O CICLO HIDROLÓGICO PORMENORIZADO

 

INTRODUÇÃO
Quando se fala da água e sua importância, seja enquanto sustentáculo da vida como a conhecemos, seja enquanto base para as atividades que o sistema socioeconômico depende — tende-se a imaginar que tal recurso tornar-se-á indisponível num dado momento devido à má utilização que temos feito dele.


Embora a quantidade de água no planeta tenha se mantido constante desde o aparecimento do homem na terra (MIRANDA; OLIVEIRA; SILVA, 2010), a concepção de que ela vai findar mostra-se pouco ou nada equivocada se a problemática da água for considerada do ponto de vista da sua disponibilidade em condições de consumo direto (água doce). Se a questão for vista sob esse aspecto, teremos, de fato, muito com que nos preocuparmos!

Este texto se propõe a tecer algumas considerações sobre ciclo hidrológico e a interferência que a humanidade tem realizado no mesmo. 


2 O CICLO HIDROLÓGICO
A água (H2O) é uma substância essencial para a vida no planeta. Segundo Snyder (1995) apud Miranda, Oliveira e Silva (2010) “ela representa cerca de 70% da massa do corpo humano [...] Podemos sobreviver 50 dias sem comer, mas, em média, morremos após quatro dias sem água”.

A água pode ser encontrada na natureza em três fases: sólida, líquida e gasosa. Faz parte tanto do meio biótico, formado por plantas, animais e microrganismos; quanto pelo meio abiótico, onde se inclui a atmosfera e o solo; sendo que sua ausência ou presença afeta o balanço de energia do planeta (MIRANDA; OLIVEIRA; SILVA, 2010).
 
O ciclo hidrológico é dividido em duas fases distintas, a saber: uma atmosférica, objeto de estudo da meteorologia e outra terrestre, estudada pela hidrologia (VAREJÃO-SILVA, 2006 apud MIRANDA; OLIVEIRA; SILVA, 2010).

Segundo Miranda, Oliveira e Silva (2010):

[...] quando o conceito de ciclo hidrológico é aplicado em escala planetária, o volume de água disponível em cada parte do ciclo hidrológico é relativamente constante; porém, quando se considera uma área limitada, as quantidades de água em cada parte do ciclo variam continuamente, dentro de amplos limites. Assim se explica a abundância e a escassez das chuvas sobre o globo terrestre (grifos nossos).

Três forças nesse planeta têm atuado como verdadeiras motrizes para esse sistema fechado, que acontece entre a superfície terrestre e a atmosfera: a energia solar, a gravidade e a rotação da terra.

A superfície terrestre abrange os continentes e os oceanos, participando do ciclo hidrológico a camada porosa que recobre os continentes (solos, rochas) e o reservatório formado pelos lagos, rios e oceanos. Parte do ciclo hidrológico é constituída pela circulação da água na própria superfície terrestre, isto é; a circulação de água no interior e na superfície dos solos e rochas, nos lagos e demais superfícies líquidas e nos seres vivos (animais e vegetais)” (MIRANDA; OLIVEIRA; SILVA, 2010).

No sentido superfície-atmosfera, o fluxo de água ocorre principalmente na forma de evaporação das águas oceânicas e evapotranspiração continental. Já no sentido atmosfera-superfície, a transferência ocorre na forma de precipitações pluviométricas, granizo e neve (MIRANDA; OLIVEIRA; SILVA, 2010).

O ciclo hidrológico, nas suas duas fases (atmosférica e terrestre) pressupõe alguns processos distintos, que serão mostrados nas próximas seções.

2.1 EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Segundo Miranda, Oliveira e Silva (2010) “[...] embora o vapor de água possa ser formado diretamente, a partir da sublimação das geleiras, o interesse climatológico está mais concentrado nas mudanças de fase do líquido para o vapor”. Dessa forma, a evapotranspiração, impulsionada principalmente pela radiação solar (além da temperatura do ar, vento e pressão de vapor), envolve uma parte denominada evaporação, que consiste num conjunto de fenômenos que transformam a água precipitada sobre as superfícies continentais, incluindo a dos mares, dos lagos, dos rios e dos reservatórios, em vapor; e outra denominada transpiração, caracterizada pela “perda de água para a atmosfera na forma de vapor através dos estômatos e cutículas das plantas” (MIRANDA; OLIVEIRA; SILVA, 2010). A quantidade evaporada durante as chuvas é desprezível em relação ao total precipitado, embora alcance, em projetos de grandes reservatórios, importante relevância.


2.2 PRECIPITAÇÃO
A água transferida da superfície para a atmosfera, através da evapotranspiração, nesse ambiente se condensa, formando nuvens que pela ação da gravidade se precipitam na direção da superfície terrestre, na forma de chuva, neve e granizo, formando um processo inverso ao anterior.


2.3 INTERCEPTAÇÃO
Interceptação é definida como a capacidade que a vegetação ou outro obstáculo possui de reter a chuva. Tal obstáculo, no entanto, não inclui o solo, pois esse tipo de interação (chuva e solo) configura outro fenômeno.

É através da interceptação vegetal que uma importante parcela das chuvas que atingem os ecossistemas naturais retorna à atmosfera por evaporação. Desse modo, a vegetação exerce um importante papel no ciclo hidrológico, tanto no nível de quantidade, como de qualidade de água.


2.4 INFILTRAÇÃO E ESCOAMENTO
A parcela da água que entra em contato com o solo é composta de precipitação, sendo que, como vimos, parte dessa precipitação é interceptada pela vegetação. Ao atingir o solo, a água poderá evaporar, penetrar no mesmo ou escoar pela superfície.

No que tange a penetração no solo, a água contribui para a recarga dos aquíferos subterrâneos, que consequentemente sustentam as vazões dos cursos de água nos períodos de estiagem:

Usualmente, a infiltração decorrente de precipitações naturais não é capaz de saturar todo o solo, restringindo-se a saturar, quando consegue, apenas as camadas próximas à superfície, conformando um perfil típico onde o teor de água disponível decresce com a profundidade. Assim sendo, o padrão de distribuição da água em um solo uniforme, submetido a uma pequena carga hidráulica na superfície se divide por quatro zonas [...]” (MIRANDA; OLIVEIRA; SILVA, 2010).

Tais zonas, denominadas camadas de saturação, transição, transmissão e umedecimento, participam do processo de infiltração da água no solo — processo esse que depende diretamente de fatores como tipo de solo (a granulometria como condicionante de permeabilidade, sendo que, quanto menor, também menor a capacidade de infiltração), ocupação da superfície (os processos de urbanização e devastação da vegetação como condicionantes da quantidade de água infiltrada e escoada), topografia (declives acentuados favorecendo o escoamento superficial e diminuindo o volume infiltrado) e depressões (que provocam a retenção da água e consequentemente diminuem a quantidade de escoamento superficial, sendo que essa água retida pode infiltrar no solo ou evaporar).

Na Figura 1 podemos ver um esquema que mostra quase todos os elementos falados até aqui.

 

Figura 1: Ciclo Hidrológico.

Fonte: USGS (United States Geological Survey). Disponível em <http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleportuguesehi.html>. Acesso em: 09/10/2015.


3.  INTERFERÊNCIA ANTRÓPICA NO CICLO HIDROLÓGICO
Em condições naturais, o ciclo hidrológico é considerado um sistema em equilíbrio. Porém, cada vez mais é possível perceber alterações que levam a modificações nessa dinâmica, principalmente no que diz respeito a sua fase terrestre.

Fatores como a impermeabilização do terreno, na forma de obras de alvenaria, obras de engenharia nos canais fluviais, abertura de acessos, pavimentação asfáltica, deposição irregular de resíduos e alterações morfológicas na topografia, entre outros — configuram intervenções normalmente precedidas de remoção da vegetação, que promovem o aumento do escoamento superficial e obstrução da infiltração, sendo às inundações e as erosões suas consequências mais diretas. Outra consequência referente à redução das taxa de infiltração diz respeito ao decréscimo no nível freático da quantidade de água armazenada. Tal fato reflete sobre a vazão dos rios urbanos, principalmente durante períodos de estiagem.

As cidades representam hoje as formas mais relevantes de alteração do ambiente natural, sempre com consequências danosas à população:

No Brasil, a urbanização [...] intensificou-se com os Planos Nacionais de Desenvolvimento (PND). A partir da década de 1970 pode-se observar uma mudança fundamental na ocupação do solo no país, quando, com incentivos estatais para expansão agrícola e industrial, houve a dilatação dos centros urbanos” (EGLER, 2001; SILVA, 2008; FERREIRA, 2009 apud FRITZEN; BINDA, 2011).

 
3.1 POLUIÇÃO DA ÁGUA
Os corpos hídricos (Brasil, Lei nº 9.433, de 08 de janeiro de 1997) existentes na forma de lençóis subterrâneos, lagos, rios, mares, oceanos, entre outros, representam o destino final dos poluentes solúveis em água, que tenham tido contato com o ambiente. “Assim, além dos poluentes já lançados nos corpos receptores, as águas ainda sofrem o aporte de outros poluentes vindos da atmosfera e da litosfera” (AZEVEDO, 1999).

Tal fato torna-se mais preocupante quando se considera que, excluindo-se as águas salinas usadas principalmente para a recreação e a navegação, a água disponível para os usos do nosso dia a dia é escassa, estando esta distribuída da seguinte forma, embora haja variações na literatura:

Cerca de 67% da água doce que retiramos do meio ambiente é utilizada na irrigação e 23% em outras necessidades da agricultura. Resta apenas aproximadamente 10% da água doce disponível para nossas necessidades de ingestão, limpeza e outras atividades domésticas — ou seja, apenas 0,03% do volume total de água do planeta! (AZEVEDO, 1999).


3.1.2 TIPOS DE POLUIÇÃO DA ÁGUA
As formas de poluição que afetam as reservas de água podem ser classificadas em (a) biológica, — que resulta da presença de microrganismos patogênicos, principalmente na água potável; (b) térmica, — esta ocorre geralmente pelo descarte de água aquecida usada no arrefecimento de processos industriais; (c) sedimentar, — resultante do acúmulo de partículas em suspensão, como poeira ou produtos químicos orgânicos/inorgânicos; (d) e química — representada pela forma mais sutil e consequentemente problemática de poluição, ocasionada principalmente pelo descarte de fertilizantes agrícolas, compostos orgânicos sintéticos, compostos inorgânicos/minerais e petróleo.
 

3.2 EFEITOS DELETÉRIOS
No que tange ao aumento da temperatura da água, alguns efeitos mais imediatos se fazem presentes.

A solubilidade dos gases em água diminui com o aumento da temperatura, o que compromete a disponibilidade de oxigênio, prejudicando assim a respiração da fauna aquática. Com isso há diminuição do tempo de vida de algumas espécies, impactando ciclos de reprodução. Também ocorre que, a velocidade das reações químicas na água, decorrentes da presença de poluentes, potencializa a ação destes (AZEVEDO, 1999).

Já a poluição sedimentar bloqueia a entrada dos raios solares na lâmina de água, interferindo na fotossíntese das plantas. Ela também diminui a capacidade dos animais aquáticos de encontrar comida. Outro efeito é que os sedimentos conduzem determinados poluentes, geralmente químicos e biológicos, adsorvidos por eles (AZEVEDO, 1999).

Por fim, temos os efeitos deletérios causados pela poluição química, representando esta a mais problemática de todas as formas de poluição. Azevedo (1999) compara a poluição química às outras:

A poluição sedimentar é normalmente muito visível e facilmente removível. Mesmo a poluição biológica parece em alguns casos menos perigosa do que a poluição química, uma vez que a maioria dos microrganismos podem ser destruídos pela fervura da água que eles estejam infectando, ou pelo tratamento com substâncias químicas, como o hiploclorito de sódio e a cal viva. Já a poluição química não é assim tão simples. Os efeitos nocivos podem ser sutis e levar muito tempo para serem sentidos.

  
3.3 TRATAMENTO
O grau de tratamento de um efluente depende basicamente dos padrões de lançamento que, em efeito, estão ligados às características do corpo receptor.

Os tipos de tratamento de esgoto se dividem em três categorias:

Os tratamentos primários são empregados para a remoção de sólidos em suspensão e de materiais flutuantes. O tratamento secundário visa a remover as substâncias biodegradáveis presentes no efluente (por meio de tratamentos biológicos convencionais). O tratamento terciário emprega técnicas físico-químicas e/ou biológicas para a remoção de poluentes específicos não removíveis pelos processos biológicos convencionais” (AZEVEDO, 1999).


CONCLUSÃO
A implantação ou expansão de centros urbanos, sem o devido planejamento, põe em risco o balanço hídrico, devido às alterações no ciclo hidrológico. Sobre essa questão, uma orientação importante para não ocorrer impactos da urbanização sobre a hidrologia, é que as áreas pavimentadas não excedam o valor de 5% da área total da bacia de drenagem (FRITZEN e BINDA et al, 2011)

Portanto, iniciativas como planejamento urbano, mobilização popular para fim de empoderamento dos espaços dos Comitês de Bacias e principalmente, investimento estratégico em ações de saneamento, poderiam garantir às futuras gerações o acesso a esse recurso tão essencial à qualidade de vida e ao desenvolvimento econômico, que é a água.


REFERÊNCIAS
AZEVEDO, Eduardo Bessa. Poluição e Tratamento de Água. Revista Química Nova na Escola. n. 10, nov. 1999. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc10/quimsoc.pdf>, Acesso em: 28 set. 2015. 

FRITZEN, Maycon; BINDA, Andrey Luis. Alterações no ciclo hidrológico em áreas urbanas: cidade, hidrologia e impactos no ambiente. Chapecó: Universidade Federal da Fronteira Sul - UFFS, 2011. Disponível em: <http://www.revistas.ufg.br/index.php/atelie/article/view/16703/10155>. Acesso em: 28 set. 2015.

MIRANDA, Ricardo Augusto Calheiro de; OLIVEIRA, Marcus Vinícius Siqueira de; SILVA, Danielle Ferreira da. Ciclo hidrográfico planetário: abordagens e conceitos. Revista Geo UERJ ano 12, n. 21. p. 109-119, jan. 2010.