Hidrogeologia dos aqüíferos cársticos cobertos de Lagoa Santa, MG

• Autor(a) principal: Paulo Fernando Pereira Pessoa
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/ENGD-6LBJ3W
• topic: Aquíferos cársticos; Hidrogeologia; Monitoramento hidrológico; Meio ambiente; Hidrogeologia Aspectos ambientais; Aquiferos; Engenharia sanitária

Estudos hidrogeológicos foram conduzidos numa porção específica da clássica região cárstica de Lagoa Santa, Minas Gerais. Parte da área de estudo, compreendida em uma faixa significativa do município homónimo, apresenta-se coincidente aos domínios de exploração mineral de calcário da mina Lapa Vermelha, tendo sido aproveitados os recursos implantados no local e em toda a sua área de abrangência, para a tomada das informações básicas necessárias ao desenvolvimento da pesquisa. O cenário da área de estudo difere do contexto cárstico regional pelo fato de se caracterizar por um sistema aquífero cárstico coberto por espesso capeamento de solos, estando o mesmo, situado em uma faixa representativa da borda da plataforma sedimentar Bambuí, limite SE da bacia cratônica do São Francisco. O sistema local é constituído por calcários de alto teor, interestratificados em meio a camadas de carbonatos impuros do Grupo Bambuí, num sistema de empilhamento, cujo mergulho suave do acamamento, entre 5 e 10 graus de mergulho, se mostra intersectado pelas foliações e juntas dos sistemas de empurrão de baixo ângulo, que remontam à ação de uma tectônica brasiliana, sin- a pós-deposicional. Esses eventos de deformação atuaram na forma de um descolamento basal, tendo sido registrados, localmente, os efeitos de seus mecanismos, os quais favoreceram a ocorrência de um relevo estruturalmente controlado na forma de estratos homoclinais, vergentes em mergulhos baixos a médios para oeste, e, assim, ditando as regras dos processos de carstificação em subsuperfície. Foram aplicadas distintas ferramentas de análise para o entendimento dos mecanismos de controle hidrogeoquímico e hidrodinâmico desses sistemas aquíferos cársticos. Cerca de 57 furos de sondagem executados até atingir o embasamento, ajudaram a caracterizar a conformação topográfica do assoalho cristalino, cuja disposição indicou a presença de rampas frontais e laterais que moldaram o estilo tectônico no referido domínio. Utilizando-se de técnicas quantitativas de traçadores corantes, foi possibilitado o reconhecimento das rotas de fluxos entre sumidouro e surgência, além das análises do comportamento hidráulico do sistema cárstico, onde foram estimadas, por processos distintos, velocidades de fluxo subterrâneo de até 80 m/h. em regime de fluxo turbulento em condutos. Sazonalmente, os registros das operações de lavra na mina Lapa Vermelha, propiciaram, através do sistema de desaguamento da cava, a observação de uma extensa rede de fissuras e condutos em profundidade, comprovada pelas conexões hidráulicas detectadas pêlos dispositivos de medição implantados nos poços de monitoramento. As direções das rotas de fluxos subterrâneos, conforme interpolação dos níveis d'água distribuídos em 30 poços de monitoramento, foram identificadas através da execução dos mapas potenciométricos, demarcando-se para a área estudada, os divisores das águas subterrâneas dos aquíferos cársticos em períodos distintos de observação e auxiliando na definição da área de captação da surgência do Tadinho. Ao longo de dezoito meses de medições, vinte poços de câmaras duplas instalados em distintos alinhamentos da área de estudo, proporcionaram, através das observações de variação do nível d'água, tanto no meio poroso, como nos aquíferos cársticos, a presença de uma zona epicárstica desenvolvida, a qual controla sobremaneira todo o aporte das recargas meteóricas, ditando as regras de expansão dos processos de dissolução, lateralmente, sob as espessas coberturas de solos, e, condicionando, ao longo do tempo, a distribuição das recargas e o regime de fluxos para as surgências. O modelo de funcionamento do sistema aquífero cárstico foi proposto a partir do acoplamento entre o pacote de rochas carbonáticas e a estruturação do complexo basal cristalino, notando-se a presença de um aquífero cárstico subjacente e extremamente ativo, ocorrendo sob o espesso manto de intemperismo. Seu controle é exercido, majoritariamente, pelas condições de distribuição das faixas de ocorrência dos carbonatos puros (calcários calcíticos), cuja evolução nas zonas epicársticas se mostra mais acentuada. Estruturalmente, o condicionamento dos processos de carstificação está atrelados à presença, principalmente, dos planos de interseção entre os contatos interestratais, geralmente na direção N-S, com os planos das juntas e foliações tectônicas impressas nos carbonatos, paralelamente. Através de sensores automáticos, as condições hidrodinâmicas dos aquíferos cársticos foram caracterizadas a partir dos registros das oscilações de nível d'água nos poços de monitoramento, onde foram diferenciados os comportamentos de fluxos subterrâneos sob regime de condutos e fissuras, tendo sido possível, ainda, a verificação de uma intensa rede de interconexão de fluxos no sistema cárstico. Tais registros foram comparados com os eventos pluviométricos, tendo sido possível se estabelecer uma correlação entre pontos com mesmas características hidráulicas dos aquíferos cársticos. Nesse sentido, utilizando-se os resultados de tais dispositivos de medição, pôde-se discretizar, nos momentos de estiagem, que, o sistema aquífero restringe seu domínio de fluxos na forma de corredores de circulação hídrica subterrânea, alinhados com as faixas de contatos tectônicos interestratais, preferencialmente. Para as surgências do Tadinho e do Cafundó, puderam ser calculadas, com base no balanço hídrico, suas áreas de captação, em torno de 5,6 km2 e 0,95 km2, respectivamente, tendo sido esboçada uma condição de contorno plausível para seus limites, com o auxílio do mapa potenciométrico. Os coeficientes de recessão calculados de acordo com os preceitos de Worthington (1991) permitiram classificar o sistema da surgência do Tadinho segundo o padrão de fluxos de base, tipo underflow, e a do Cafundó e do Carrapato, como surgências de iransbordamento, do tipo overflow, situadas a montante do domínio principal de descarga. Os estudos hidroquímicos realizados em quatorze pontos de amostragem, distribuídos ao longo da bacia aquífera do Tadinho, possibilitaram a identificação de um sistema aquífero integrado, hidraulicamente, que evolui quimicamente entre as zonas de recarga e as zonas de íiuxo intermediário, aumentando gradativamente suas concentrações em alcalinidade de bicarbonatos e cálcio, e diminuindo seu potencial de corrosão, culminando em seguida, para um equilíbrio químico antes das zonas de descargas na surgência do Tadinho. O calculo das taxas de denudação cárstica (D) medida na surgência do Tadinho indicou uma dinâmica erosiva estimada para o referido sistema aquífero, de cerca de 22,5 ± 4 mm/ka.