VALORIZAÇÃO DE FUROS DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA MINERAL E DE NASCENTE

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1 APIAM ASSOCIAÇÃO PORTUGUESA DOS INDUSTRIAIS DE ÁGUAS MINERAIS NATURAIS E DE NASCENTE VALORIZAÇÃO DE FUROS DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA MINERAL E DE NASCENTE GRUPO DE TRABALHO SOBRE FUROS DE CAPTAÇÃO DE ÁGUA ALBINO MEDEIROS ANTUNES DA SILVA HENRIQUE GRAÇA VIEIRA DA SILVA NOVEMBRO 2011 EXECUÇÃO DE FUROS DE CAPTAÇÃO () 1 - Enquadramento legislativo e autorizações 2 - Projecto e dimensionamento da captação 3 - Cadernos de encargos, concursos e propostas 4 - Fase de perfuração 5 - Controlo hidrogeológico e diagrafias 6 - Fase de construção 7 - Fase de desenvolvimento, limpeza e desinfecção 8 Relatório final 1

2 PROSPECÇÃO E PESQUISA QUER LISA OU COM GÁS MUITA REQUISITOS ESPECIAIS DE UM FURO DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE Captar um aquífero específico a uma determinada profundidade onde circula uma água bacteriologicamente pura, com um perfil hidroquímico singular. Necessidade de isolar outros aquíferos sobrejacentes, ou mesmo subjacentes, onde circulem águas com composição química distinta, eventualmente com contaminação bacteriológica ou química Garantir, caso a caso, a utilização das melhores técnicas de perfuração, de isolamentos, e os materiais mais adequados na fase de construção, por forma a evitar uma prematura degradação da captação e do risco de infiltrações de águas de níveis indesejados. 2

3 TUBAGENS DE REVESTIMENTO TUBO RALO EM AÇO PROBLEMAS DETECTADOS EM FUROS DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE Depósitos de sais sobre parede de tubo fechado em aço inóx, evidenciando entrada de água muito mineralizada com fluxo ascendente. Buraco em tubo fechado em aço inóx. 3

4 PROBLEMAS DETECTADOS EM FUROS DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE PROBLEMAS DETECTADOS EM FUROS DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE Pólipos de ferro bactérias incrustados numa zona de soldadura da junta entre troços de tubagem de revestimento. Pólipos de ferro bactérias incrustados numa zona de soldadura da junta entre troços de tubagem de revestimento. 4

5 PROBLEMAS DETECTADOS EM FUROS DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE Fissuras longitudinais, intensa oxidação e depósitos de sais em tubo fechado em aço inóx. Vista lateral. PROBLEMAS DETECTADOS EM FUROS DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE Pequenos vermes, segmentados, da classe dos Poliquetas, deslocando-se sobre as paredes de uma tubagem de revestimento. 5

6 PROBLEMAS DETECTADOS EM FUROS DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE PROBLEMAS DETECTADOS EM FUROS DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE Exemplos de colmatação intensa de ralos. Vistas laterais. 6

7 PROBLEMAS DETECTADOS EM FUROS DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE Biofilme disperso na tubagem de revestimento. Vista axial. PROBLEMAS DETECTADOS EM FUROS DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE Biofilme acumulado sobre ralos em aço inóx do tipo Johnson. Vista lateral. 7

8 SÍNTESE DOS PRINCIPAIS PROBLEMAS DETECTADOS EM FUROS DE ÁGUA MINERAL OU DE NASCENTE - Isolamentos deficientes (cimentações e argilas expansivas) - Ligações entre tubagem muito deficientes - Soldaduras deficientes e corroídas por má execução - Presença de colas tóxicas nas juntas das tubagens de PVC - Rebites corroídos permitindo o afluxo de água do exterior - Corrosão intensa das tubagens em aço inóx - Entrada de águas contaminantes, de microorganismos e de macrozoários - Intensa propagação de biofilme - Colmatação dos ralos por argilas de estabilização e perda de produtividade - Deficiente controlo das lamas de estabilização - Deficiente limpeza e desenvolvimento dos furos - Caudais específicos diminutos - Reduzido período de vida da captação devido a problemas estruturais e de execução. 1 - ENQUADRAMENTO LEGISLATIVO E AUTORIZAÇÕES 8

9 LEGISLAÇÃOFUNDAMENTAL - Decreto-Lei 82/2010 de 2 de Julho (Prorroga o prazo para regularização dos recursos hídricos) - Decreto-Lei nº 702/2009 de 06 Julho (Estabelece os termos de delimitação dos perímetros de protecção das captações de águas de abastecimento público) - Despacho nº 14872/2009 de 02 Julho (Normas para a utilização dos recursos hídricos públicos e particulares) - Decreto-Lei 226ª/2007 de 31 de Maio (Estabelece o regime de utilização dos recursos hídricos) - Lei nº 58/2005 de 29 de Dezembro de 2005 (Lei da Água) -Decreto-Lei nº 133/2005 de 17 de Agosto (Licenciamento empresas de prospecção e pesquisa de águas subterrâneas) - Decreto-Lei 112/2002 de 17 de Abril (Aprova o Plano Nacional da Água) LEGISLAÇÃO FUNDAMENTAL (continuação) Decreto Lei 306/2007 de 27 de Agosto e Decreto-Lei 236/98 de 1 de Agosto (Qualidade da água) Decreto-Lei nº 382/1999 de 17 de Agosto (Estabelece critérios dos perímetros de protecção para captações de águas de abastecimento público) Plano de Bacia Hidrográfica (Vários decretos) Para a listagem geral e temática da legislação das águas subterrâneas e recursos hídricos em geral, assim como minutas para autorizações e licenciamentos de captações, recomenda-se a consulta site do INAG: 9

10 AUTORIZAÇÕES PARA CAPTAÇÕES DE ÁGUA Os interessados na realização de captações de águas particulares superficiais deverão dirigir-se à entidade licenciadora territorialmente competente, que são as respectivas Administrações de Região Hidrográfica (ARH), conforme decorre do estipulado na alínea b) do n.º 6 do artigo 9.º da Lei da Água e no artigo 12.º do Decreto-Lei n.º 226-A/2007, de 31 de Maio, com as alterações introduzidas pelos Decretos-Leis n.ºs 391-A/2007, de 21 de Dezembro e 93/2008, de 4 de Junho. ENTIDADES LICENCIADORAS As entidades competentes, em Portugal Continental, em matéria de licenciamento dos recursos hídricos são as Administrações de Região Hidrográfica - ARH (cfr. artigo 9.º da Lei n.º 58/2005, de 29 de Dezembro). Autorização de captação de águas (inclui a pesquisa no caso das águas subterrâneas) N.º 1 do artigo 62.º da Lei n.º 58/2005, de 29 de Dezembro Autorização de captação de águas com meios de extracção inferiores a 5 CV e desde que não tenha impactes significativos nos recursos hídricos Comunicação prévia N.º 4 do artigo 62.º da Lei n.º 58/2005, de 29 de Dezembro Após a comunicação prévia é aconselhável que se aguarde a resposta da entidade licenciadora pois só ela pode informar se existem ou não impactes significativos. Caso existam impactes a utilização será titulada por autorização 10

11 ÁGUA MINERAL NATURAL Legislação Aplicável ENGARRAFAMENTO Dec. Lei nº 90/90 Recursos Minerais Dec. Lei nº 86/90 Água Mineral Dec. Lei nº 156/98 - Qualidade da Água Dec. Lei nº 72/2004 Rótulos e tratamentos ÁGUA DE NASCENTE Legislação Aplicável ENGARRAFAMENTO Dec. Lei nº 90/90 Recursos Minerais Dec. Lei nº 84/90 Água de Nascente Dec. Lei nº 156/98 - Qualidade da Água Dec. Lei nº 72/2004 Rótulos e tratamentos 11

12 2 PROJECTO E DIMENSIONAMENTO DA CAPTAÇÃO DIMENSIONAMENTO DE FUROS ASPECTOS TÉCNICOS PROFUNDIDADE Profundidade e espessura do aquífero ou sistemas aquíferos a captar. DIÂMETROS Caudais expectáveis, profundidade do nível hidrostático e hidrodinâmico estabilizado, rebaixamentos e tipo de bomba submersível. ANTE-POÇO Profundidade do sector do ante-poço ou câmara de bombagem. Caudais expectáveis, profundidade do nível hidrostático e hidrodinâmico estabilizado, rebaixamentos e tipo de bomba submersível. PROFUNDIDADE DO CONE DE REDUÇÃO Profundidade da base do ante-poço. LOCALIZAÇÃO, EXTENSÃO E PROFUNDIDADE DOS TUBOS FECHADOS Profundidade do tecto do aquífero, profundidade do topo do maciço drenante e profundidades das zonas a isolar. 12

13 DIMENSIONAMENTO DE FUROS ASPECTOS TÉCNICOS (continuação) LOCALIZAÇÃO, EXTENSÃO E PROFUNDIDADE DOS TUBOS RALOS Profundidade e espessura do aquífero, profundidade do topo do maciço drenante e caudais expectáveis. LOCALIZAÇÃO, EXTENSÃO E PROFUNDIDADE DO MACIÇO DRENANTE Profundidade e espessura dos aquíferos a captar, tipo de formações captadas e caudais expectáveis. CIMENTAÇÕES (INTERCALARES E FINAL) grau de vulnerabilidade do aquífero a captar, espessura de recobrimento do aquífero, grau de contaminação e espessura dos níveis aquíferos mais superficiais. SECTORES COM FURO ABERTO (OPEN-HOLE) Tipo de formações a captar, competência, grau de alteração, grau de fracturação e estabilidade das paredes do furo. DIÂMETROS DE PERFURAÇÃO DIÂMETRO DA BOMBA SUBMERSÍVEL 13

14 DIMENSIONAMENTO DE FUROS DIÂMETROS DE PERFURAÇÃO -diâmetro da bomba submersível que se espera colocar no furo; -diâmetro da tubagem de revestimento na zona estimada para instalação da bomba submersível; -dimensão do espaço anular entre a tubagem de revestimento e a parede do furo na zona de instalação da bomba; -evolução dos rebaixamentos do aquífero durante a fase de exploração; -profundidade do nível aquífero específico de água mineral ou de nascente; -estabilidade das paredes do furo; - quantidade e extensão dos isolamentos a realizar durante a fase de perfuração. 14

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17 3 CADERNOS DE ENCARGOS E PROPOSTAS 17

18 CADERNO DE ENCARGOS (no caso de Projectista ou Consultor) Memória descritiva Tabela da Lista de Preços Unitário e Quantidades Estimadas Esquema Construtivo da Captação PROPOSTA (no caso de Empreiteiro) Memória descritiva Cronograma dos Trabalhos Tabela da Lista de Preços Unitário e Quantidades Estimadas Esquema Construtivo da Captação Folhetos diversos sobre equipamentos e produtos MEMÓRIA DESCRITIVA 18

19 LISTA DE PREÇOS UNITÁRIOS E QUANTIDADES ESTIMADAS 19

20 FASES DE EXECUÇÃO FASE DE FURAÇÃO EQUIPAMENTOS MÉTODOS DE FURAÇÃO DIAGRAFIAS CIMENTAÇÕES SANITÁRIAS, PRIMÁRIAS OU INTERCALARES FASE DE CONSTRUÇÃO TUBO FECHADO TUBOS RALOS MACIÇO DRENANTE OPEN HOLE FURO NÃO REVESTIDO FASES DE EXECUÇÃO FASE DE DESENVOLVIMENTO MÉTODOS MECÂNICOS E QUÍMICOS DE DESENVOLVIMENTO LIMPEZA DESINFECÇÕES FASE DE CARACTERIZAÇÃO HIDRÁULICA CARACTERIZAÇÃO DA CAPTAÇÃO ENSAIO DE BOMBAGEM ESCALONADO CARACTERIZAÇÃO DO AQUÍFERO ENSAIO DE BOMBAGEM DE LONGA DURAÇÃO ENSAIO DE RECUPERAÇÃO 20

21 4 FASE DE PERFURAÇÃO EQUPAMENTOS DE FURAÇÃO Sonda montada em camião de vários eixos Sonda montada em camião de vários eixos 21

22 Plataforma de perfuração de grande profundidade FERRAMENTAS DE CORTE MARTELO DE FUNDO FURO 22

23 FERRAMENTAS DE CORTE TRICONE, BIT DE ROLETES, TRILETE MÉTODOS DE FURAÇÃO (MAIS COMUNS) ROTOPERCUSSÃO OU MARTELO DE FUNDO FURO FERRAMENTA DE CORTE MARTELO DE FUNDO DE FURO SISTEMA - CIRCULAÇÃO DIRECTA - SISTEMA TRADICIONAL SEM REVESTIMENTO - SISTEMA CENTRIX - SISTEMA SIMMETRIX - CIRCULAÇÃO INVERSA COM ENTUBAMENTO PROVISÓRIO FLUÍDO DE CIRCULAÇÃO - AR COMPRIMIDO, AR/ÁGUA 23

24 MÉTODOS DE FURAÇÃO (MAIS COMUNS) ROTAÇÃO FERRAMENTA CORTE - SIMPLES - TRICONE, TRILETE, BIT DE ROLETES SISTEMA - COM CIRCULAÇÃO DIRECTA FLUÍDO LAMAS -ÁGUA - AR COMPRIMIDO - COM CIRCULAÇÃO INVERSA FLUÍDO DE CIRCULAÇÃO - LAMAS SISTEMAS DE CIRCULAÇÃO CIRCULAÇÃO DIRECTA COM AR (MARTELO FUNDO FURO E ROTAÇÃO) OU COM LAMAS (ROTAÇÃO) 24

25 SISTEMAS DE CIRCULAÇÃO CIRCULAÇÃO DIRECTA O FLUÍDO DE CIRCULAÇÃO (AR, ÁGUA OU LAMAS) É INJECTADO PELO INTERIOR DAS VARAS DE FURAÇÃO E ASCENDE À SUPERFÍCIE ATRAVÉS DO ESPAÇO ANELAR, LUBRIFICANDO A FERRAMENTA DE CORTE E TRANSPORTANDO OS RESÍDUOS DE FURAÇÃO COM AR (MARTELO FUNDO FURO E ROTAÇÃO) OU COM LAMAS (ROTAÇÃO) SISTEMAS DE CIRCULAÇÃO CIRCULAÇÃO INVERSA O FLUÍDO DE CIRCULAÇÃO (LAMAS) É INJECTADO PELO ESPAÇO ANELAR DE FURAÇÃO ENTRE O MACIÇO PERFURADO E AS VARAS, ATÉ À BASE, E ASCENDE À SUPERFÍCIE ATRAVÉS PELO INTERIOR DO TRICONE E DAS VARAS DE FURAÇÃO, LUBRIFICANDO A FERRAMENTA DE CORTE E TRANSPORTANDO OS RESÍDUOS DE FURAÇÃO COM LAMAS (ROTAÇÃO) 25

26 MÉTODOS DE PERFURAÇÃO MAIS COMUNS ANÁLISE TÉCNICA COMPARATIVA ENTRE OS MÉTODOS DE PERFURAÇÃO DIFERENTES TIPOS DE LITOLOGIAS EM QUE PODEM SER UTILIZADOS RENDIMENTOS DOS DIFERENTES MÉTODOS ADITIVOS DE ESTABILIZAÇÃO ADITIVOS ADICIONADOS À ÁGUA E AR COMPRIMIDO - ESPUMAS 26

27 LAMAS DE ARGILAS EXPANSIVAS BENTONÍTICAS LAMAS BIODEGRADÁVEIS POLIMEROS - Tanque de preparação, circulação e injecção de lamas Tanques de recepção, separação e decantação de lamas Bomba de circulação e de injecção das lamas Cone para a adição e mistura das argilas em pó com a água. CONTROLO DAS LAMAS DE ESTABILIZAÇÃO VISCOSIDADE Cone Marsh DENSIDADE Balança de lamas 27

28 ISOLAMENTOS TIPOS DE SELANTES Os selantes mais utilizados no isolamento de sectores de furos de captação são, em termos de composição: - argilas expansivas simples ou com adjuvantes; - calda de cimento e água, ou de cimento e água com alguma percentagem de adjuvantes; - argamassas e betão. Estes produtos de selagem podem ser aplicados isoladamente, ou em conjunto com tubagens de isolamento que têm por função complementar e/ou reforçar o isolamento de um determinado sector da captação. ISOLAMENTOS Argilas expansivas - granulado - em calda Controlo - Viscosidade - Densidade 28

29 ISOLAMENTOS Caldas de Cimento - Gama de variação de água/cimento - com ou sem adição de adjuvantes Controlo - Ensaio de fluidez ou viscoisdade - Ensaio de densidade - Ensaio de exsudação - Ensaio de variação de volume (Norma NP EN 447, 2000) CALDA DE CIMENTO FACTORES CONDICIONANTES DAS INJECÇÕES - características da calda - características dos terrenos envolventes à zona a injectar - características da água subterrânea do sector a isolar composição química da água subterrânea temperatura da água subterrânea - características de execução da própria captação presença de lamas de estabilização espaço anelar disponível isolamento de sectores instabilizados isolamentos simples da base de um furo tipos de tubagens de revestimento definitivo ou intercalar - pressões e níveis hidrostáticos - profundidade da zona a injectar - equipamentos de injecção a utilizar - formação e experiência da equipa responsável pela injecção 29

30 CIMENTAÇÃO TIPOS DE SELAGENS Selagem do pé ou base da perfuração Selagem homogénea de espaços anelares Selagem mista de espaços anelares Selagem simples de avanço com reperfuração 30

31 5 CONTROLO HIDROGEOLÓGICO E DIAGRAFIAS CONTROLO HIDROGEOLÓGICO E HIDROQUÍMICO DURANTE A FURAÇÃO - Recolha de amostras de resíduos de furação - Medição de caudais com compressor - Colheita de amostras - Determinação de ph, temperatura, condutividade ou de outros parâmetros - Instalação de obturadores em profundidade e recolha de amostras -Registo da profundidade do nível freático, ou do caudal de artesianismo repuxante e pressão hidrostática 31

32 DIAGRAFIAS Potencial expontâneo Temperatura Condutividade do fluído Diâmetro da captação (Caliper) Resistividade eléctrica Radiação gama natural (Litros) POTENCIAIS EXPONTÂNEOS RESISTIVIDADE 6 FASE DE CONSTRUÇÃO 32

33 Aço Inóx TUBAGENS DE REVESTIMENTO FINAL Tubos fechados PVC AISI 304 ou 316 Função Composição Metodologia de aplicação Ligações entre tubagens Vantagens e desvantagens TUBO RALO EM AÇO Função Composição Tipos de ralos Dimensionamento Metodologia de aplicação Ligações entre tubagens Vantagens e desvantagens TUBAGENS DE REVESTIMENTO 33

34 TUBAGENS DE REVESTIMENTO TUBO RALO EM PVC Tubofuro Georoscado DIMENSIONAMENTO DO MACIÇO DRENANTE -Cálculo de dimensionamento do areão do maciço drenante - Dimensionamento da abertura dos rasgos dos ralos - Características do material do maciço drenante - Desinfecção do material do maciço drenante - Metodologia de colocação do maciço drenante 34

35 7 FASE DE DESENVOLVIMENTO, LIMPEZA E DESINFECÇÃO FASE DE DESENVOLVIMENTO MÉTODOS MECÂNICOS - SOBRE-BOMBAGEM - AR COMPRIMIDO DIRECTO - PARAGENS E ARRANQUES SUCESSIVOS DA BOMBAGEM - BOMBAGEM COM OBTURADORES SIMPLES OU DUPLOS - SISTEMA DE ASPIRAÇÃO POR AIR-LIFT COM DUAS MANGUEIRAS -ESCOVAGEM MÉTODOS QUÍMICOS - HEXA-METAFOSFATO DE SÓDIO - TETRA-PIROFOSFATO DE SÓDIO - TRI-POLIFOSFATO DE SÓDIO 35

36 8 RELATÓRIO FINAL Fim Obrigado pela Vossa atenção Telf.: