Universidade Federal De Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento De Engenharia Civil Curso De Pós-Graduação
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO ÁGUAS MINERAIS DE SANTA CATARINA João Batista Lins Coitinho Florianópolis, junho de 2.000 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO AGUAS MINERAIS DE SANTA CATARINA João Batista Lins Coitinho DISSERTAÇÃO DE MESTRADO Orientadora: Profa. Dra. Glaci Trevisan Santos Área de Concentração: Cadastro Técnico Multifinalitário Florianópolis, junho de 2.000 Para: Gledes, Rafael e Rita SUMÁRIO Resumo vi ABSTRACT viii Abreviações X índice de Fia uras xi índice de Tabelas xiii 1 INTRODUÇÃO 1 1.1 Justificativa 1 1.2 Obietivos 3 1.2.1 Obietivo Geral 3 1.2.2 Obietivos Específicos 3 2 METODOLOGIA 4 3 CARA CTERIZA CÃO DA ÁREA 6 3.1 Clima e hidrologia 6 3.1.1 Precipitação 7 3.1.2 Evapotranspiracão Potencial Anual 7 3.1.3 Excedente Hídrico 8 3.1.4 Deficiência Hídrica 9 3.1.5 índice Hídrico 9 3.1.6 Ciclo Hidrolócico 10 3.1.7 Balanço Hídrico 12 3.2 BACIAS HIDROGRÁFICAS 13 3.3 Geomorfologia 13 3.4 Vegetação 14 3.5 Geologia 14 3.5.1 Complexo Granulítico de Santa Catarina 14 3.5.2 Complexo Granito-Gnáissico____________________________________15 V AGRADECIMENTOS A realização deste trabalho contou com a colaboração de muitas pessoas e diversos órgãos públicos, aos quais dirigimos nossos sinceros agradecimentos. Destacando-se em especial: - Universidade Federal de Santa Catarina - Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, pela oportunidade; Departamento Nacional de Produção Mineral - DNPM. Chefia do 11° Distrito, pela liberação dos dados relativos aos processos de água mineral, sem os quais este trabalho não teria sido possível; Profa. Dra. Glaci Trevisan Santos, pela orientação, apoio e revisão do trabalho; Prof. Dr. Carlos Loch, pelo estímulo para realização deste mestrado; Gerência de Geografia, Cartografia e Estatística da Secretaria de Estado de Desenvolvimento Econômico e Integração ao Mercosul, pela liberação da base cartográfica em meio digital; - Profa. Dra. Regina Davison Dias, pela liberação do equipamento de informática do Laboratório; Eng. Ms. Sandra Buzine Duarte, pelo auxílio na digitalização do mapa e pelas discussões relativas ao trabalho; Estagiário Klayton P. Martins, pelo auxílio na digitalização do mapa; Colegas do 1 l°Distrito do DNPM, pelo apoio em todas as etapas do trabalho; RESUMO A diversidade de ambientes geológicos aliada ao clima mesotérmico, com precipitações pluviométricas bem distribuídas ao longo de todo o ano, com deficiências hídricas nulas e bons índices de excedentes hídricos, conferem ao Estado de Santa Catarina um excelente potencial hídrico subrerrâneo, com ocorrência de águas mineras de ótima qualidade, distribuídas nas mais diversas regiões. Um mapa hidrogeológico preliminar, em meio digital, na escala 1:1.000.000, ;l mostra a distribuição das 4 (quatro) províncias hidrogeológicas, sendo que três delas apresentam importância diferenciada com relação à água mineral. A Província Cristalina, considerada a principal, foi subdividida nos domínios Meridional (o mais notável, tanto pelo número de fontes quanto pela natureza de suas águas); Central e Setentrional. A Província Paleozóica, representada por um grande número de formações aqüíferas, apresenta um pequeno número de fontes hidrominerais associadas e a Província Mesozóica, formada pelos aqüíferos Botucatu/Pirambóia e Serra Geral. O aqüífero Botucatu/Pirambóia destaca-se por apresentar excelentes vazões e água de boa qualidade, especialmente, quando confinado. No Aqüífero Serra Geral destacam-se diversas fontes hidrotermais, de importância no setor de balneários. O estudo hidroquímico realizado, com base nas análises oficiais relativas às áreas em lavra ou em fase final de pesquisa permitiu identificar as águas minerais do Domínio Meridional, em sua ampla maioria, como bicarbonatadas sódicas, com apenas duas exceções (águas cloretadas sódicas). Já no Domínio Central, verifica-se uma maior heterogeneidade, ocorrendo águas bicarbonatadas sódicas, cálcicas e magnesianas. Na Província Paleozóica o pequeno número de fontes, aliado a dificuldade de identificação da formação aqüífera, os dados hidroquímicos não são conclusivos. No Aqüífero Botucatu-Pirambóia, as duas fontes relacionadas, apresentam características químicas similares (águas bicarbonatadas sódicas), apesar de apresentarem comportamento hidrogeológico muito diferente, sendo uma confinada e outra livre. No Aqüífero Serra Geral dominam as águas sulfatadas sódicas, com ocorrência de águas cloretadas e bicarbonatadas. De modo geral, foi possível identificar uma vinculação entre o ambiente geológico/hidrogeológico e as caracacterísticas físico-químicas das águas minerais Numa análise preliminar da? vulnerabilidade natural das fontes hidrominerais, pode-se considerar como de grau médio a alto na Provincia Cristalina e no Aqüífero Serra Geral, em função da predominância de aqüíferos fissurais e livres; baixo no Aqüífero Botucatu/Pirambóià, quando confinado e alto, quando livte. Na Província Paleozóica, quando confinada, a vulnerabilidade é considerada baixa. Com relação aos riscos de contaminação, há uma estreita relação entre a vulnerabilidade natural e a carga contaminante aplicada. A importância econômica das águas minerais está marcada pelo grande interesse verificado nos últimos anos, com o requerimento em Santa Catarina, até o final de 1999, de cerca de 450 áreas para pesquisa mineral, bem como, pelo notável desenvolvimento alcançado pelo setor na última década, especialmente no segmento de águas engarrafadas. ABSTRACT The diversity of geological environments alongwith the mesothermic climate, with precipitation as rainfall well distributed throughout the year, with no water shortages and good indices for an excesses ofwater, conflrm for the state o f Santa Caterina an excellent groundwater potential, with the occurrence of good quality mineral water, distributed through the most diverse regions. A preliminary hydrogeological digital map, in the scale o f 1:1,000,000, shows the distribution of the 4 (four) hydrogeological provinces, three o f them presenting varied importance in relation to mineralwater. The Cristalina Province, considered the principal one, was subdivided into the domains Meridional (the most notable, as much for the number of springs as for the natureof its waters); Central and Meridional. The Paleozóica Province, represented by a great number of aquifer formations, presents a I . small number of associated hydromineral springs and the Mesozóica Province is formed by the Botucatu/Pirambóia and Serra Geral aquifers. The Botucatu/Pirambóia Aquifer stands out since it presents excellent outflows and good quality water, especially, when confíned. In the Sena Geral Aquifer the diversity of hydrothermal springs stand out, with importance in the spa sector. The hydrochemical study carried out, based on official analyses relating to worked areas or those in the final research phase, allowed the identification o f mineral waters in the Meridional Domain, the vastmajority as sodium bicarbonate, with only two exceptions (sodium chlorate waters). Already in the Central Domain, a greater heterogenity has been verified, with sodium, calcium and magnesium bicarbonate waters occurring. In the Paleozóica Province, giventhe small number of springs along with the diffículty in identifying aquifer formation, the hydrochemical data are not conclusive. In the Botucatu/Pirambóia Aquifer,the two reported springs, present similar chemical characteristics (sodium bicarbonate waters), in spite of the enormous hydrogeological differences, one being confíned and the other open. In the Serra Geral Aquifer, sodium sulphate waters predominate, with bicarbonate and chlorate waters occurring. In general, it was possible to identify a link between the geological/hydrogeological énvironmentand the physico-chemical characteristics o f the mineral waters. In a preliminary analysis of the natural vulnerability of hydromineral ix springs, leveis could be considered as medium to high in the Cristalina Province and in the Serra Geral Aquifer, due to the predominance of aquifer fissures and openings; low in the Botucatu/Pirambóia Aquifer, when confíned and high when open. In the Paleozóica Province, when confíned, the vulnerability is considered low. In relation to the risks of contamination, there is a direct relationship between natural vulnerability and the contamination load applied. ■' The economic importance of the mineral waters is marked by the great interest verified in recent years, with the request in Santa Catarina, up to the end of 1999, of around 450 areas for mineral research, and also by the notable development achieved by the sector in the last decade, especially in the bottle water industry. ABREVIAÇÕES DNPM - Departamento Nacional de Produção Mineral. GAPLAN - Gabinete de Planejamento e Coordenação Geral. A.N.V.S. - Agência Nacional de Vigilância Sanitária. M.a. — Milhões de anos. NE - Nível Estático. ND - Nível Dinâmico. T - Transmissividade. Q - Vazão. s - Rebaixamento de nível. S - Coeficiente de Armazenamento. K - Coeficiente de Permeabilidade. Q/s - Capacidade Específica. s/Q - Rebaixamento Específico. K| - Constante de transformação de mg/L para miliequivalente por litro ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 - Distribuição da Agua no Planeta. ______________________________ 10 Figura 2 -Representação esquemática dos tipos de aqüíferos (FE1T0SA 1997)._____ 38 Figura 3 - Diagramas de Piper do Domínio Meridional. _________________________49