados, sendo a bacia de infiltração o mais utilizado por exigir tecnologia mais simples, apesar de requerer extensa área para sua aplicação; os poços de injeção na zona vadosa apresentam vantagens sobre as bacias de infiltração e sobre os poços de injeção direta e são análogos às trincheiras de infiltração; os poços de injeção direta permitem a introdução de água diretamente no aquífero confinado ou não confinado. As bacias de recarga e os poços de injeção na zona vadosa requerem a presença de um aquífero livre com capacidade de armazenamento suficiente (FOX, 1999). Figura 16 - Métodos para recarga artificial de aquíferos.

Fonte: Fox (1999), adaptado.

Quando os aquíferos não confinados estão indisponíveis, a alternativa para a recarga artificial são os poços de injeção direta. No entanto esse mecanismo requer tecnologias de pré-tratamento da água e manutenção do sistema avançadas, transformando o sistema em uma alternativa cara. Os principais custos associados às bacias de recarga são a área necessária e o sistema de transporte para fornecer água para as bacias de recarga. Nesse caso é desejável construir as bacias de recarga perto de sistemas de transporte de água. O ciclo de vida

estimado para o sistema que utiliza as bacias de infiltração é de mais de 100 anos; para os poços de injeção na zona vadosa, de 5 a 20 anos e para os poços de injeção direta, de 25 a 50 anos (FOX, 1999).

Os métodos em superfície promovem a infiltração por amplas superfícies de contato entre água e solo e são exemplificados por bacias de infiltração, inundação ou tanques de recarga, barragens, espalhamento de água no solo, canais, valas, sulcos, trincheiras e fossas. As bacias de infiltração são construções rasas, fora do leito dos rios, eficientes para o caso de recarga de aquíferos rasos. As barragens quando em terrenos planos podem armazenar grandes volumes. No caso de terrenos com relevo movimentado as barragens podem ser de pequenas dimensões. Ambas promovem aumento da taxa de infiltração e diminuição de erosão do solo. Este sistema exige o controle da deposição de material fino que diminui a eficiência da recarga artificial. Os canais e valas de infiltração são mecanismos para aproveitamento de excedente hídrico de rio ou córrego, exigem instalação de barreiras hidráulicas que direcionam as águas para os canais e valas aproveitando a topografia do terreno. Podem ser construídas em áreas urbanas, sob calçadas, avenidas ou estacionamentos (ALMEIDA, 2011).

O Quadro 11 ilustra uma vala de infiltração que utiliza como água de recarga a água captada em telhado; uma trincheira de infiltração com um recorte demonstrativo da estrutura de construção, na qual se pode utilizar como água de recarga a água proveniente do escoamento superficial; e, uma fossa de infiltração, na qual pode ser utilizada água proveniente de captação em telhado ou escoamento superficial (GREENTEC, 2010).

Quadro 11 – Métodos de recarga artificial de aquíferos em superfície.