Uma (breve) viagem pelas Águas Subterrâneas mundiais

Aceite para publicação em 23 de abril de 2019

Uma (breve) viagem pelas Águas Subterrâneas mundiais

O equilíbrio e o futuro do nosso planeta dependem da preservação da água e dos seus ciclos.

Declaração Universal dos Direitos da Água, ONU; 1992

Publicação debaixo de uma Licença Creative Commons da Casa das Ciências

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Uma (breve) viagem pelas Águas Subterrâneas mundiais

As Aprendizagens Essenciais previstas para a disciplina de Biologia e Geologia, no caso do 11.º ano, incluem o estudo da exploração sustentada de recursos geológicos, entre os quais se incluem os aquíferos. A análise de dados e a formulação de juízos críticos sobre a exploração sustentável de recursos geológicos é uma das capacidades a trabalhar com os alunos. A presente proposta consiste numa atividade de pesquisa e discussão orientadas, em que cada grupo analisa uma situação-problema a nível mundial, encontrando-se as orientações numa hiperligação da aplicação Thinglink®.

1. Contextualização Teórica Apenas cerca de 2,53% de toda a água do planeta corresponde a água doce, sendo que as águas subterrâneas perfazem aproximadamente 99% de toda a água doce no estado líquido (cerca de 10,53 milhões de Km3). No entanto, apenas 0,03% destes recursos hídricos são recarregados anualmente, o que nos alerta de imediato para o perigo do esgotamento deste bem (Groundwater Governance, 2016). Para além do mais, esta água subterrânea é responsável pela manutenção dos cursos de água superficiais e, assim, de importantes ecossistemas aquáticos (Connor et al., 2015).

No âmbito da hidrogeologia, a água subterrânea é, pois, o recurso que alimenta as nascentes, as linhas de água e as zonas húmidas, estando disponível para extração e utilização pelo Homem (Carvalho, 2016). Esta água é armazenada e desloca-se nos aquíferos, formações geológicas com uma porosidade e uma permeabilidade adequadas ao seu armazenamento e circulação. Os aquíferos mais superficiais de climas húmidos são ativamente recarregados pela precipitação, mas os aquíferos de maior profundidade, especialmente os confinados, têm um contacto com a água superficial muito limitado e/ou indireto (Groundwater Governance, 2016).

Mais de mil milhões de pessoas vivem em condições de extrema escassez de água e o consumo a nível global continua a aumentar (Emmott, 2013). A população mundial tem vindo a crescer a um ritmo de cerca de 80 milhões de pessoas por ano, sendo que mais de 50% das pessoas vivem nas cidades. Este crescimento populacional, o desenvolvimento urbano, o aumento da produção industrial e agrícola, e os padrões atuais de consumo, têm vindo a gerar uma procura cada vez maior de recursos de água doce (Connor et al., 2015). Há um século atrás, o consumo mundial de água era de cerca de 600 Km3/ano, mas atualmente estima-se que seja 6000 Km3/ano! Nestes valores, inclui-se não apenas a água que consumimos diretamente, mas também a água que utilizamos indiretamente, necessária para a produção de muitos outros bens e que é, aparentemente, “invisível” (Emmott, 2013). Num cenário de business as usual, isto é, em que o sentido do desenvolvimento atual se mantém sem mudanças, em 2030 prevê--se um aumento de 40% do défice mundial de água (Connor et al., 2015).

A importância a nível local das águas subterrâneas depende das características hidrogeológicas e climáticas de cada região (Silva, 2011). No caso de Portugal, este recurso representa, para o total de consumos, cerca de 60% no Continente, sendo este valor mais elevado nas Regiões Autónomas (Silva, 2011). A nível mundial, 2,5 mil milhões de pessoas depende exclusivamente de águas subterrâneas para a sua sobrevivência (Connor et al., 2015) e cerca de 70% de toda a água subterrânea explorada é usada na agricultura. No entanto, as aplicações deste recurso não se limitam ao uso doméstico e agrícola, em menor escala é também utilizada nos setores industrial e energético (centrais termoelétricas, exploração de energia geotérmica e extração de hidrocarbonetos) (Groundwater Governance, 2016).

A partir dos anos 50 do século passado, o consumo de água subterrânea aumentou rapidamente (Figura 1). Se, por um lado, esta exploração intensiva conduziu a benefícios socioeconómicos, por outro lado, originou uma série de ____________________________________________________________________________________________2

problemas em alguns locais, em termos de quantidade e/ou qualidade da água disponível (Groundwater Governance, 2016).

Figura 1. Evolução da captação de água subterrânea num conjunto de países (adaptado de Groundwater Governance, 2016).

Caso o consumo de água seja superior à velocidade de recarga dos sistemas aquíferos, ocorre, inevitavelmente, o seu esgotamento, colocando em causa a sobrevivência das populações humanas e as economias locais (Emmott, 2013). Mas não só. A exploração não sustentável de recursos hidrogeológicos afeta a disponibilidade de água para os ecossistemas, colocando igualmente em risco os serviços que estes providenciam e a biodiversidade (Connor et al., 2015).

Na realidade, quase todas as atividades humanas interferem com as águas subterrâneas (Carvalho, 2016). Entre os principais riscos da sua utilização destacam-se então a sobre-exploração, o avanço da cunha salina nas zonas litorais, a subsidência e os acidentes de poluição (Carvalho, 2016).

No que diz respeito à contaminação da água, é de salientar que a deterioração da qualidade da água dos aquíferos é um processo lento (a água desloca-se, em média, apenas alguns centímetros por dia!) e nem sempre é possível atribuir diretamente responsabilidades. A maior parte destes problemas são causados pela agricultura intensiva, indústria, exploração mineira e águas residuais urbanas. Os níveis elevados de nitrogénio e de fosfato são os mais frequentes contaminantes químicos dos recursos de água doce a nível mundial, tendo origem em práticas de agricultura intensiva (Groundwater Governance, 2016). Para além do mais, no caso de alguns aquíferos, poderão ser necessários eventualmente séculos, até ocorrer a sua purificação, exclusivamente por processos naturais (McKinney & Schoch, 1998).

A avaliação inadequada dos recursos subterrâneos e, por vezes, o desrespeito pela informação existente, contribuíram para alguns problemas de gestão dos recursos hídricos (Connor et al., 2015). Estima-se que 20% dos aquíferos mundiais estejam sobre explorados, originando problemas de subsidência e intrusão salina em zonas costeiras. Os nível freáticos estão a baixar nas áreas agrícolas de maior produção a nível mundial e em torno de megacidades (Connor et al., 2015).

Também as alterações climáticas conduzem a mudanças na distribuição e na disponibilidade dos recursos hidrogeológicos. As modificações nos padrões de precipitação e na evapotranspiração conduzem a mudanças diretas ou indiretas no ciclo hidrológico, o que, por sua vez, altera a circulação da água subterrânea e a recarga, bem como a própria qualidade da água (Connor et al., 2015). Desta forma, a disponibilidade de água nos sistemas aquíferos mais superficiais poderá ser reduzida, sendo os aquíferos mais profundos uma reserva fundamental a proteger (Groundwater Governance, 2016).

Sem dúvida que é necessário considerar a longo (curto?) prazo a possível exaustão das águas subterrâneas em muitos locais, planificando antecipadamente as medidas a adotar de modo a garantir a sobrevivência das populações e dos ecossistemas. O planeamento e a adoção de medidas de proteção e de recuperação dos recursos hidrogeológicos vão para além de ações individuais. São necessárias medidas a nível político, que conciliem ____________________________________________________________________________________________3

interesses de desenvolvimento socioeconómico com as urgentes questões ambientais. Não nos podemos esquecer que os custos do transporte e abastecimento de água proveniente de outras regiões são muito elevados e que a falta de água conduz inevitavelmente a fluxos migratórios de refugiados ambientais (Groundwater Governance, 2016).

A prevenção dos problemas deve abranger medidas que assegurem, não só a recarga dos sistemas aquíferos, mas também a qualidade da água. Para tal, é imprescindível conhecer adequadamente os recursos existentes. Contudo, as incertezas sobre a disponibilidade dos recursos subterrâneos, invisíveis à superfície, e a sua dinâmica de recarga, coloca sérios desafios a uma gestão adequada (Groundwater Governance, 2016; Connor et al., 2015).

A competição pela utilização da água conduz ao risco de conflitos a nível local, mas também internacional, já que muitos aquíferos são transfronteiriços, isto é, extrapolam as fronteiras territoriais, sendo partilhados por mais do que um Estado (Conicelli, 2009; Connor et al., 2015). Em profundidade, a dinâmica de circulação da água pode incluir um fluxo regional e outro a nível local (Figura 2), tendo em conta o relevo e as condições hidrogeológicas da região (Rivera, 2015).

Em situações de stresse hídrico, existindo recursos partilhados, estes tornam-se num instrumento de poder, promovendo a competição entre países e originando tensões políticas. Apesar de existirem cerca de 445 sistemas aquíferos transfronteiriços, só em 2008 foram estabelecidas as primeiras resoluções das Nações Unidas sobre a sua gestão. Este vazio legal terá sido resultante de alguma falta de conhecimento sobre estes sistemas e a sua dinâmica.

Qualquer acordo legal para a partilha equitativa de um aquífero transfronteiriço, tem que implicar a correta identificação e quantificação do fluxo de água em profundidade. Apesar de atualmente já existirem alguns acordos internacionais, ainda permanecem entidades governamentais que não reconhecem a importância da colaboração transfronteiriça (Rivera, 2015). No entanto, quando os sistemas aquíferos ultrapassam fronteiras políticas e administrativas, são essenciais medidas de proteção que salvaguardem a sobrevivência de todos (Connor et al., 2015).

Figura 2. Modelo de um aquífero transfronteiriço (adaptado de Rivera, 2015).

Nas últimas décadas, o ritmo de crescimento da necessidade de água terá duplicado em relação ao ritmo de crescimento da população. São os ecossistemas e as populações mais vulneráveis, os mais afetados na competição pelos recursos hídricos. É, pois, urgente definir estratégias internacionais e locais, para a proteção dos recursos hídricos subterrâneos (Connor et al., 2015).

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2. Recurso Pedagógicos Como proposta de abordagem dos problemas associados à exploração dos recursos hidrogeológicos, apresenta-se uma atividade de pesquisa e discussão orientadas, concretizada em trabalho colaborativo. O mote será um conjunto de situações reais, uma vez que é fundamental contextualizar as situações de aprendizagem para que o conhecimento se torne significativo para os alunos (Carvalho & Amador, 2002). Os objetivos específicos são: (a) Analisar situações-problema, compreendendo o impacte das atividades humanas nas águas subterrâneas e os processos hidrogeológicos envolvidos. (b) Compreender que a exploração dos recursos hidrogeológicos deve ser feita de forma sustentável, de modo a diminuir o risco de consequências negativas para as populações humanas e para os ecossistemas. (c) Interiorizar que a proteção e a recuperação dos recursos hidrogeológicos implica a adoção de medidas políticas a nível local e internacional, que conciliem a sobrevivência das populações com os problemas ambientais.

Pretende-se que cada grupo analise, de forma orientada, um exemplo real (subtema) em que a exploração das águas subterrâneas tem impactes negativos nessa região, discutindo causas, consequências e medidas adotadas e/ou a adotar. Desta forma, pretende-se que, em conjunto, os alunos tenham a noção de que, a nível mundial, este é um problema que afeta milhões de pessoas, de diferentes formas. Como não poderia deixar de ser, um dos grupos tem atribuída uma situação que se verifica no nosso país.

Em termos de planificação desta atividade, foram selecionado exemplos, em diferentes continentes, de situações de gestão inadequada dos recursos hidrogeológicos (Chambel, 2018). Recorrendo depois à aplicação Thinglink®, e tendo como pano de fundo o mapa mundial de distribuição das águas subterrâneas, foram assinaladas essas situações e estabelecidas hiperligações relevantes para os conteúdos relacionados com cada subtema.

De salientar que a informação disponível em língua portuguesa é muito limitada, sendo que em alguns casos só foi possível encontrar alguma informação de origem brasileira. Assim, torna-se fundamental para a realização desta atividade que os alunos dominem a língua inglesa ou, em alternativa, o castelhano, já que também existe muita informação nessa língua.

Uma (breve) viagem pelas Águas Subterrâneas mundiais Hiperligação para o recurso no Thinglink®: https://www.thinglink.com/scene/1073533726454972417

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Para cada situação foi construído ainda um conjunto de questões orientadoras. Os problemas abordados em cada subtema, de acordo com as fontes indicadas no Thinglink®, são: (a) Vale de San Joaquin (Califórnia, EUA): Neste vale está a ocorrer um processo de subsidência que chega a atingir alguns centímetros por mês em certas localidades. Este fenómeno deve-se à sobre-exploração das águas subterrâneas, essencialmente para fins agrícolas, dado que os reservatórios de águas superficiais são escassos. A contínua necessidade de água para irrigação, associada a períodos de seca intensa, tem conduzido a perfurações cada vez mais profundas. Em profundidade, a saída de água dos interstícios de argilas e siltes leva à sua compactação, com o rebaixamento do nível dos terrenos. Esta subsidência origina problemas ao nível das infraestruturas e pode inclusivamente comprometer a capacidade de armazenamento do sistema aquífero. (b) Cidade do México (México): Nesta megacidade, a sobre-exploração do sistema aquífero sobre o qual se encontra inserida, conduziu ao processo de subsidência. Tal como no caso anterior, à medida que o nível freático baixa, os níveis de argilas têm vindo a ficar mais compactos. Com as alterações climáticas, este processo agravou-se. Uma grande parte da água que abastece esta população já provém atualmente de locais distantes, implicando elevados custos. Também as infraestruturas citadinas exigem frequentes reajustes, à medida que se verifica o abatimento de algumas zonas. (c) Portugal: Um estudo de 2017 detetou azoto amoniacal e nitratos na maior parte dos sistemas aquíferos analisados. Estes compostos resultam da agricultura e pecuária, sendo que, em valores superiores aos limites máximos estabelecidos, podem ter consequências negativas para a saúde. (d) Delta do Nilo (Egito): A subida do nível médio da água do mar e a diminuição do caudal do Rio Nilo, como resultado das alterações climáticas, associadas ainda à sobre-exploração do sistema aquífero do Delta do Nilo, têm vindo a conduzir ao aumento da salinidade das águas subterrâneas dessa região. Também os aquíferos costeiros algarvios correm o risco de sofrer o mesmo processo de intrusão salina. (e) Índia: A Índia depende em grande parte das águas subterrâneas, que têm vindo a ser exploradas de forma acentuada, devido ao crescimento populacional e às atividades agrícolas. Outro problema prende-se com a deterioração da qualidade dessas águas, quer devido a problemas relacionados com a agricultura intensiva e com o saneamento básico, quer devido às características de algumas formações rochosas onde circula a água. Em relação a este último caso, têm vindo a ser detetados níveis preocupantes de urânio. (f) Lago Chade (Chade, Níger, Nigéria e Camarões): As dimensões do Lago Chade, incluído no território de quatro países, têm vindo a diminuir drasticamente. Esta situação deve-se à conjugação de diversos fatores: a sobreexploração da sua água e dos dois rios que o abastecem (Chari e Logone); a desflorestação das zonas florestais limítrofes, com consequentes alterações climáticas a nível local; e as alterações climáticas a nível global. Associados ao Lago Chade existem sistemas aquíferos explorados para fins domésticos e agrícolas, cada vez com maior intensidade à medida que o volume de água superficial foi diminuindo. A qualidade das águas subterrâneas tem vindo também a deteriorar-se de forma preocupante. (g) Bacia de Murray-Darling (Austrália): Uma das regiões agrícolas mais produtivas da Austrália encontra-se em risco, quer devido aos períodos de seca intensa, quer devido à exploração intensiva das águas superficiais e subterrâneas, com alterações nos ecossistemas em termos de biodiversidade. Atualmente já foram estabelecidos limites de extração de água subterrânea.

Assim, a cada grupo de alunos de uma turma é atribuído um subtema de pesquisa. A informação que forem recolhendo pode depois ser organizada em diferentes suportes, consoante decisão dos alunos e/ou do professor.

Posteriormente, decorre a fase de apresentação do trabalho desenvolvido aos restantes grupos e uma discussão alargada, orientada pelo Professor, em que é essencial o reforço de que: (1) as águas subterrâneas são um recurso fundamental para as populações humanas e para os ecossistemas, sendo que, em muitos locais, correspondem à única fonte de água doce disponível na região;

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(2) a sobre-exploração deste recurso coloca em causa a sua capacidade de regeneração, podendo levar ao seu esgotamento, para além de outros problemas, como a subsidência dos terrenos; (3) a contaminação deste recurso origina graves consequências em termos de saúde pública, sendo a recuperação dos aquíferos um processo muito lento e praticamente inviável de alcançar; (4) a adoção de medidas locais e internacionais que garantam a exploração sustentável deste recurso tem um carácter urgente, sendo imprescindível que se conciliem interesses sociais, económicos e ambientais.

São necessários cerca de 27 000 litros de água para produzir um quilograma de chocolate, o que perfaz cerca de 2700 litros de água por tablete de chocolate. Seria o suficiente para nos fazer pensar, enquanto, aninhados no sofá, de pijama vestido, saboreamos um chocolate.

Emmott, 2013

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Ficha Técnica

Autora: Ana Isabel dos Santos Rebelo

Referências bibliográficas de suporte ao trabalho: Carvalho, J. (2016). Águas Subterrâneas e Gestão do Solo e do Subsolo. GeoNovas, 29, 95-101.

Carvalho, J. & Amador, F. (2002). Águas Subterrâneas: uma abordagem metodológica. Cadernos Didáticos de Ciências. Ministério da Educação. Departamento do Ensino Secundário. Lisboa,2:21‐38.

Chambel, A. (2018). Águas Subterrâneas: a Importância de um Recurso Escondido. Caderno de Resumos da Ação de Formação “Génese e Consumo de Recursos Geológicos”. Centro de Ciência Viva de Estremoz.

Conicelli, B. (2009). Gestão das Águas Subterrâneas Transfronteiriças: o Caso do sistema Aquífero Guarani. PósGraduação em Geografia Humana. Acessível em: www.teses.usp.br/teses/disponiveis/8/8136/tde.../BRUNO_PIRILO_CONICELLI.pdf. Consultado em 13/07/18.

Connor, R., Talafré, J., Hasan, E., & Abolina E. (2015). Unsustainable Growth. Water for a Sustainable World.

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Emmott, S. (2013). Dez Mil Milhões – Enfrentando o Nosso Futuro. Círculo de Leitores.

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McKinney, M. & Schoch, R. (1998). Environmental Science – Systems and Solutions. Jones and Bartlett Publishers.

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Silva, M. (2011). As Águas Subterrâneas como Reserva Estratégica na Gestão de Recursos Hídricos em Situações de Crise. Geonovas, 23 e 24, 7-8.

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