Poços rasos e profundos, locação e perfuração

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1 Poços rasos e profundos, locação e perfuração Captações rasas águas freáticas em perfis de alteração. Captações profundas águas de aquíferos livres e confinados em rocha Locação - em sedimentos não consolidados, rochas porosas e fraturadas Perfuração tipos e aplicação Modificado em 11/09/14

2 Captações rasas Poço escavado Figuras de Román, 2005 Poço escavado com dreno radial

3 Captações rasas Dreno horizontal Figuras de Román, 2005 Galerias drenantes

4 Captações rasas Trincheiras drenantes radiais Figuras de Román, 2005 Trincheira drenante

5 Captações rasas Fonte do tipo Caxambu Fonte: Epagri em CPRM, 2002.

6 Captações rasas Vantagens: Baixo custo de instalação e manutenção Fácil manutenção (local) Água de boa qualidade (próxima da superfície) Desvantagem: Cuidados: Mais vulnerável a períodos de estiagem e a contaminações superficiais Área a montante da captação deve ter cobertura vegetal o mais próximo da original Entorno deve ser cercado para evitar chegada de gado e outros animais domesticados

7 Captações profundas Normas para construção: Feitosa et al., 2008 NBR NBR NBR NBR 13605

8 Poços tubulares profundos Adequação conforme o meio em que será instalado: Revestido e com filtro para evitar queda da parede do poço em meio poroso Aberto em meio fraturado USGS, 1982

9 Poços tubulares profundos Sistema misto com: Revestimento nas camadas menos produtivas; Filtros nas camadas aquíferas. Pré-filtro para evitar colmatação Feitosa e Manoel Filho, 2008

10 Objetivos de projeto de um poço tubular profundo Ter a maior descarga possível, para o menor rebaixamento - otimização de energia Menor custo possível - ser acessível Manter a boa qualidade da água, prevenindo-se de possíveis contaminações - entorno protegido Ter longa vida útil - pelo menos 25 anos

11 Informações importantes para o projeto Demanda a ser atendida Conhecimento mais detalhado possível das condições geológicas onde será instalado o poço Valores de parâmetros hidrodinâmicos como transmissividade (T), permeabilidade (K) e armazenamento (S) do aquífero a ser captado Análises granulométricas em caso de meio poroso Qualidade da água a ser bombeada

12 Captações profundas Vantagens: Proteção para qualidade das águas mais efetiva (profundidade) Menor vulnerabilidade a períodos de estiagem Cuidados: Selo bem construído Possuir entorno isolado Desvantagens: Implantação e manutenção onerosas dependendo da escala de atendimento (inviabilidade) Qualidade das águas pode não ser adequada ao consumo

13 Locação de poços e as características do meio Aquíferos fraturados Rochas vulcânicas Rochas plutônicas Rochas metamórficas (incluindo mármores) Aquíferos porosos Rochas sedimentares continentais Rochas sedimentares Marinhas (incluindo calcários) Sedimentos

14 Ferramentas para locação Fotografias aéreas Imagens de satélite (baixa e alta definição) Modelos digitais do terreno Mapas geológicos Mapas planialtimétricos Mapeamento de campo Informações de outros poços Sondagens para outros fins Levantamentos geofísicos SIG

15 Elementos a considerar na locação em meios fraturados Relevo Situações mais favoráveis se encontram nas depressões abertas e vales fluviais; Hidrografia Evitar topo de elevações, cristas de vertentes de vales e divisores hidrográficos, pois proporcionam baixas vazões; Associação das zonas de fraturamento com a drenagem superficial (riacho-fenda). Fraturas Densidade, continuidade, direção e mergulho.

16 Aerofotografias Estereoscopia Reconhecimento de estruturas como: Falhas Diques Veios

17 SIG e modelos digitais de elevação (MDE) MDE acoplados em ambiente SIG permitem: Gerar sombreamentos direcionados para destacar estruturas Espacializar lineamentos Gerar linhas de fluxo de escoamento com base na topografia Figura: Nanni, 2008.

18 Mapeamento de campo mergulho de fraturas Necessário conhecer o sentido de mergulho das fraturas para saber de que lado da drenagem o poço deve ser locado; Reconhecer a intensidade do mergulho das fraturas, pois: Quanto mais forte o mergulho, mais próximo da drenagem deve ser locado o poço; Quanto mais fraco o mergulho, uma maior distância pode ser adotada. Se as fraturas forem sub-verticais, locar junto a calha da drenagem Feitosa et al., 2008

19 Mapeamento em condições iguais de intensidade de fraturas Fraturas com mergulho de 20º um poço intercepta 5 vezes estas estruturas até 70m de profundidade. Podendo chegar a 6 dependendo da posição do poço. Fraturas com mergulho de 45º um poço intercepta 2 vezes estas estruturas até 70m de profundidade. Podendo chegar a 3 dependendo da posição do poço. Fraturas com mergulho de 70º um poço intercepta 1 vezes estas estruturas até 70m de profundidade. Podendo não interceptar nenhuma dependendo da posição do poço. Feitosa et al., 2008

20 Situação estrutural e volume de água Feitosa et al., 2008

21 Preenchimento de fraturas Feitosa et al., 2008 Fragmentos da própria rocha nas fraturas de cisalhamento ou zonas de falha provocadas por compressão. Detritos de origem superficial que penetram com a água e decantam no interior das fraturas.

22 Preenchimento de fraturas Recristalização de sais que precipitam em soluções em função da evaporação do meio líquido que os transportou. Ascensão de soluções hidrotermais mineralizantes. Feitosa et al., 2008

23 Fraturas e a morfologia do Sistema Aquífero Serra Geral CPRM, 2002

24 Zonas de alteração em subsuperfície Feitosa et al., 2008

25 Fatores que influenciam as águas em rochas cristalinas Fatores Qualidade Quantidade Clima Elevada Moderada Relevo Moderada Elevada Moderada Moderada Infiltração de soluções Baixa Moderada Vegetação Baixa Moderada Coberturas sedimentares Moderada Elevada Constituição litológica Moderada Baixa Estruturas Moderada Elevada Baixa Moderada Exógenos Hidrografia Endógenos Soluções mineralizantes Feitosa et al., 2008 Influência na

26 Acumulação de água em terrenos dobrados Em planta Possibilidade de acumulação favorável Possibilidade de acumulação regular Possibilidade de acumulação desfavorável Feitosa et al., 2008 Área 3 apresenta melhores condições de locação do que na área 2, enquanto que esta é melhor do que na área 1

27 Aquíferos porosos Ambientes de sedimentação: Glaciais forte heterogeneidade de materiais Fluviais heterogeneidade de tamanhos de partículas Lagunares sedimentos finos Costeiros - transgressão e regressão marinha Gravitacionais solos e rochas em tálus e colúvios

28 Aquíferos porosos SEDIMENTOS INCONSOLIDADOS ROCHAS SEDIMENTARES

29 Intrusão de cunha salina Teixeira et al., 2009

30 Erros comuns na locação Rochas cristalinas sem fraturas ou com fraturas fechadas; Junto à caixa d'água ou ponto de distribuição geralmente praças que estão no local mais alto do terreno; Junto à sede da fazenda geralmente o local mais alto da propriedade; Lado oposto ao mergulho das falhas; Distância incompatível do poço à fonte de recarga; Locação exclusiva no campo sem conhecimento regional; Locado em fratura alimentada por água superficial salinizada. Outras que podem comprometer a vazão e a qualidade da água

31 Perfuração rasa Trado manual do tipo holandês Broca helicoidal Trado mecânico UNESCO, Foto:

32 Perfuração profunda Percussão UNESCO, 2004 Rotativa

33 Perfuração profunda Rotopneumática Fotos: e

34 Tipos de perfuração e materiais geológicos

35 Referências FEITOSA, F A C & MANOEL FILHO, J. Hidrogeologia, Conceitos e Aplicações. CPRM ROMÁN, F J S S. Hidrogeología notas de aula. Departamento de Geología. Universidad de Salamanca (España) TEIXEIRA, TOLEDO, FAIRCHILD e TAIOLI. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, USGS. Hidrologia Básica de Água Subterrânea. Geological Survey water-supply Paper, USGS. Hidrologia Básica de Água Subterrânea. Geological Survey water-supply Paper, WINTER, T. C. HARVEY, J. W. FRANKE O. L. ALLEY, W. M. Ground water and surface water : a single resource. U.S. Geological Survey circular:

36 Para pensar... A ciência é muito boa dentro de seus preciosos limites. Quando transformada na única linguagem para se conhecer o mundo, entretanto, ela pode produzir dogmatismo, cegueira e, eventualmente, emburrecimento. Rubem Alves

37 Nota Nota: Os materiais utilizados aqui foram extraídos de outros locais ou criados para utilização na formação dos alunos em sala de aula. Onde houve possibilidade, foram citadas as fontes dos conteúdos, mas infelizmente nem todos os locais de origem dispõem dessa informação. Caso você seja o autor de algum material aqui exposto sem citação, agradeço pela informação da sua fonte. Caso não queira permitir seu uso, avise-nos para que seja retirado. Os conteúdos de terceiros seguem o licenciamento original atribuído por cada autor. O material que aqui foi produzido é licenciado sobre a licença Creative Commons Atribuição-Compartilhamento pela mesma Licença 3.0 Genérica. Fique a vontade para usá-lo! Prof. Arthur Nanni Geociências UFSC arthur.nanni@ufsc.br