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Estudos hidrogeológicos para a locação de poços tubulares requerem técnicas adequadas e uma metodologia específica. Esta metodologia começa com um certo grau de conhecimento da geologia da área, obtido através de trabalhos já realizados na região. Posteriormente, é realizado o processo de Aerofotointerpretação, para a determinação das principais estruturas da rocha, culminando na Sondagem Geofísica.
A primeira etapa para construção de um poço artesiano tubular profundo é a locação do mesmo que deve ser feita por profissional habilitado e com atribuições, e para poços tubulares que captam água subterrânea são Geólogos ou Engenheiros de Minas. Esses profissionais têm capacitação e conhecimento para indicar o local que possui mais probabilidade para ser encontrada água no lençol freático, uma locação feita por esses profissionais aumenta a chance de se obter água em grandes quantidades nas perfurações dos poços artesianos. Pode ser ainda feito outros estudos técnicos além da locação feita in loco, como avaliação das cartas topográficas do exército para identificar as zonas de fraturas ou a formação geológica do terreno, também, pode ser executado estudos de pesquisa de viabilidade de ocorrência de água subterrânea através de Sondagem Geofísica – método eletrorresistividade.
A Sondagem Geofísica (método da Eletrorresistividade) tem como objetivo principal determinar as potencialidades dos terrenos quanto à ocorrência de água subterrânea. Neste método utiliza-se um equipamento capaz de, através da passagem de corrente elétrica, captar a resistividade do solo, da rocha e da água.
A ocorrência de água subterrânea depende fundamentalmente do grau de fraturamento e alteração das rochas. Quanto maior seu grau de fraturamento/alteração, maior será a possibilidade de ocorrência de água subterrânea. Utilizando-se somente métodos convencionais para a locação de poços artesianos (estudos aerofotogramétricos), conseguimos no máximo determinar as fraturas superficiais dos terrenos. Agora, se juntarmos a eles novas técnicas para a prospecção de água subterrânea (Sondagem Geofísica) poderemos ir além, ou seja, determinar com mais precisão onde e como estão estas fraturas.
Resumindo, através da Sondagem Geofísica determinamos:
1. RESISTIVIDADES E GRAU DE FRATURAMENTO DAS ROCHAS;
2. ESPESSURA DO SOLO;
3. PROFUNDIDADE E LOCALIZAÇÃO DAS FRATURAS;
4. GRAU DE CONTAMINAÇÃO DO AQÜÍFERO (ex: água salobra);
5. LOCAÇÃO DO POÇO TUBULAR PROFUNDO E/OU PONTEIRA;
6. PREVISÃO DE QUANTIDADE DE REVESTIMENTO A SER UTILIZADA NA EXECUÇÃO DO POÇO;
Conclui-se então que, através da Sondagem Geofísica é possível conhecer o “subterrâneo” de um terreno no que diz respeito ao solo, as rochas e se é possível existir a chance de encontrar “água dentro dele” e QUAL É O MELHOR E MAIS PRODUTIVO LOCAL PARA CAPTAÇÃO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA NO TERRENO.
É assim que, reduzindo custos e minimizando os riscos que decorrem da perfuração de poços improdutivos, torna-se viável a execução de um Poço Tubular Profundo.
Mesmo aplicando todas as técnicas para locação do poço artesiano tubular profundo, ocorre que a perfuração de Poços Tubulares é uma atividade de meio e não de resultado, podendo não ser encontrada água quando perfurado.
2 - Encaminhamento da Licença Ambiental Prévia.
É preciso requerer a Licença de Perfuração junto a entidade estadual gestora de água subterrânea. O processo de licenciamento ambiental prévio deverá ser encaminhado também por Geólogo ou Engenheiro de Minas com emissão da ART (Anotação de Responsabilidade Técnica). No Estado do Rio Grande Do Sul após a locação do poço artesiano tubular será preciso encaminhar junto ao departamento de Recursos Hídricos da Secretaria do Meio Ambiente e Infraestrutura, documentação para atender o solicitado nos dispositivos do inciso III, do artigo 35 da Lei Estadual nº 10.350 de 30 de dezembro de 1994, regulamentada pelo Decreto nº 42.047 de 26 de dezembro de 2002 e pelo Decreto 52.035 de 19 de novembro de 2014 e à vista da Portaria SEMA nº 007/03 de 04 de fevereiro de 2003.
No estado de Santa Catarina deverá ser encaminhada documentação junto a Secretaria De Estado Do Desenvolvimento Econômico Sustentável, Secretaria Executiva Do Meio Ambiente, Diretoria De Recursos Hídricos E Saneamento para atender o artigo 15 da Resolução CERH nº 02, de 14 de agosto de 2014.
Para cada estado existe uma legislação e uma secretaria específica, que, coordena, fiscaliza e emite as portarias de autorização prévia que se fazem necessárias para a perfuração de Poços Artesianos Tubulares.
3 - Perfuração, Reabertura em material Alterado:
Após a obtenção das licenças ambientais prévias, no local será instalado o canteiro de obras juntamente com a máquina perfuratriz, sendo então, iniciada a perfuração do poço, a perfuração inicial ou reabertura como é chamada é realizado com diâmetros iniciais de 8” a 18” polegadas dependendo do diâmetro final de perfuração do poço, essa perfuração ocorre em material alterado, pouco compactado, em solo ou rocha sã, a reabertura prossegue até penetrar 6 metros dentro da formação serra geral (basalto) onde é encontrado a formação bem compactada do basalto. A partir desse ponto, a perfuração continua num diâmetro menor, que pode ser de 6” a 14 polegadas, a perfuração é finalizada quando encontrada água na quantidade suficiente para atender a demanda na qual o poço foi perfurado.
4 - Revestimento:
Após a execução da etapa de reabertura inicial é instalado um de tubo de revestimento para isolamento sanitário. Durante a perfuração, ao atingir a rocha cristalina ou sã, é necessária a confirmação de sua consistência para que a obra possa receber os tubos de revestimento, que são utilizados para isolar o aquífero freático, mais próximo da superfície e, por consequência, suscetível a influência do homem, como contaminações.
Nos casos em que a rocha não apresenta consistência ideal para receber os tubos de revestimento, pode haver necessidade de mais horas de confirmação de rocha para que o poço possa ser revestido com segurança e em profundidades maiores. Nesta etapa, tanto a quantidade de tubos de revestimento quanto às horas de confirmação de rocha poderão sofrer alterações para mais do que o previsto no projeto inicial estimado no orçamento. Essa etapa da confirmação de rocha é de suma importância para garantir ao poço qualidade e durabilidade.
O revestimento de completação deve ser especificado quanto à natureza, resistência mecânica, corrosão, estanqueidade das juntas, manuseabilidade na colocação, e resistência às manobras de operação e manutenção do poço. O tubo de revestimento deve ser especificado conforme a NBR 5580, NBR 12211, DIN 2440, DIN 2441, DIN 4925, API 5 A, 5Ac, 5B, 5 L e ASTM A 120. Os Revestimento mais comunas que são utilizados são o Tubo de Aço Galvanizado a fogo, Tubo De Revestimento Geomecanico, Tubo de Aço Inox, Tubo de Aço Preto com e sem costura, a bitola do revestimento devera se de acordo com o diâmetro de perfuração final.
5 - Perfuração.
A RIOGRANDENSE POÇOS ARTESIANOS é especialista na perfuração de poços tubulares profundos, mais conhecidos como poços artesianos, que em sua grande maioria tem a captação de água subterrânea ligada ao aquífero cristalino ou aquífero sedimentar e são executados conforme NBR-12.212, do Projeto de Poços Para Captação de Águas Subterrâneas. O diâmetro de perfuração executado é de no mínimo 6”, para as atividades industriais, irrigação e abastecimento público o diâmetro mais indicado para perfuração dos poços são 8” 10” e 12”. As perfurações na região sul normalmente ocorrem em basaltos da formação Serra Geral, que perfazem a totalidade das rochas presentes na região. Dessa forma, os solos também são caracterizados pelo produto de alteração dos basaltos, exibindo um aspecto vermelho-amarronzado. Do ponto de vista hidrogeológico, as rochas da formação Serra Geral formam aquíferos fraturados, no qual as águas subterrâneas permanecem armazenadas nas fissuras da rocha, as quais condicionam o fluxo d’água. Os Aquíferos da formação Serra Geral II, tem como características de média a baixa probabilidade para águas subterrâneas. Suas litologias principais são constituídas por riolitos, riodacitos e, em menor proporção, basaltos fraturados (CPRM, 2005 – Mapa Hidrogeológico do RS1). Devido à característica geológica, há a possibilidade de os poços não produtivos estarem próximos a poços produtivos com excelentes vazões, o que configura um aquífero altamente heterogêneo.
A Formação Serra Geral recobre praticamente a metade norte do Rio Grande do Sul, entretanto estende-se desde o Uruguai até o estado de São Paulo, constituindo uma das maiores formações vulcânicas do planeta. Estas rochas estão sobrepostas a arenitos da Formação Botucatu, Rosário do Sul e Pirambóia.
O Aqüífero Guarani é o maior manancial de água doce subterrânea transfronteiriço do mundo. Está localizado na região Centro-Leste da América do Sul, entre 12º e 35º de latitude Sul e entre 47º e 65º de longitude Oeste e, ocupa uma área de 1,2 milhão de Km², estendendo-se pelo Brasil (840.000 Km²), Paraguai (71.100 Km²), Uruguai (58.400 Km²) e Argentina (255.500 Km²), como pode ser visualizado na imagem abaixo. Sua maior ocorrência se dá em território brasileiro (2/3 da área total), abrangendo os Estados de Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. A espessura do aqüífero varia de aproximadamente 100 metros na área aflorante até mais de 400 metros de espessura nas áreas centrais da Bacia, onde se encontram confinadas pelos espessos derrames basálticos da Formação Serra Geral. As duas formações (Botucatu e Pirambóia) que constituem o Aqüífero Guarani são semelhantes do ponto de vista litológico, divergindo quanto a sua gênese. A Formação Pirambóia, de origem flúvio-lacustre, é caracterizada por arenitos esbranquiçados amarelados, avermelhados e róseos, de granulação muito fina a média, muito a pouco argilosos; intercalando finas camadas de lamitos argilosos, exibindo as seguintes estratificações: plano-paralela e cruzadas planar e acanalada. Já a Formação Botucatu, sobrejacente aos sedimentos subaquosos da Formação Pirambóia, é constituída por um pacote de arenitos avermelhados, de granulação muito fina a média, friáveis, quartzosos, com bom arredondamento e esfericidade, bem selecionados, percentagem de material síltico-argiloso geralmente inferior a 5% e estratificações cruzadas de grande porte, caracterizando uma gênese de origem eólica em ambiente desértico.
Mapa esquemático do Aqüífero Guarani
Imagem Fonte: Desconhecida
Existe o Grau Geotérmico, que é uma medida de relação da Temperatura da água em relação à profundidade, tem-se que, a cada 1000 metros de profundidade a Temperatura aumenta 33 ºC. No entanto, ocorre em certas regiões anomalias térmicas, determinando desta forma Temperaturas maiores do que os 33 ºC, podendo chegar a esta profundidade com Temperaturas de 35 a 48 ºC.
Representação da tendência da espessura das rochas vulcânicas e da profundidade do topo da Formação Botucatu.
Imagem Fonte: Marcos Alexandre de Freitas Bráulio Robério Caye José Luiz Flores Machado, Relatório DIAGNÓSTICO DOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS DO OESTE DO ESTADO DE SANTA CATARINA.
Conforme a imagem acima mostra, a tendência da espessura das camadas da litologia basáltica pode ser determinada em função da altitude do ponto em relação ao nível do mar.
Em alguns poços também pode ocorrer fatores de ordem geológicas que impeçam a colocação de tubos de revestimento de 6 polegadas. O procedimento também é executado nos casos em que, após a instalação do revestimento do poço na rocha sã, forem encontrados fraturas e/ou materiais inconsistentes, que podem promover o desmoronamento da parede do poço, impedindo a continuidade da perfuração ou até mesmo a utilização do poço. Desta forma, há necessidade de colocação de novos tubos de revestimento em local mais profundo, em outros casos, quando encontrado material muito alterado ou formações arenosas é necessário revestir todo o poço artesiano para evitar captação de água com turbidez alta ou obstrução da bomba submersa.
Não existe uma profundidade mínima para os poços, quando for encontrada a quantidade de água que supre a necessidade do cliente, a perfuração é finalizada e então é dado início as próximas etapas para o poço ser colocado em operação.
6 - Cimentação.
O espaço anelar entre a perfuração inicial e o revestimento deve ser assegurada por um perímetro de proteção sanitária com condições de segurança, disponibilidade de espaço e facilidades na superfície para instalação do equipamento de bombeamento. Quando concluídos os serviços de perfuração, a RIOGRANDENSE POÇOS ARTESIANOS realiza a cimentação do espaço anelar entre as paredes do poço e o tubo de revestimento de forma a assegurar que águas superficiais de má qualidade infiltrem pelas estruturas laterais de poço e contaminem o lençol freático, tornando a água com turbidez e alterando os padrões de potabilidade de parâmetros físicos químicos e bacteriológicos.
7 - Filtros e pré-filtros.
São aplicados nos projetos de rocha sedimentar e em casos em que forem detectados problemas com desmoronamento ou desprendimento de material sólido de fraturas. Neste último caso faz-se necessária a reabertura do poço e a recolocação dos tubos de revestimento com filtros e pré-filtros até a profundidade final do poço.
8 - Desenvolvimento do poço.
Esse procedimento é necessário em poços onde foram utilizados filtros e pré-filtros. O serviço é executado através de bombeamento por compressor ou bomba submersa, com aplicação de produtos para retirada da lama que adentrou nas camadas sedimentares, promovendo a passagem de maior volume de água. Quando os poços são perfurados na formação serra geral, basalto, ao final, também é executado o desenvolvimento com o compressor de ar para retirar as pequenas partículas de basalto que são liberadas no momento da perfuração.
9 - Laje de proteção sanitária.
Ao final da perfuração é necessária a construção de uma laje sanitária para o perfeito isolamento da base do poço artesiano, normalmente ela é feita de 1 m² x 0,20 de altura.
10 - Teste de vazão para verificação de produção do poço.
Teste que afere os valores hidrodinâmicos do poço (nível estático, dinâmico e vazão de exploração). Com os dados da perfuração (profundidade e vazão estimada), a equipe especializada da Riograndense Poços Artesianos realiza o Teste de Vazão conforme as normas atuais da ABNT.
11 - Análise da água.
Durante o teste de vazão é coletada uma amostra de água e enviada a um laboratório especializado para realização criteriosa de análise da potabilidade. A análise de água segue as especificações do Ministério da Saúde, Portaria de Consolidação MS/GM nº 5, de 28/09/2017 (Anexo XX) para verificar os padrões de potabilidade de parâmetros físicos químicos e bacteriológicos da água que será captada do poço artesiano tubular profundo. Existem poços que apresentam alterações significativas restringindo sua utilização, em alguns casos, é preciso tamponar o poço artesiano impedido a captação de água do mesmo.
12 - Instalação do Equipamento de Bombeamento Submerso para Captação de água subterrânea.
A RIOGRANDENSE POÇOS ARTESIANOS possui equipe especializada que realiza a instalação de todo o material necessário para que seja retirada a água do poço perfurado, a partir dos dados obtidos no teste de vazão, é possível dimensionar o projeto do sistema de bombeamento submerso. Vale ressaltar que o projeto inicial pode sofrer alterações, interferindo diretamente na execução da obra e, consequentemente, em seu custo. Fatores como profundidade, vazão, quantidade de revestimento e qualidade da água, diretamente ligados à geologia local, podem implicar em alterações. Para colocar em funcionamento um poço artesiano é preciso considerar a vazão que ele possui, a tensão da energia elétrica e a necessidade do usuário, após levantamento desses itens é instalado o equipamento de bombeamento junto ao poço.