POSSIBILITIES OF UTILIZATION OF GROUNDWATER OF PERNAMBUCO STATE IRRIGATED AGRICULTURE IN USING THE GRAPH US SALINITY LABORATORY

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1 POSSIBILIDADES DE APROVEITAMENTO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS DO ESTADO DE PERNAMBUCO NA AGRICULTURA IRRIGADA UTILIZANDO O GRÁFICO DO U. S. SALINITY LABORATORY Eugenio Antonio de Lima 1 ; Raíssa Santos Soares 2 ; Selma Chaves Guilera 3 ; Luiz Carlos Ribeiro Brandão 4 & Jorge Luiz da Silva 5 Resumo O estudo utiliza-se de um banco de dados correspondente a resultados de análises físico-químicas completas e baseia-se na averiguação dos valores da Condutividade Elétrica (C) e da Razão de Adsorção de Sódio (SAR). A partir da plotagem desses parâmetros no gráfico do United States Salinity Laboratory, foram delimitados domínios quimicamente homogêneos com relação às possibilidades de uso das águas subterrâneas do Estado de Pernambuco na agricultura irrigada. Palavras-Chave irrigação; águas subterrâneas; Pernambuco. POSSIBILITIES OF UTILIZATION OF GROUNDWATER OF PERNAMBUCO STATE IRRIGATED AGRICULTURE IN USING THE GRAPH US SALINITY LABORATORY Abstract The present study is based on database corresponding to the results of 3,055 complete physical-chemical analysis. Values of Electric Condutivity (C) and Sodium Adsortion Ratio (SAR) are examined. From the plotting of these parameters on graphic defined by United States Salinity Laboratory, chemically homogeneous domains were delimitated regarding the possibilities of agricultural use of the underground waters in the State of Pernambuco. Keywords irrigation; underground waters; Pernambuco Geólogo, Pesquisador em Inf. Geográficas, IBGE; Gerência de Recursos Naturais e Meio Ambiente UE/BA; Av. Pres. Castelo Branco, 750 Edf. Centralvalle, 4º andar Vale de Nazaré; CEP: ; Salvador; BA; Brasil; fone: (71) ; fax (71) ; eugenio.lima@ibge.gov.br. Estudante, Estagiária do Setor de Recursos Hídricos, IBGE; Gerência de Recursos Naturais e Meio Ambiente UE/BA; Av. Pres. Castelo Branco, 750 Edf. Centralvalle, 4º andar Vale de Nazaré; CEP: ; Salvador; BA; Brasil; fone: (71) ; fax (71) ; e- mail: raissasoares1@hotmail.com. Analista de Sistemas, Tecnologista em Inf. Geográficas, IBGE; Gerência de Recursos Naturais e Meio Ambiente UE/BA; Av. Pres. Castelo Branco, 750 Edf. Centralvalle, 3º andar - Vale de Nazaré ; CEP ; Salvador ; BA; Brasil; fone: (71) ; fax (71) e- mail: sel@ibge.gov.br. Analista de Sistemas, Pesquisador em Inf. Geográficas, IBGE; Gerência de Recursos Naturais e Meio Ambiente UE/BA; Av. Pres. Castelo Branco, 750 Edf. Centralvalle, 3º andar - Vale de Nazaré ; CEP ; Salvador ; BA; Brasil; fone: (71) ; fax (71) ; e- mail: luiz.r.brandao@ibge.gov.br. Técnico em Informações Geográficas, IBGE; Gerência de Recursos Naturais e Meio Ambiente UE/BA; Av. Pres. Castelo Branco, 750 Edf. Centralvalle, 3º andar - Vale de Nazaré ; CEP ; Salvador ; BA; Brasil; fone: (71) ; fax (71) ; joge.s.silva@ibge.gov.br. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 1 INTRODUÇÃO A avaliação dos recursos hídricos disponíveis tanto nos mananciais de superfície quanto nos mananciais de subsuperfície constitui-se numa preciosa informação para os diversos setores da sociedade, haja vista que a água representa um recurso fundamental mormente para o Estado de Pernambuco, que possui mais de 80% de seu território inserido na denominada região do Polígono das Secas, onde a carência de recursos hídricos é responsável por impactos significativos sobre a produção agrícola, com repetidos riscos de perdas totais ou parciais das lavouras, desencadeando graves problemas sociais e econômicos. Os principais problemas com águas destinadas à irrigação são: a salinidade, o excesso de sódio (e sua relação com o cálcio e o magnésio), a lixiviação deficiente do solo, a pluviometria e a tolerância salina da cultura que se pretende irrigar. O sódio presente na água de irrigação pode ser adsorvido pelas argilas, levando ao seu endurecimento e consequente impermeabilização. Em termos gerais, a proporção de sódio considerada prejudicial na irrigação é estabelecida em função dos teores conjuntos de cálcio e magnésio, pois estes elementos agem no sentido de deslocar o sódio contido no solo (troca catiônica), ou seja, águas com teor de sódio elevado ou com teor reduzido dos elementos cálcio e magnésio tendem a influenciar a redução da permeabilidade do solo, favorecendo o encharcamento das raízes e dificultando o desenvolvimento das plantas. Por outro lado, águas pouco salinizadas aplicadas em solos pouco permeáveis, podem acarretar a sua salinização perigo frequente na porção semiárida estadual, devido à baixa intensidade pluviométrica e elevadas taxas de evaporação, que, em alguns casos, são potencializadas pelas características hidrogeológicas (rochas do embasamento cristalino). 2 ASPECTOS GERAIS DA ÁREA O Estado de Estado de Pernambuco situa-se na Região Nordeste do Brasil, ocupa uma extensão de km 2 e tem seus limites inscritos aproximadamente entre as longitudes 34º 30' e 41º 30' WGr e as latitudes 07º 30' e 09º 30' S. Limita-se ao sul com os estados de Alagoas e Bahia, a norte com a Paraíba e o Ceará, a oeste com o Piauí e a leste com o Oceano Atlântico. Climaticamente, está dividido em três grande mesorregiões: Mata, Agreste e Sertão. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 No território pernambucano as temperaturas anuais são comumente elevadas, embora o quadro climático seja diversificado, em função da interferências do relevo e de massas de ar. Mais de 80% da área estadual faz parte do Polígono das Secas, onde a escassez e irregularidade das chuvas, aliadas ao fator geológico, determinam condições de deficit hídrico superficial e deficientes recursos hídricos subterrâneos, de modo que boa parte dos rios que cortam o sertão pernambucano são intermitentes função das chuvas reduzidas e da restituição subterrânea insuficiente. Geologicamente, o Estado de Pernambuco caracteriza-se pelo predomínio de rochas ígneas e metamórficas, cujas idades vão desde o Neoproterozóico até o Arqueano. Estas rochas genericamente chamadas de cristalinas correspondem a mais de 70% da área estadual e representam a Província Fissural unidade hidrogeológica de porosidade intergranular praticamente nula, onde o meio aquífero está representado pelas fraturas e diáclases. Nas regiões do Agreste e Sertão esta província apresenta potencial hidrogeológico fraco, seja pelo aspecto quantitativo, devido às condições deficientes de alimentação (chuvas) e circulação (fraturas), seja pelo aspecto qualitativo (águas com alto teor salino). Na Zona da Mata e em alguns brejos de altitude, onde o clima é mais chuvoso e úmido, o Aquífero Fissural apresenta melhores condições de alimentação e circulação das águas subterrâneas, o que se traduz em águas de menor teor salino e poços mais produtivos. Os cerca de 30% restantes da área estadual são ocupados por rochas sedimentares (Bacia de Jatobá, Bacia do Araripe, Bacia Pernambuco-Paraíba, Bacia de São José do Belmonte, Bacia de Mirandiba, Bacia de Betânia, Bacia de Fátima, Bacia de Carnaubeiras, Bacia de Cedro, Bacia Vulcano-Sedimentar do Cabo, Grupo Barreiras e sedimentos holocênicos). 3 MATERIAL E MÉTODOS Inicialmente, foi realizado um levantamento das informações hidrogeológicas e hidroquímicas disponibilizadas pela SUDENE, pela CPRM, pelo DNOCS e pela CONESP, além dos dados extraídos dos Inventários Hidrogeológicos Básicos do Nordeste (a; c; f). Posteriormente, foram realizadas campanhas de campo, destinadas a executar estudos de reconhecimento hidrogeológico e coletas sistemáticas de águas subterrâneas em áreas com menor densidade de amostragem. Os dados hidroquímicos foram incorporados a um banco de dados, desenvolvido no Microsoft Access. A qualidade das águas para irrigação foi avaliada a partir da classificação americana do United States Salinity Laboratory (e), que consiste em um gráfico semilogarítmico, onde são plotados, em abscissas, os valores da Condutividade Elétrica (µs/cm) e, em ordenadas, o SAR XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 (Sodium Adsortion Ratio ou Razão de Adsorção de Sódio). Os resultados obtidos pela plotagem das análises químicas no gráfico citado foram migrados e georreferenciados no MicroStation, viabilizando-se, assim, o estabelecimento de unidades homogêneas que guardam características mais ou menos similares no âmbito de seus domínios. As características gerais de cada unidade mapeada, suas condições adequadas de exploração e aplicabilidade das águas subterrâneas são extensivas ao conjunto de toda a unidade, com limitações devido às variações locais ou pela falta específica de informações. Executada ao longo de quatro anos, esta investigação baseia-se nos resultados de análises físico-químicas completas, todas extraídas de poços tubulares. O presente estudo visa contribuir para o conhecimento do comportamento químico das águas subterrâneas de Pernambuco um dos estados mais carente de recursos hídricos no Brasil oferecendo, assim, subsídios para o planejamento e uso racional dos recursos hídricos em escala regional. 4 RESULTADOS Em boa parte do Estado de Pernambuco observa-se uma diferença marcante entre as salinidades e riscos de sódio das águas procedentes dos aquíferos sedimentares e dos aquíferos cristalinos. Os aquíferos sedimentares naturalmente - oferecem melhores condições de infiltração e circulação de suas águas subterrâneas, o que influencia de modo decisivo a salinidade. As rochas cristalinas, por possuírem reduzida capacidade de armazenar e circular suas águas subterrâneas, apresentam uma concentração muitas vezes excessiva de sais, especialmente onde são mais deficientes as condições de recarga a partir das precipitações pluviométricas (zona do sertão). Desta feita, as águas subterrâneas mais propícias à irrigação procedem geralmente das bacias sedimentares e do Grupo Barreiras, além daquelas extraídas de rochas cristalinas em regiões mais chuvosas (faixa sublitorânea e região dos brejos de altitude). São águas classificadas, de acordo com o SAR (S) e a Condutividade Elétrica (C), nas categorias: C1-S1 e C2-S1, ou seja, águas de salinidade baixa a média (Condutividade Elétrica entre 100 e 750 µs/cm) e reduzido teor de sódio e, assim sendo, podem ser utilizadas para irrigar a maioria das culturas, em quase todos os solos. As águas das classes C3-S1, C4-S1, C4-S2, C4-S3, C5-S3, C5-S4 e C6-S4 são as mais frequentes no estado de Pernambuco e ocorrem de leste a oeste, desde as regiões de Vitória de Santo Antão, Canhotinho e Surubim até Caruaru, Arcoverde, Serra Talhada, Salgueiro, Petrolina e Ouricuri. São oriundas, via de regra, de rochas do embasamento cristalino, sendo caracterizadas XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 pela salinidade elevada a excessivamente elevada (Condutividade Elétrica entre e µs/cm) e pelo alto risco de aparição de teores nocivos de sódio características que impõem severas restrições de uso na agricultura irrigada. Algumas devido ao teor elevado de sais só devem ser utilizadas em solos bem drenados, além de que, devem ser tomadas precauções especiais de luta contra a salinização e, apenas os vegetais de altíssima tolerância salina devem ser cultivados. Quanto ao sódio, apresentam perigo evidente, principalmente para solos de textura fina e com forte capacidade de troca de cátions exceção apenas para os solos gipsíferos. Em última análise, boa parte dessas águas são imprestáveis para irrigação, sobretudo quando agregam, numa mesma categoria, teores elevados de sódio e sais dissolvidos C5-S4 e C6-S4, por exemplo. Já as águas das classes C2-S1 e C3-S1 são mais frequentes na porção referente aos brejos de altitude (Garanhuns, Triunfo, São Vicente, etc). São águas de média/alta salinidade e de fraco risco de aparição de teores nocivos de sódio, que só devem ser utilizadas em solos bem drenados e, ainda assim, são necessárias precauções especiais de luta contra a salinização; apenas os vegetais de elevada tolerância salina têm cultivo recomendado. Em síntese, no Estado de Pernambuco as reservas subterrâneas armazenadas nos sistemas aquíferos sedimentares tornam viável o desenvolvimento de atividades de irrigação, uma vez que, além da disponibilidade quantitativa, o fator qualidade (águas com fraco risco de sódio e salinidade fraca a moderada) favorece este tipo de aproveitamento. Contrariamente, as águas provindas do embasamento cristalino apresentam elevados teores de sais (condutividade elétrica elevada) e forte risco de sódio, sendo em boa parte dos casos imprestáveis para irrigação. 5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Corroborando as observações de Valdemir Cruz (b), constata-se uma associação bastante significativa entre a geologia, a salinidade (condutividade elétrica) e os índices pluviométricos, ou seja, à exceção das áreas sedimentares e de pequenas áreas detentoras de umidade os denominados brejos de altitude, a salinidade das águas cresce, de uma maneira geral, do litoral em direção ao interior, na razão inversa dos índices pluviométricos, sendo mais pronunciada nos aquíferos de natureza cristalina. Entretanto, mesmo a despeito das limitações impostas pela litologia e pelo clima, que induzem a poços com fracas vazões e águas comumente salinas, deve ser julgado o interesse relativo da exploração das águas subterrâneas das rochas do embasamento cristalino levando-se em XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 conta sua grande extensão territorial (quase 80% da área estudada). O problema se agrava pelo fato de que na porção semi-árida especialmente onde afloram rochas do embasamento cristalino a irrigação torna-se mais necessária e as culturas exigem maior suprimento de água, justamente no período de estiagem, quando, certamente, ocorre um incremento da concentração salina das águas subterrâneas, em função, sobretudo, da intensa evapotranspiração reinante na região (d). A maior parte dos poços tubulares perfurados no cristalino, especialmente na porção correspondente ao Polígono das Secas, apresenta problemas de salinidade excessiva e vazões reduzidas e, por esta razão, destinam-se quase sempre à pecuária. Ainda assim, poços com melhores vazões e/ou com águas menos salinas muitas vezes fazendo uso de dessalinizadores são aproveitados para consumo humano e pequena irrigação (em fazendas e pequenas comunidades). De uma maneira geral, o uso preponderante é a pecuária visando principalmente à dessedentação de animais. Vale ressaltar, que o aproveitamento das calhas fluviais na área cristalina, através da construção de barragens subterrâneas, vem se tornando uma alternativa bastante viável na pequena irrigação de frutas e hortaliças, viabilizando a agricultura em pequenas e médias propriedades rurais, conforme já ocorre nos municípios de Caruaru, Ouricuri e Serra Talhada. Em vista do cenário hídrico apresentado, constata-se a necessidade de adoção e manutenção de políticas públicas voltadas ao aproveitamento racional das reservas hídricas subterrâneas do Estado de Pernambuco. Nesse sentido, o conhecimento da qualidade química das águas subterrâneas, o estudo do comportamento hidrogeológico a nível local e regional, a observância de critérios técnicos relevantes na locação e perfuração dos poços tubulares, a definição das culturas, das demandas e do manejo mais adequado e um eficaz programa de manutenção dos poços e sistemas de irrigação terão importância decisiva nos resultados obtidos. REFERÊNCIAS a) ALBUQUERQUE, J. do P. T. de. Inventário hidrogeológico básico do Nordeste, folha 15 Jaguaribe -SE. Recife: SUDENE, p (SUDENE. Série hidrogeologia, 32), pp b) CRUZ, W. B. da. Estudo geoquímico preliminar das águas subterrâneas do Nordeste do Brasil. Recife: SUDENE, Divisão de Documentação, p. (Brasil. SUDENE. Hidrogeologia, 19), pp XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 c) LEAL, J. de M. Inventário hidrogeológico básico do Nordeste, folha 20 Aracaju - NE. Recife: SUDENE, p (SUDENE. Série hidrogeologia, 34), pp d) SILVA JÚNIOR, A. S., L. G..de A.; GHEYI, H. R.; MEDEIROS, J. F. de. Composição química de águas do cristalino do nordeste brasileiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, PB. v.3, n. 1, 1999, pp e) SUDENE. ELEMENTOS de hidrogeologia prática. Recife, p.(Brasil. SUDENE. Hidrogeologia, 13), pp f) SUDENE. Inventário hidrogeológico básico do Nordeste, folha 21 Recife - NO. Recife: SUDENE, p (SUDENE. Série hidrogeologia, 54), pp XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7