INICAMP

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

INSTITUTO DE GEOCIENCIAS

P6S-GRADUA<;AO EM GEOCIENCIAS- AREA DE

GEOENGENHARIA DE RESERVAT6RIOS

Alexandre Campane Vidal

CARACfERIZAc;A.o mDROGEOQuiMICA DOS

CO:MPARTIMENTOS ESTRUTURAIS DA BAOA DE TAUBATE

Disserta~o de Mestrado

Disserta¢o apresentada ao Instituto de Geociencias, como requisito parcial para obten¢o do titulo de Mestre em Geociencias -Area Geoengenharia de Reservat6rios.

Orientador: Dr. Chang Hung Kiang- UNESP

V667c

CAMPINAS- SAO PAULO

Agosto - 1997

e c, em

JNICAMP

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

INSTITUTO DE GEOCIENCIAS

P6S-GRADUAy\O EM GEOCIENCIAS- AREA DE

GEOENGENHARIA DE RESERVAT6RIOS

Alexandre Campane Vidal

CARACTERIZACAO HIDROEOQU(MICA DOS COMPARTIMENTOS ESTRUTURAIS DA BACIA DE

TAU BATE

Disserta¢o apresentada ao Instituto de Geociencias co1

requisito parcial para obten¢o do titulo de Mestre ' ' Geociencias- Area de Geoengenharia de Reservat6rios.

CAMPINAS- SAO PAULO

AGOSTO - 1997

I ''"'""'" I i '~l'"" v,; •:t;:A ftf;l'f'M#OJ.,

HCHACATALOGRAACAELABORADAPELA BIBLIOTECA r.G. - UNICAMP

Vida4 Alexandre Campane V667c Caracteriza~o hidrogeoquirnica dos compartimentos

estruturais da Bacia de Taubate I Alexandre Campane Vidal.- Campinas, SP.: [s.n.J, 1997.

Orientador: Chang Hung Kiang Dissertayiio (mestrado) Universidade Estadual de

Campinas, Instituto de Geociencias .

1. *Hidr~eoquimica'- Bada!.faubate. 2. Geoestatistica~;' 3. Analise Multivariada . .l( I. Kiang, Chang Hung. II. Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias. III. Titulo.

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

INSTITUTO DE GEOCIENCIAS

UNICAMP POS-GRADUAc;Ao EM GEOCffiNCIAS - AREA DE

GEOENGENHARIA DE RESERVATORIOS

AUTOR: Alexandre Campane Vidal

TiTuLo DA DISSERTACAO: CARACTERIZACAO HIDROGEOQu:fMICA DOS

COMPARTIMENTOS ESTRufuRAIS DA BACIA DE TAUBATE

ORIENTADOR: Chang Hung Kiang

Aprovada em: V 5t 09t fJ "f

PRESIDENTE: Prof. Dr. Chang Hung Kiang

EXAMINADORES:

Prof. Dr. Prof. Dr. Chang Hung Kiang (Orientador)

Prof. Dr. Armando Zaupa Remacre I~~ Prof. Dr. Osmar Sinelli ·

Campinas, de de

.INICAMP

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GEOENGENHARIA DE RESERVAT6RIOS

DEDICAT6RIA

Dedico este trabalho aos meus pais, Sebastiao e

Laura, e a minha companheira Ana Cristina.

JNICAMP

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INSTITUTO DE GEOCI£NCIAS

P6S-GRADUAy\O EM GEOCI£NCIAS- AREA DE

GEOENGENHARIA DE RESERVAT6RIOS

AGRADECIMENTOS

Ao meu orientador, Htmg Kiang Chang, pelo incentivo e disponibilidade dmante todo o

trabalho.

Ao professor, Annando Zaupa Remacre, pelas sugest5es tecnicas e abertura para

discussiies dos problemas apresentados dmante a tese.

Ao Moacir Cometti pelo auxilio na confec~ de programas para a interpret~iio dos

dados.

Urn agradecimento especial ao geologo Joiio Simanke Souza e ao engenheiro Roberto

Messias de Moraes, ambos da SABESP, pelo apoio ao trabalho, aos gerentes de cada cidade

da Bacia de Taubate onde a SABESP esta presentee aos funcion:irios que auxiliaram na etapa

de coleta de amostras.

Ao SAEEG de Jacarei e Guaratingueta e seus funcion:irios, pelo aUXI1io na etapa de

coleta de dados.

A quimica Mirtis Malgutti (IG-UNESP) pela an:ilise dos cations e ao tecnico Jose

Aparecido (SABESP) pela execu~iio e cooper~iio durante as an:ilises quimicas dos anions.

Aos cotegas de classe pelo cooperativismo e solidariedade.

II

.IN I CAMP

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GEOENGENHARIA DE RESERVAT6RIOS

CARACTERIZA<;AO IDDROGEOQuiMICA DOS

COMP ARTIMENTOS ESTRUTURAIS DA BACIA DE TAUBATE

Resumo

DISSERTACAO DE MESTRADO

Alexandre Cam pane Vidal

0 sistema aqiiifero Taubate corresponde a uma das principais fontes de explorafi!aO de

agua do Estado de Sao Paulo. E representado por sedimentos terciarios da Bacia de Taubate,

de origem lacustre e fluvial.

Este trabalho contou com a revisao dos dados disponiveis na bibliografia enos orgaos

destinados ao abastecimento publico. Urn banco de dados atual foi realizado atraves da coleta

e analise fisico-quimica das aguas de pOfi!OS.

Para a determinafi!ao e caracterizafi!ao dos tipos hidroquimicos foi utilizada a estatistica

convencional e multivariada de analise de agrupamento. A configurafi!ao da distribuit;ao dos

tipos foi realizado atraves de metodos geoestatisticos.

Ao todo foram definidos quatro tipos hidroquimicos que possuem uma rel~o direta

com a litologia da bacia. As amostras do tipo I foram retiradas dos arenitos dos sedimentos

fluviais; as amostras do tipo II, inseridas nos sedimentos fluviais, mas com marcada influencia

de minerais carboruiticos; as do tipo III, com influencia direta de sedimentos lacustres e, por

fun , as do tipo IV, presentes exclusivamente nos sedimentos lacustres.

Os diferentes pacotes litologicos originaram aguas distintas. As aguas correspondentes

a sedimenta<;iio fluvial, de baixa salinidade e pH, apresentam suas composic;oes quimicas

Ill

controladas principalmente pelas reayoes.. de substitui¢o e dissoluyao de silicatos. As !iguas

referentes aos sedimentos lacustres, earacterizadas pela alta salinidade e concentray1io dos ions

s6dio e bicarbonato, sao controladas pelas reayees de dissoluyiio de carbonatos e de troca

ionica das argilas.

JNICAMP

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INSTITUTO DE GEOOENCIAS

P6S-GRADUA<;AO EM GEOOENCIAS- AREA DE

GEOENGENHARIA DE RESERVAT6RIOS

Hydrochemical characterization of aquifers os comparbnents

of Taubate Basin

Abstract

MASTER DISSERTATION

Alexandre Cam pane Vidal

The aquifer system of Taubate stands for one of the main supplies of groundwater in

Siio Paulo State. It is represented by terciary sediments of Taubate Bassin, of lacustrine and

fluvial origin.

This work had a initial stage of collecting data disposable in the bibliography and in the

department destined to the public supply.

To determine and to characterize the hydrochemical types was utilized the conventional

and multivariate statistical. The configuration of distribution of types was done through

geoestatistical method.

Altogether were defined four hydrochemical types, which have a direct relation with the

litology of bassin. The samples of type I are inserted in sandstones of fluvial sediments; the

samples of type IL inserted in the fluvial sediments too, but with important influeru:e of

carbonates minerals; the water of type III has a direct influence oflacustrine sediments; and, at

last, the type IV are inserted only in lacustrine sediments.

The different Iito!Ogic groups originate distint water, the water corresponds the fluvial

sediments, low salinity and pH, show its chemical composition controlled mainly by

substitutions and dissolution reactions of silicates. As the water corresponds at the lacustrine

v

sediments, was characterized by high salinity and concentration of sodium and bicarbonate

ions, it was controlled by reactions of dissolution of carbonate and ion exchange of clays.

SUMARIO

1. INTROD~AO 1

1.1. Objetivos 3

1.2. Estrutura da disserta\!i'io 3

2. BACIA DE TAUBATE 5

2.1. Aspectos Fisiogr.Hicos 5 2.1.1. Clima 5 2.1.2. Geomorfologia 6

2.2. GEOLOGIA 8 2.2. I. Embasamento Pre-Cambriano 8 2.2.2. Intrus5es Jurassico-Cretacicas 8 2.2.3. Sedimentos Tercilirios- Bacia de Taubate 8

2.2.3.1. Litologia e Estratigrafia 8 2.2.3.2. Compartimentac;:ao Estrutural 12

2.3. Hidrogeologia e Hidrogeoquimica 15 2.3 .I. Hidrogeo1ogia 15 2.3.2. Hidrogeoquimica 19

3. METODOLOGIA 23

3.1. Coleta de dados iniciais 23

3.2. Etapa de campo e laboratorio 23

3.3. Analises de Laboratorio 25

3.4. Processamento dos dados 25

3.5. Sele\!iio dos Dados 29

4. HIDROGEOQUiMICA DA BACIA DE TAUBATE 31

4.1. Determina~ao dos tipos hidroquimicos 31

4.2. Distribui\!i'io dos tipos hidroquimicos 39 4.2.1. Caracterizas;ao hidroquimica do Compartirnento Jacarei-Sao Jose dos Campos 42

4.2.1.1. Distribuir;ao dos ions 43 4.2.1.2. Analise Geoestatistica do STD 46

vii

4.2.2. Caracteriza~tiio hidroquimica do Compartimento Quiririm-Taubate e dos Altos Cal(apava e Pindamonhangaba 52

4.2.2.1. Distribuiviio dos ions 54 4.2.2.2. Aruilise Geoestatistica 54

4.2.3. Compartimento Aparecida-Lorena e Alto de Pindamonhangaba. 59 4.2.3.1. Distribuiviio dos ions 61 4.2.3.2. Aruilise Geoestatistica 61

4.3. Mapa de salinidade 66

5. INTERACAO ROCHA - FLUIDO 71

5.1. Descriviio litologica 71 5.1.1. Descriviio dos arenitos em super:ficie 71 5.1.2. Descrivao dos arenitos em subsuperficie 73 5.1.3. Descriviio dos sedimentos laeustres 74 5.1.4. Processos Diageneticos 75

5.2. Comportamento dos ions maiores 75

5.3. Parimetros termodinamicos 81 5.3. I. Diagramas de atividade 81 5.3.2. indice de Saturaviio 81

5.4. Evoluvao Hidroquimica das aguas 86 5.4.1. Sao Jose dos Campos 87 5.4.2. Taubate 90 5.4.3. Lorena 91

6. CONCLUSOES 93

7. BIBLIOGRAFIA 96

viii

LIST A DE FIGURAS

Figura 1-1 Mapa de localizayao da area em estudo, com as principais cidade& e vias de acesso (Fernandes, 1993). 2

Figura 2-1 Distnbuiyiio da precipitayao pluviometrica durante mn ano na Bacia de Taubate (Moreira-Nodennann e Rebou.,:as, 1986) 5

Figura 2-2 Mapa geomorfurl6gico da Bacia de Taubate (lPT, 1981) 7 Figura 2-3 Mapa geologico da Bacia de Taubate (segundo IPT, 1981). 7 Figura 2-4 Coluna estatignillca da Bacia de Taubate, segundo alguns autores. 7 Figura 2-5 Compartimenta<;ao estrutural da Bacia de Taubate, segundo DAEE (1977).

Na figura estao representadas as sub-bacias pelos nfuneros: 1-Paratei, 2-Jacarei, 3-Eugenio de Melo, 4-Trernembe, 5-Lorena, 6-Cruzeiro. As letras representam os seguintes altos estruturais: A-Rio Putins, B-Ca.,:apava, C-Aparecida, D-Cachoeira Paulista. 12

Figura 2-6 Compartimentayao do embasamento da Bacia de Taubate, seguno Hasui e Po.,:ano (1978). 13

Figura 2-7 Compartimenta.,:ao estrutural da bacia de Taubate (segundo Fernandes, 1993) 14

Figura 2-8 Mapa de nfvel estatico dos sedimentos terciarios da Bacia de Taubate ( DAEE, 1977) 18

Figura 2-9 Mapa de residuo seco da Bacia de Taubate (DAEE, 1977) 20 Figura 4-1 Dendograma referente as aguas da Bacia de Taubate. 33 Figura 4-2 Histograrnas de salinidades referentes aos quatros tipos hidroquimicos 34 Figura 4-3 Diagrarnas de Piper correspondentes a cada tipo hidroquimico 36 Figura 4-4 Diagrama de Piper ilustrando os campos de cada tipo hidroquimico 37 Figura 4-5 Distribui.,:ao dos tipos hidroquimicos na Bacia de Taubate 41 Figura 4-6 Mapa com todos os po.,:os catalogados no Compartimento S. J. dos

Campos. 42 Figura 4-7 Distribuiyao dos tipos hidroquimicos no Compartimento Jacarei-Sao Jose dos

Campos 44 Figura 4-8 Mapa de distribui.,:ao de alguns ions selecionados no Compartimento

Jacarei-Sao Jose dos Campos. 46 Figura 4-9 Variograma da variavel STD no Compartimento Jacarei-Sao Jose dos

Campos 47 Figura 4-10 Mapa krigado da variavel STD para o Compartimento Sao Jose dos

Campos. 49 Figura 4-11 V ariograma modelado omnidirecional do Comaprtimento Jacarei-Sao Jose

dos Campos. (a) STD; (b) condutividade e (c) variograma cruzado de STD e condutividade 50

Figura 4-12 Mapa de STD cokrigado como auxilio da variavel secundaria condutividade, no Comp. Sao Jose dos Campos. 51

Figura 4-13 Mapa com a localiza<;ao dos po<;os do compartimento Quiririm-Taubate e altos de Cayapava e.PindamonbangahlL 52

Figura 4-14 Distribui<;ao dos po<;os coletados com os tipos hidroquimicos no compartimento Quiririm-Taubate. 53

Figura 4- I 5 Distribuiyao de alguns ions selecionados no Compartimento Quiririm-Taubate 55

IX

Figura 4-16 V ariograma experimental de STD no Compompartimento Quiririm-Taubate e Altos de Cayapava e Pindarnonhangaba. 56

Figura 4-17 Diagrama de STD vs. X'. 57 Figura 4-18 Mapa krigado da distribui~iio de STD para o compartimento Taubate 58 Figura 4-19 Mapa com a distribuiyao dos po~os catalogados, no Compartimento

Aparecida-Lorena. Os po<;os referentes ao DAEE foram utilizados somente na aruilise geoestatistica. 59

Figura 4-20 Distnbui<;ao dos po<;os coletados representados pelos tipos hidroqufmicos, no Compartimento Aparecida-Lorena. 60

Figura4-21 Distrib~ao de alguns ions selecionados no compartimento Lorena. 62 Figura 4-22 Variograma experimental para o Compartimento Lorena. 63 Figura 4-23 Validayiio crnzada para os dados do Compartimento Lorena. Os pontos em

circulo representam os po<;os que estao com grande diferenya entre o valor estimado eo real. 63

Figura 4-24 Localiza<;ao dos po<;os que apresentaram valores dispares (d50 e d9). Os dois po<;os estao proximos e separados pela Falha Rib. da Serra. 64

Figura 4-25 Mapa krigado de STD para o compartimento Lorena 65 Figura 4-26 Variograrnas experimentais referentes a cada compartimento. 67 Figura 4-27 Mapa com os tres compartimentos sem a jun<;ao 68 Figura 4-28 Mapa de STD calculdado com a unilio dos tres compartimentos. 69 Figura 4-29 Distribui~ao dos tipos hidroquimicos na Bacia de Taubate. 70 Figura 5-1 Diagrarnas triangulares com a composi<;ao das amostras referentesas

Fonna<;oes Resende e Tremembe (Goenopawiro 1997) 72 Figura 5-2 Microfotografia de urn arenito de superficie referente a Form. Resende. 73 Figura 5-3 Diagrarnas de frequencia acumulada para os ions maiores 77 Figura 5-4 Re~iio entre. STD e sodio conforrne os compartimentos. 79 Figura 5-5 Diagrama mostrando a concentra<;ao de calcio em re!a<;ao a pH e STD, para

todas as amostras da Bacia de Taubate. 80 Figura 5-6 Relayao entre calcio e STD para os compartimentos da bacia 80 Figura 5-7 Rela<;ao entre potassio e STD confonne os tres compartimentos 81 Figura 5-8 Diagrarnas de estabilidade em rela<;ao a sodio e ciilcio 83 Figura 5-9 ISat do quartzo nos tres compartimentos com rela<;ao a for<;a ionica. 85 Figura 5-l 0 Correla<;ao entre o indice de satura<;ao da calcita e do lomita com a for<;a

ionica. 85 Figura 5-11 Indice de satura91io da calcita em rela<;ao a fon;a ionica das amostras nos

tres compartimentos. 85 Figura 5-12 Areas da Bacia de Taubate com evolu96es hidroqufmicas distintas. 1 Sao

Jose dos Campos; 2 Taubate; 3 Lorena. 87 Figura 5-13 Perfis esquemiiticos de tres dire<;oes distintas de evoluyao hidroqufmica.. 88

X

LIST A DE TABELAS

Tabela 2-1 Teores medios obtidos anualmente nas aguas de chuva de Sao Jose dos Campos, duranteo periodo de 1981-1986 (Moreira-Nodermann e Rebouyas, 1986). 21

Tabe1a 4-1 Aruilises fisico-qufrnicas selecionadas para a determinayao dos tipos hidroqufrnicos 32

Tabela 4-2 Tabela com os dados estatfsticos e os valores do 1 o e 3° quartil de cada tipo hidroquimico, valores de STD em rng/1. 35

Tabela4-3 Valores medios dos ions, STD, pH e temperatura, para cada tipo hidroquimico. * as concentra96es de sulfuto e fluoreto foram detectadas em alguns poyos e suas medias referem-se aos valores acima do limte de detecyiio. 38

Tabela 4-4 Concentrayao dos elementos tra9o por tipo hidroquimico em mg/1, os valores referem-se as medias dos valores acima do limite de detecyao. Entre parenteses estao o niimero de amostras detectadas. 39

Tabela 5-1 Teores medios de quartzo e feldspato nas Formayoes Resende e Tremembe ( Geonopawiro, 1997) 71

Tabela 5-2 Tabela de coeficientes de correlayao entre os principais ions. 0 valor superior de cada celula corresponde ao Compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos. 0 valor central corresponde ao Compartimento Quiririm-Taubate e o valor inferior ao Compartimento Aparecida-Lorena. 76

xi

1. lntroduc;ao

0 estudo hidrogeoquimico vern sendo freqiientemente utilizado nos trabalhos

hidrogeologicos. Alem de auxiliar na caracterizac,:ao do aqiiifero, tais estudos tern como

objetivo de estabelecer uma previsao da qualidade da agua esperada e identificar as causas para

as diferenciac,:oes hidroquimicas.

A Bacia de Taubate foi escolhida por ser esta uma bacia que apresenta uma grande

variac,:ao na composic,:ao quimica das aguas dos poc,:os, cujas variac,:oes niio foram ainda

estudadas em maior detalhe. Outros aspectos sao a pequena dimensiio e o formato de calha do

arcabom;o da bacia, limitada pelo embasamento cristalino, permitindo melhor definir a evoluc,:ao

hidroquimica das aguas subterriineas nos sedimentos terciarios da Bacia de Taubate.

A Bacia de Tau bate esta localizada a sudeste do estado de Sao Paulo (Figura 1-1 ), entre

os paralelos 22°30' e 23°30' de latitude sui e os meridianos 45°00' e 46°00' de longitude oeste.

Com uma area aproximada de 2400 km2, apresenta uma forma estreita e alongada, estendendo­

se, ao Iongo do vale do Rio Paraiba, desde Jacarei ate a cidade de Cruzeiro. A bacia e

delimitada a noroeste pela Serra da Mantiqueira e a sudeste pelas serras Quebra Cangalha e

Bocaina.

A bacia esta inserida em uma importante regiiio socio-econ6mica do estado de Sao

Paulo, no principal eixo de ligac,:ao entre os grandes centros urbanos de Sao Paulo e Rio de

Janeiro. Cidades de grande porte estao presentes em toda sua extensao, onde uma boa parcela

destas utiliza aguas subterriineas para 0 abastecimento publico. Alem disso, inUmeras industrias

do Vale do Paraiba tern instalados poc,:os para consumo proprio.

Nas decadas de 80 e inicio de 90, varios trabalhos foram publicados sobre a Bacia de

Taubate. Dentre eles, destacam-se os trabalhos de Riccomini (1989), Marques (1990),

Fernandes (1993) e Campanba (1994). Com esses trabalhos, uma nova configurac,:ao geologica,

compartimentac,:ao estrutural e estratigrafia da bacia foram delineadas, possibilitando, desse

modo, urn born arcabouc,:o para estudos hidrogeoquimicos.

1

0 10 20 30 40 50km

Figura l- l Mapa de localiza<;ao do area em estudo, com as principais cidades e vias de acesso. No mapa MC-Moji das Cruzes, JA - JacareL SJ-Sao Jose dos Campos, CP-Ca<;apava, TR-Trememoo, PI-Pindamonhan­gaba, CJ-Campos do Jordao, RO-Roseira, AP-Aparecida do Norte, Gu-Guaratingueta, LO-Lorena, CZ-Cruzeiro, PQ-Piquete .

2

Com rela<;iio ao conhecimento hidrogeol6gico, a Bacia de Taubate tambem e bern

conhecida devido aos trabalhos do Departamento de Aguas e Energia Eletrica -DAEE-(1977),

Teissedre e Mariano (1978), Szikszay (1980) e Moreira-Noderman e Rebou<;as (1986). Tais

trabalhos permitiram a elabora<;iio de urn estudo mais detalhado do ponto de vista

hidrogeoquimico na bacia.

1. 1. Objetivos

0 presente trabalho tern por objetivos:

a) Determinar os tipos hidroquimicos encontrados e estudar sua distribui<;iio espacial.

b) Verificar a rela<;iio existente entre os tipos hidroquimicos, a geologia e a

compartimenta<;iio estrutural.

c) Estudar a rela<;iio rocha-agua, do ponto de vista hidrogeoquimico e termodiniimico, e

determinar, quando possivel, os processos diageneticos que causaram a distin<;iio entre os tipos

hidroquimicos.

1.2. Estrutura da disserta~ao

0 capitulo 2 apresenta urna revisiio bibliognifica sobre os fatores que influenciam na

constitui<;iio hidroquimica das aguas, como o clima, a geomorfologia, a geologia da bacia e a

compartimenta<;iio estrutural. Tambem e apresentado, neste capitulo, urna revisiio dos trabalhos

de hidrogeologia e hidrogeoquimica referentes a bacia.

As descri<;iies da campanha de campo, os metodos de amostragem e as tecnicas

utilizadas nas analises quimicas estiio no capitulo 3. Neste mesmo capitulo sao apresentados os

parfunetros calculados, no processamento dos dados, necessaries as interpreta<;iies

hidrogeoquimicas.

3

No capitulo 4 sao determinados os tipos hidroquimicos e investigada a distribuiyao

destes tipos em toda a bacia. Para urn estudo detalhado, a bacia foi subdividida de acordo com

os compartimentos regionais (baseado em Fernandes, 1993).

0 capitulo 5 se refere ao estudo da relayao rocha-fluido na bacia. Para isso, e realizada

uma descriyao composicional das diversas litologias encontradas e os principais processos

diageneticos observados. 0 comportamento dos ions maiores e dos pariimetros termodinfu:nicos

de equilibrio mineral sao apresentados e e trayada, em cada compartimento, a provavel

evoluyaO hidroquimica das aguas .

Finalmente, no capitulo 6, sao apresentadas as principais conclusoes.

4

2. Bacia de Taubate

2.1. Aspectos Fisiograficos

2.1.1. Clima

Com base nos dados do Departamento de Meteorologia do INPE, apresentados

no trabalbo de Moreira-Nodermann e Rebouyas (1986), a Bacia de Taubate possui uma

precipitayao media de 1243 rnrnlano (dados coletados em urn periodo de 20 anos, em

Sao Jose dos Campos). As estayoes de invemo e verao silo bern marcadas, com urn

invemo seco e frio e urn verao quente e funido (figura 2-1 ).

200

E' 15o

~ 100

50

Pluviometria -- 1961-70

1974-85

J F M A M J J A S 0 N D

MES

Figura 2-1 Distribui~o da precipita9iio pluviometrica durante urn ano na Bacia de Tau bate (Moreira­Nodermann e Rebou~s. 1986)

A temperatura media anual do ar e de 21,3°C, com uma temperatura minima

media de 17,7°C (minima no mes de julho) e uma temperatura media maxima de 23,9°C

(maxima no mes de fevereiro ).

A umidade relativa media do ar e de 76 ±10% e a pressao atmosferica apresenta

urn valor medio de 941 ,3±2 mbar .

Segundo a classificayao de Koppen, o clirna pode ser considerado do tipo A W

(tropical funido ).

5

2.1.2. Geomorfologia

Conforme o mapa geomorfol6gico do Estado de Sao Paulo executado pelo

Instituto de Pesquisas Tecnol6gicas -IPT- (1981), a Bacia de Taubate esta inserida no

planalto Atlfultico, mais precisamente no Medio Vale do Parwba, constituido pelas

subzonas de Morros Cristalinos e Colinas Sedimentares.

Os Morros Cristalinos localizam-se ao redor e nos extremos da Bacia de Taubate,

principalmente nas regioes de Jacarei e Cachoeira Paulista-Cruzeiro, onde a espessura

dos sedimentos e pequena .

As Colinas Sedimentares estao presentes nos pacotes mws espessos dos

sedimentos terciarios. Estas colinas sao arnplas, com encostas de pouca inclina9ao e com

topos chatos. Elevwn-se a 600-650 m. de altitude. As partes mais baixas estao a 560-

600m, em vales abertos. Os principais relevos reconhecidos vao de forrnas

extremwnentes regulares e suavizadas, como os Tabuleiros e as Colinas Amplas, ate as

Colinas Pequenas com Espigoes Locais . Extensas Planicies Aluviais sao identificadas ao

Iongo do rio Parwba do Sui e a sua largura varia de 2,5 a 4 km (figura 2-2).

6

7

7

7 I I._ v I I

Planicie Aluvial -...) I H

Tabuleiros

7440~ Colinas Amplas

Colinas Pequenas com Espig6es Locais

7420l r Mar de Morros

Morrotes Alongados e Paralelos ------,-

380 400 420 440 460 480 500

Figura 2-2 Mapa geomorfol6gico da Bacia de Taubate (IPT, 1981)

2.2. GEOLOGIA

2.2.1. Embasamento Pre-Cambriano

A bacia de Taubate encontra-se encaixada no Cinturao de Dobramentos Ribeira

(Hasui et a!., 1975), particularmente nas rocbas correspondentes ao Grupo A9ungui.

Este grupo e subdividido em Complexo EmbU, referente aos migrnatitos e gnaisses, e

Complexo Pilar, representado por metassedimentos. 0 complexo Pilar e predominante

no substrato da bacia, constituido principalmente por migrnatitos homogeneos,

oftalmicos, neoliticos e facoidais. Ocorrem ainda corpos metabasicos e rocbas

granit6ides (Santoro et a!, 1991 ).

2.2.2. Intrusoes Jurissico-Cretiicicas

Durante o Jurassico e Cretiiceo, o Cinturao de Dobramentos Ribeira foi afetado

por processos magmaticos, relacionados a Reativa<;ao Waldeniana, que implicou na

ruptura do continente Gondwaruco. A primeira fuse da Reativa9ao Waldeniana e

marcada por intrusoes de diabasio, sob a forma de diques e soleiras, datadas entre o

Jurassico Superior e o Cretiiceo Inferior (Amaral et. a!., 1967). Posteriormente,

ocorreram intrusoes de rocbas alcalinas, representadas pelos maci<;os de Itatiaia, Passa

Quatro e Morro Redondo, datadas entre o final do Cretiiceo e inicio do Terciario.

2.2.3. Sedimentos Terciiirios- Bacia de Tau bate

2.2.3.J.Litologia e Estratigrafla

Almeida (1958) nomeou os folhelhos da regiao de Taubate-Tremembe como

Forrna9ao Tremembe. Esta seria recoberta pelos arenitos da Forrna9ao Sao Paulo

(Moraes Rego, 1933).

Suguio (1969), estudando a sedimentologia da bacia, caracterizou a Forrna<;ao

Tremembe como apresentando urna textura mais fina, litossomas mais persistentes,

fossilifera e folhelhos pirobeturninosos. Jii a Forrna9ao Sao Paulo apresenta urna textura

mais grosseira, litossomas mais lenticulares e afossilifera.

A maior parte dos arenitos e composta por arc6sios e arenitos feldspiiticos. Os

minerais secundiirios mais comuns sao zircao, biotita, turmalina, epidoto e monazita. As

argilas sao divididas basicamente entre caulinita e montmorilonita.

8

Suguio (1969) observa que as montmorilonitas nao estao restritas a Forma"ao

Tremembe, ocorrendo tambem na Fo~ao Sao Paulo.

Segundo o Departamento de Aguas e Energia Eletrica -DAEE- (1977) e

Teissedre e Mariano (1978), o Grupo Taubate seria subdividido nas facies marginal,

fluvial e lacustre. A facies marginal, composta por brecbas e conglomerados, esta

presente nas bordas da bacia. A facies fluvial, presente na rnaior parte da bacia, e

representada por lentes de arenito e argilito interdigitada. A facies lacustre e formada por

folhelhos e argilitos presentes nos pacotes basais da bacia e, na sub-bacia Tremembe tais

sedimentos sao predominantes, ocorrendo em grandes espessuras e aflorando em

superficie.

Hasui e Po"ano (1978) adotaram a interpret~ao proposta por Almeida (1958).

Agruparam no Grupo Taubate, ·a Forma"ao Tremembe, para os pacotes basais formados

pelos sedimentos lacustres, e a Forma"ao Ca"apava (Carneiro et al, 1976), para os

sedimentos fluviais. 0 mapa geologico, realizado pelo IPT (1981b), esta representado na

figura 2-3.

Estudando as bacias Terciiirias dos estados de Sao Paulo e Rio de Janeiro,

Riccomini (1989) definiu o "Rifl Continental do Sudeste do Brasil". 0 autor, num estudo

detalhado das bacias, identificou 20 facies que foram agrupadas nos sistemas

deposicionais correspondentes.

Riccomini (1989) designou a Fo~iio Resende aos depositos de leques aluviais,

associados ao sistema lacustre, para o qual foi mantida a designa"ao de Forma"iio

Tremembe. 0 Grupo Taubate e composto, alem das duas forma"oes citadas acima, pela

Forma"ao Sao Paulo, caracterizada por depositos de sistema fluvial meandrante.

Riccomini (1989) ainda caracteriza outros dois sistemas deposicionais que ganbam status

de Forma"ao. A Forma"ao Itaquaquecetuba, representada pelos depositos referentes ao

sistema fluvial entrel~ado, e a Forma"ao Pindamonhangaba, correspondente ao sistema

fluvial meandrante.

Campanha (1993), atraves da estratigrafia de eventos, propos urna nova coluna

estratigrafica. A autora dividiu a coluna sedimentar da bacia em quatro seqiiencias

deposicionais. As duas seqiiencias inferiores, denominadas Tremembe e Taubate, silo

9

....... 0

748

746

7

742

380

Quaternario

Form. Cayapava

Form. Tremembe

0.0 7.0 14.0 21.0 28.0<m Rio Paraiba

400 420 440 460 480 500

Figura 2-3 Mapa geologico da Bacia de Taubate (segundo IPT, 1981)

constituidas pelos seguintes tratos de sistemas: leques aluviais, fluvial entrela9ado, fluvial

meandrante e lacustre. As seqiiencias superiores, Pindamonhangaba e Vale do Parruba,

exibem tratos de sistemas deposicionais compostos por leques aluviais, fluvial

entrela9ado e fluvial meandrante (figura 2-4).

RONO- HASUI & RICCOMINI CAMPANHA

PO<;ANO STRATIGRAF (1989)

ET.AL. [1978} (1991)

QUATERNARIO DepOsitos CoiUvio-aluviais Sequencla Vale do Paraiba

Forrna<;ao 0 §2 Pindamo- Sequencia c 8. nhan Q) Pindamo-0> 0

0 '0 0 nhangaba Q) ()

z 0 •O 0

'()) 0 - ~ a 0

..0 LL

::J -- Sequencia 0 ~ '()) c - Taubate 0 ~ a Q) ..0 Q) ::J E ::J

'0 ~ Q)

~ <.!) E Q) Q) 0 t= 0.. -----0 0 ::J 0.. •0 ....

0 <.!) Sequencia 0

E ..... Tremembe 0 u..

Figura 2-4 Cotuna estatignifica da Bacia de Taubate, segundo alguns autores.

Os Ultimos trabalhos realizados na bacia atingiram urn grande detalhamento

faciol6gico, mas grande parte deste detalhamento foi baseado na aruilise de a:tloramentos

e descri9ao em superficie. Ate o momento, poucos trabalhos analisaram a

representatividade destas facies em profundidade. Do ponto de vista geoquimico,

basicamente dois pacotes distintos sao claramente diferenciados, representados por

diferentes ambientes deposicionais. Neste trabalho utilizou-se, de forma ostensiva, a

designa9ao "sedimentos fluviais" e "sedimentos lacustres". A primeira corresponde aos

arenitos das Forma96es Resende, Sao Paulo, Itaquaquecetuba e Pindamonhangaba de

Riccomini (1989) e Forma9ao Ca~apava de Hasui e Po9ano (1978). A segunda refere-se

aos folhelhos e argilitos da Forma9ao Tremembe, de mesma designa9ao para os dois

auto res.

II

2. 2. 3. 2. Compartimentar;iio Estrutural

Carneiro et al (1976) estuda a regiao de Sao Jose dos Campos e identifica o

Compartimento Paratei, a sul, separado do Compartimento Jacarei pela falha de Sao

Jose.

DAEE (1977) define a bacia como sendo compartimentada em seis sub-bacias:

Paratei, Jacarei, Eugenio de Melo, Tremembe, Lorena e Cruzeiro, e dividida pela falha

de Sao Jose e pelos altos estruturais do embasamento. Os altos estruturais sao

denominados Alto do Rio Putins, Alto de Cayapava, Alto de Aparecida e Alto de

Cachoeira Paulista (figura 2-5).

23S + A

45W

0

45ow

I

+ 23S

46W

50km ~------~----~

Figura 2-5 Compartimenta~ao estrutural da Bacia de Taubate, segundo DAEE (1977). Na figura estao representadas as sub-bacias pelos numeros: 1-Paratei, 2-Jacarei, 3-Eugenio de Melo, 4-Tremembe. 5-Lorena, 6-Cruzeiro. As letras representam os seguintes altos estruturais: A-Rio Putins, B-Ca~apava. C-Aparecida, D-Cachoeira Paulista.

Teissedre e Mariano (1978) adotam para a bacia 3 altos estruturais, Rio Putins,

Cayapava e Guaratingueta, definindo 4 sub-bacias: Jacarei, Eugenio de Melo,

Tremembe e Lorena.

Hasui e Poyano (1978) identificam 3 altos intemos: Alto Rio Putins, Cayapava

e Aparecida. Juntamente com a falha de Sao Jose, a bacia se apresentaria dividida em

cinco sub-bacias, chamadas de Paratei, Jacarei, Eugenio de Melo, Tremembe e Lorena

(figura 2-6).

12

C) BACIA DE TAUBATE' @ EMBASAMENTO c:::::. ;::::t

•

F'ALHAS £ ZONAS DE CISALHAMENTO COTA DO £MBASAMENTO CIDADES

Figura 2-6 Compartimenta~o do embasamento da Bacia de Taubate, seguno Hasui e P~ano (1978).

Marques (1990), com base em se~oes sismicas, define 4 depocentros que

correspondem as sub-bacias de Eugenio de Melo, de Quiririm, de Roseira e de Lorena.

Estes compartimentos sao separados pelos Altos de Ca~apava, da Capela deN. S. do

Socorro e da Capela de Santa Luzia.

Fernandes (1993), atraves de dados gravimetricos e sismicos, identifica 4 sub­

bacias, separadas por 3 altos estruturais, de:finidos como "zonas de transferencia". As

sub-bacias sao nomeadas como Paratei, Jacarei-Sao Jose dos Campos, Quiririm-Taubate

e Aparecida-Lorena. As zonas de transferencia foram nomeadas como Falha de Sao Jose,

Alto de Ca~apava e Alto de Pindamonhangaba (figura 2-7).

0 compartimento Paratei, localizado na por~ao sudoeste da bacia, possui uma

forma alongada na dire~ao NNE e apresenta pequena espessura sedimentar. 0 limite com

o compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos e dado pela Falha de Sao Jose.

0 compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos limita-se como Compartimento

Taubate pelo alto de Ca~apava. Segundo Fernandes (1993), este compartimento

representa urn graben assimetrico, alongado segundo NE, com uma espessura rruixima

de sedimentos estimada em 300m .

0 compartimento Quiririm-Taubate consiste em urn meio-graben, limitado a

oeste pelo alto de Ca~apava e a leste pelo alto de Pindamonhangaba. Seu depocentro

localiza-se a sudeste, com uma profundidade rruixima em tomo de 600 m.

0 compartimento Aparecida-Lorena corresponde a toda regiao situada a nordeste

do Alto de Pindamonhangaba. Estima-se que a espessura truixima seja de

aproximadamente 800m .

13

PRINCIPAlS FEJCOES DO EMBASAMENTO

DA BACIA DE ' TAU BATE

(COM NOMES DOS · )

COMPARTIMENTOS

r. 1111. a& SERRA

ALTD DE CJD.IIAVA

r. SAO JOSE

r. PARATE7

F'. QUIRIRIU ALTOS "'/-- ESTRUTURAIS

'· DO BOU RmRO ~ ISOUNHAS DE

I PROFUNOJOAOE

N / F'ALHAS

4 if ao;:A OA

Figura 2-7Comp:u:timenrov:io estrur.ural. da bacia de Tau.bat.c (segundo femandcs..l993)

14

2.3. Hidrogeologia e Hidrogeoquimica

Os trabalhos de hidrogeologia realizados destacam claramente o aspecto

heterogeneo da bacia, a qual apresenta uma grande ~iio das caracteristicas

hidraulicas dos po<;os. Alguns destes trabalhos sugerem uma aruilise subdividida em

diferentes areas, conforme a litologia predominante, para se obter, de forma apurada, os

parfu:netros hidrologicos.

Por sua vez, do ponto de vista hidrogeoquimico, os trabalhos regionais

consubstanciam estas diferen<;as, mas apesar de verificada a heterogeneidade com

rela<;iio a quimica das aguas, estes trabalhos niio adotaram uma aruilise compartimentada,

e a caracteriza<;iio foi efetuada atraves de dados estatisticos coletados ao Iongo de toda a

bacia.

2.3.1. Hidrogeologia

Frangipani e Panuti ( 1965) estudaram a regiiio inserida entre as cidades de Jacarei

e Quiririm. Subdividiram a area em tres regioes distintas: a zona do cristalino com

condi<;oes de aqiiifero apenas nas zonas com falhas ou fraturas; a zona de sedimentos

quaterruirios; e a zona de sedimentos tercifuios, caracterizada pela alternancia de

camadas argilosas e arenosas, contendo urn aqilifero de boas caracteristicas, com vaz5es

de 5 a 120 m3/h. Em dire<;iio a Quiririm, observaram que M uma predominiincia de

camadas impermeaveis, onde o aqiiifero passa a ter baixa qualidade.

Frangipani e Panuti (1965), atraves de testes de bombeamento, constataram, em

alguns po<;os do terciario, a contribui<;iio de aqiliferos do tipo artesiano.

0 relatorio do DAEE (1977) constitui urn irnportante trabalho sobre a

hidrogeologia da Bacia de Taubate. Foram nele catalogados 392 po<;os, incluindo os

sedimentos Terciarios, o embasamento e os po<yos perfurados nos depositos

quaterruirios.

Segundo o DAEE (1977), a bacia apresenta duas areas principais onde a

explora.,:iio de agua subterrilnea se encontra bern desenvolvida. A primeira refere-se ao

sudoeste da bacia, entre as cidades de Jacarei e Ca<;apava, e a segunda abrange a regiiio

de Guaretingueta e Lorena ate a cidade de Cruzeiro. A vaziio media dos po.,:os nestas

15

duas areas e de 30 m3 /h e variam de 10 a 200 m3 /h. A profundidade media dos poyOS

esta no intervalo de 100 a 200 m.

Entre as duas areas e identificada uma zona, compreendendo as cidades de

Taubate a Pindamonhangaba, na qual o subsolo e preenchido por sedimentos finos,

argilitos e folhelhos, com poucas camadas arenosas, correspondendo a facies lacustre. Os

poyos desta regiiio sao mais profundos, mas devido a baixa qualidade do aqiiifero

apresentam vaziies de 20 a 30 m3 /h.

A principal caracteristica do aqiiifero sedimentar e a interdigitayao entre as

camadas aqiiiferas e confinantes e a forma lenticular das camadas aqiiiferas. Localmente,

pode-se adotar o aqiiifero dividido em varios sub-aqiiiferos, segundo o nfunero de

carnadas aqiiiferas no perfil. Devido a forma lenticular das camadas, niio se pode

diferenciar os sub-aqiliferos erri termos regionais e pode-se assumir que os diferentes

sub-aquiferos estejam interligados hidrologicamente.

0 fluxo de agua subterrilnea, de forma gera~ e em direyao aos rios da regiiio,

acompanhando as cotas topograficas, como se pode observar no mapa dos niveis

estaticos (figura 2-8). A maior parte da regiao esta sob condiyoes freaticas ou pouco

confinadas, enquanto que areas limitadas ficam sob pressiio. 0 rio Parruba, localizado nas

cotas rnais baixas, serve de dreno principal para o aqilifero. Apenas entre as cidades de

Jacarei a Sao Jose dos Campos, o fluxo e do rio para o aqilifero devido a topografia que

controla este fenomeno.

Teissedre e Mariano ( 1978) pesquisaram as possibilidades hidrol6gicas da bacia

de Taubate e relacionaram a diferenciayao litol6gica com as caracteristicas dos aqiliferos.

A diferenciayao litol6gica entre as sub-bacias tern como conseqilencia aqiliferos com

caracteristicas diferentes. A facies lacustre possui aqiliferos de rna qualidade, enquanto,

no restante da bacia, as facies marginal e fluvial proporcionam bons aqiliferos. A zona de

melhor permeabilidade limita-se a parte superior do pacote sedimentar. Segundo esses

autores, a intercalayao de camadas irnpermeaveis com lentes de areia interligadas fuz

com que o aqiiifero seja classificado como aqiiifero heterogeneo, multicamada, com

condiyoes de pressiio e artesianismo. Os aqiliferos terciarios teriarn urn comportamento

livre a semiconfinado, niio existindo barreiras impermeaveis que perrnitissem diferencia-

16

los hidrologicamente. Condio;oes de artesianismo foram observados em alguns pontos

nas margens da sub-bacia Tremembe.

Os autores dividem a bacia em tres regioes, divisao semelhante a adotada pelo

DAEE (1977). A primeira constituida pelas sub-bacias, Jacarei e Eugenio Melo,

considerada promissora do ponto de vista hidro16gico. A segunda regiao promissora

corresponde a sub-bacia de Lorena. Por fim, a regiao intermediaria correspondente a sub-bacia de Tremembe, apresentando aqiiiferos de baixa produtividade.

Campos (1993) salienta que o aproveitamento desordenado do aqiiifero ja

produziu abatimento do nivel d'agua. Urn exemplo sao os poo;os de Getillio Vargas que,

nas decadas de 60 e 70, tinham o nivel estatico d'agua situado entre 10 e 20 m da

superficie; no comeo;o da decada de 90 o nivel estava proximo dos 40 m.

Franco Fi1ho e Souza (1994) estudaram o efeito, ao Iongo do tempo, da

explotao;ao da agua subterriinea em Sao Jose dos Campos. Os autores constataram urn

declinio natural do nivel estatico e queda nas vazoes especificas com a explotao;ao

intensiva e permanente do aqiiifero. A vazao nos poo;os varia de 5,90 m3 /h a 190,1 m3/h,

com a vazao media situando em torno de 41,52 m3/h.

Campos ( 1994) desenvolveu urn estudo sobre anomalias hidrogeoquimicas na

Bacia de Taubate. Cita tambem que a super-explotao;ao comeo;a a apresentar abatimento

em trechos de alta densidade de poo;os, alem do aumento da concentrao;ao de poluentes

devido a evoluo;ao s6cio-econ6mica da regiao. Estima que o aqiiifero seja explotado por

mais de 1000 poo;os tubulares, que apresentam vazoes que variam de 30 a 250m3/h.

Estudos geotermicos (Frangipani e Hanza, 1987), bern como fen6menos de

hidrotermalismo (Riccomini, 1989) indicam zonas pontuais de aguas an6malas. Estes

pontos coincidem grosso modo com a facies lacustre.

17

7500.00

7480.00

7460.00

-00

7440.00-

7420.00

380.00 400.00

Curva de lsopieses

~

Rio Paraiba 0.0 7.0 14.0 21.0 28.0km

420.00 440.00 460.00 480.00 500.00

Figura 2-8 Mapa de nfvel estatico do sistema aqfiffero Taubate (segundo DAEE, 1977).

2.3.2. Hidrogeoquimica

0 trabalho do DAEE (1977) verifica semelhan<;as entre as aguas situadas nos

sedimentos fluviais da Bacia de Taubate. Aguas que apresentam baixa concentra<;ao de

sais dissolvidos, alto teor em silica, predominio de ca!cio e s6dio entre os cations e de

bicarbonatos entre os iinions. Estas areas correspondem a Forrnayao Cayapava e o

Quaternario do Rio Parmba do Sui e constituem-se nos principais aqiiiferos desta bacia.

Enquanto que as aguas referentes a Forrna<;iio Tremembe apresentam alto pH, salinidade

e elevada temperatura.

0 pH obtido variou de 4,5 a 8,5. 0 residuo seco variou de 20 a 683 mg/1, com

media de 120 mg/1, geralmente niio ultrapassando 300 mg!l de teor salino. 0 mapa de

residuo seco para toda a bacia esta representado na figura 2-9.

Teissedre e Mariano (1978) analisaram 100 amostras, e os resultados das

interpreta<;oes das ana!ises fisico-quimicas apresentaram as seguintes caracteristicas:

-baixo conteudo de sais disso lvidos;

-alto teor de silica;

-alto teor de ca!cio e s6dio em rela<;iio ao magnesio;

-bicarbonato predominante entre os anions; baixas concentra<;oes de cloretos e sulfatos;

- residuo seco variando de 20 e 683mg/l, com media de 120mg/l excetuando a regiao de Tremembe, com 300 mg/1;

- silica com teores de 4 a 75mgll apresentando altos valores nas bordas e proximo de afloramentos cristalinos;

- calcio, de 0 a 58 mg/1;

- magnesio, de 0 a 31 mg/1;

- raziio Mg/Ca, sempre inferior a 0,6;

- s6dio, de 0 a 280 mgll com altos valores em po<;os profundos, no centro da bacia ou nos artesianos;

- alcalinidade, de 1 a 782mg/l de CaC03;

- dureza, de 0 a 273mg/l,

19

N 0

7500.

7480.

7460.

7440.

7420.

380.00 400.00

.-~~J..=~·~:==-~ 0.0 7.0 14.0 21.0 28.0km

420.00 440.00 460.00 480.00 500.00

Figura 2-9 Mapa de residue seco da Bacia de Tau bate (DAEE, 1977).

- pH, na maior parte acido, inferior a 6,5. Na sub-bacia Tremembe, costuma ser

neutro a basi co;

- temperaturas de 22 a 24°C. Urn po9o de 500m na sub-bacia de Tremembe (na cidade de Taubate) apresentou 49°C.

As aguas foram classificadas como bicarbonatadas s6dicas, e crucicas em alguns

pontos. A maioria das aguas foram consideradas potaveis, com nitrato e fluor sempre

inferior ao limite permitido. Apenas o ferro apresentou concentra9oes entre 0,01 a

4,8mg/l, com media de 0,44mg/l. Os teores acima de 0,3mg/1 foram encontrados em

algumas areas restritas.

Szikszay (1980) utilizou urn banco de dados com 107 ana!ises de aguas de po9os,

com profundidades variando de 100 a 175m, e 12 amostras coletadas de piezometros. A

grande maioria das aguas apresimtaram-se isentas de polui9iio, sendo classificadas como

bicarbonatadas s6dicas e/ou crucicas e, secundariamente, cloro-sulfatadas s6dio-calcicas.

Os piezometros instalados em areas potencialmente poluidoras detectaram indicios de

polui9iio com relayao ao Fe, Mn, fenol e detergente. Estas areas estavam localizadas

junto ils zonas industriais, de cultivo e em aterros sanitarios.

Moreira-Noderrnam e Rebou9as (1986) estudaram o comportamento geoquimico

das aguas pluviais e subtemmeas, efetuando amostragem sistematica em urn po9o

localizado no vale do Rio dos Putins, paralelamente com ana!ises de aguas de chuva e de

solo.

Nas aguas pluviais, destaca-se o elevado NIL e a relativa acidez (tabela 2-1 ). 0

magnesio e o constituinte de mais baixa concentra9iio entre os cations.

pH Na Ca K Mg Cl NH, Cl!Na KINa

media 4,4 0,08 0,23 0,10 0,04 0,26 0,42 3,3 1,3

minimo 3,5 <0,001 0,01 0,004 <0,001 <0,01 0,08 1,5 0,1

m:iximo 5,4 1,43 3,58 3,21 0,73 6,4 3,3 8,9 3,1

Tabela 2-1 Teores medios obtidos anualmente nas aguas de chuva de Sao Jose dos Campos, durante o periodo de 1981-1986 (Moreira-Nodermann e Rebow;as, 1986).

21

Na aruilise de solo, os ions mais solubilizados sao o Ca, K e Cl, apresentando

maiores concentrayoes em relayao as !iguas subtemineas.

Sao listadas abaixo as rela<;oes ionicas entre os elementos, determinados pelos

auto res.

Chuva: Cl>Ca> K>Na> Mg

Sedimento : Ca :::-_ Cl :::-_ K> Na > Mg

Aguas Subterrilneas : K > Cl = Na > Ca> Mg

As aguas subterrilneas apresentam uma maior concentrayiio de Na e K, o Ca

possui uma menor participa<;ao e o Mg continua a ser o menos abundante. 0 pH e mais

elevado em rela<;ao as aguas de chuva. 0 NIL apresenta concentra<;oes muito baixas e o

Cl deixa de ser o principal ilnion.

A raziio Cl/Na mediae igual a 1, mas os valores apresentam uma significativa

varia<;iio nos periodos de chuva e seca. Segundo os autores, esta raziio e indicadora da

recarga do aqilifuro.

A raziio KINa e mais regular com rela<;iio aos periodos de chuva, podendo ser urn

provavel indicador de continuidade na liberayiio desses elementos, refletindo a influencia

da litologia na agua subterrilnea.

Campos (1993) efetuou uma caracteriza<;iio e mapeamento das provincias

hidrogeoquimicas do Estado de Sao Paulo. Este estudo mostrou indicios de anomalias

hidrogeoquimicas na Bacia de Taubate, identificadas pelos valores excessivos, em alguns

pontos, de fluoreto, de sulfuto, de cloreto e de teor salino. Predominam aguas

bicarbonatadas s6dicas (42%), seguidas das bicarbonatadas calcicas (20%). Atraves da

distribui<;iio do teor salino e das raz5es Cl/HC03 e Na/Ca, e sugestiva uma evolu<;iio

salina das bordas para o centro.

Campos (1994) mostrou que, em duas areas da bacia (nordeste e sudeste), as

anomalias estao distribuidas pontualmente. A hipotese mais provavel para este fenomeno

e a associayao as proximidades de zonas sismogenicas, de anomalias geotermais e

tendencias estruturais regionais.

22

3. Metodologia

3. 1. Coleta de dados iniciais

A primeira parte do presente trabalho foi destinada a pesquisa bibliogriifica,

conhecimento da geologia da bacia, coleta de dados biisicos sobre as caracteristicas

hidriiulicas e hidroquirnicas dos po9os. As aniilises fisico-quirnicas, presentes nos

trabalhos anteriores, principalmente no trabalho do DAEE (1977), foram compiladas e

agrupadas em uma planilha de dados. Este arquivo e formado por aniilises datadas da

decada de 70. Dados mais recentes foram coletados dos arquivos da SABESP, orgao

responsiivel pelo abastecirnento da maio ria das cidades do Vale do Parruba. Os arquivos,

com os dados do DAEE e da SABESP, encontram-se no anexo 1.

3.2. Etapa de campo e /aborat6rio

Nesta etapa, foram realizadas, no periodo de abril a agosto de 1996, campanhas

de campo para a coleta de iiguas, visando a obtem;:ao de dados mais recentes.

Priorizaram-se as iireas pouco amostradas nos trabalhos anteriores e aquelas contendo

po9os irnportantes, da bibliografia, que apresentavam erros significativos na analise.

Foram coletadas ao todo 72 amostras, sendo 1 amostra de iigua do rio, 4 de

cisternas e 6 7 de po9os.

As iiguas foram coletadas diretamente da boca do p090, ap6s urn periodo de

bombeamento. Todos os frascos, antes da coleta, foram lavados com a iigua do proprio

p090. Foram coletados 2 litros de iigua a cada ponto. As amostras foram colhidas em

vasilhames de polietileno de 500 rnl, que foram preenchidos totalmente de modo a evitar

o contato com o ar. 0 pH de campo e a temperatura foram medidas na hora da coleta,

sendo os frascos fechados e conservados gelados ate serem descarregados no

laborat6rio.

23

No mesmo dia da coleta, realizou-se a aruilise de alcalinidade. 0 aparellio

utilizado foi o Orion 960 (Autochemistry System), como eletrodo de pH. A alcalinidade

foi medida, utilizando o metodo de Barnes (1964). Este metodo consiste na

determina<;iio da alcalinidade total da amostra, que inclui as concentra<;oes de

carbonates, bicarbonates, ilnions de acidos orgilnicos, boratos, hidr6xidos de amonia,

silicates e outras especies.

0 metodo consiste na titula<;iio de uma amostra de agua. 0 titulante (no caso HCl

com concentra<;iio de 0,01N) e adicionado ate atingir o ponto de equivalencia,

determinado pela inflexiio da curva de titula<;iio. A curva de titula<;iio e feita com o

volume do titulante adicionado e a medida de pH em cada etapa. 0 ponto de

equivalencia representa o ponto em que nfuneros iguais de equivalentes do acido e da

base foram misturados (Russel, 1982).

0 valor de alcalinidade referente a concentra<;iio de bicarbonatos em mg/1 e dado

pela formula :

N, X v, C = X 61 X 1000

Hco:; V '

onde:

C Hco· = Alcalinidade total (mg/1). '

N, = Normalidade do titulante.

V, =Volume do titulante, adicionado ate o ponto de equivalencia (ml).

V, =Volume da amostra (ml).

0 valores 1000 e 61 representam a conversiio em mililitros para litros e o peso

molecular do bicarbonate, respectivamente.

A tecnica de primeira derivada, utilizada na titula<;iio pelo aparellio, assume que a

taxa de varia<;ao de potencial com o volume do titulante adicionado sera maximo no

ponto de inflexiio.

0 anexo 2 apresenta o resultado de uma analise registrada pelo aparellio.

24

3.3. Analises de Laboratorio

Para a analise de cations, as amostras foram filtradas em urn conjunto filtrante

milipore, utilizando filtros de 0,45J.Lm e, logo em seguida, acidificadas com acido nitrico

concentrado, com 2 ou 3 gotas para 100 ml de amostra.

As analises de cations foram realizadas no laborat6rio do IGCE/UNESP e

determinados os seguintes ions: Al, Ba, Ca, Cd, Cr,otab Cu, Fe.otab Mg, Mn, P, Pb, Sr, Zn

e Si. Para esta det~iio, foi utilizada a tecnica de espectrometria de emissao atornica

por plasma de acoplamento indutivo (ICP-AES), utilizando-se o espectometro ARL

3410+ICP.

0 Na e K foram deterrninados utilizando o espectrometro de Absor~iio Atornica

(AA).

Para os anions, foram deterrninados o S04 , C1 e F. 0 fluoreto eo sulfato foram

deterrninados atraves de eletrodos ion-especificos, enquanto que o cloreto, por titula~iio

com nitrato de prata. Estas aruilises foram efetuadas no laborat6rio da SABESP em Sao

Jose dos Campos.

Os resultados das aruilises fisico-quirnicas das aguas coletadas neste trabalho

estiio presentes no anexo 3.

3.4. Processamento dos dados

Primeiramente, com os dados provenientes de trabalhos anteriores, foram

corrigidas as concentra96es de Ca, Mg e HC03, apresentadas inicialmente na forma de

CaC03.

As concentra<(oes, em meq/1, foram calculadas para todos os ions. 0 nfunero de

equivalentes perrnite urna compara~ao direta entre os ions (Custodio e Llamas, 1976).

A medida de s61idos totais dissolvidos (STD) resulta da sornat6ria de todos os

ions deterrninados analiticamente. A for9a ionica, utilizada na deterrnina9iio do

coeficiente de atividade, foi calculada neste trabalho segundo a equayiio abaixo:

25

1 2 1=-'Em.z, 2 ''

onde Z; e a valencia do ion i e Ill; e a molalidade do ion i.

Os calculos dos erros pniticos e te6ricos foram deterrninados pe1o metodo de

Logan (1965). 0 erro maximo permitido foi de 10%.

Pelo metodo de Logan (1965), o erro pnitico (Ep) e deterrninado pela formula

abaixo:

Ep= Sc-Sa x100, Sc+Sa

onde Sc e a soma dos cations e Sa e a soma dos anions em meq/1.

0 erro te6rico e o percentua1 maximo de erro pnitico permitido, levando-se em

considera'<ao a soma dos anions ou cations (tabela 3-1 ):

~ anions ou ~ cations <1 1 2 6 10 30 >30

Erro permitido (%) 15 10 6 4 3 2 1

Tabela 3-1 Erro permitido em rela1'3o a soma de cations e anions, segundo Logan (1965).

Devido ao gnmde volume de dados , optou-se em utilizar somente as analises que

estao abaixo do erro permitido de 10%.

Os diagramas de bidroquimicos, STIFF, PIPER e SCHOELLER, foram

construidos atraves do programa GWW - Groundwater Software for Windows

(UNESCO, 1994).

As analises estatisticas e multivariadas foram realizadas atraves do programa

Statisticafor Windows 4.3 (StatSoft, 1993).

0 tratamento geoestatistico, compreendendo a variografia e estimativa da

variavel STD, foi realizado com o auxilio do programa ISATIS 2.0 (Fontainebleau,

1994). Os mapas foram confeccionados pelo programa SURFER 5.01 (Golden Software,

1994).

26

Os clilculos de especiat;ao das fases aquosas e o estado de satura9ao das fuses

minerais foram realizadas pelo programa Solmineq88 pclshell versiio 0.85 (Perkins et a!,

1988). Este programa contem urn algoritmo que calcula o equihbrio e a distribui9ao de

mais de 340 especies aquosas, orgfuricas e inorgfuricas, presentes em aguas naturais. Ele

consiste na resolu9ao de urn sistema de equa9iies que envolvem a lei de ayao de massas,

oxi-redu9ao e balan9o de massas, segundo o modelo de associalj)ao ionica da fase aquosa

(Kharaka et a!. , 1988).

As anlilises quimicas foram inseridas como dados de entrada no programa, em

condi9oes de pressiio de 1 bare a temperatura medida no campo.

Neste estudo, o Solmineq88 foi utilizado para:

a) clilculo das concentralj)iies de todas as especies aquosas em solu~j:ao, a partir

das concentralj)oes dos elementos maiores e tra9os, obtidas das anlilises quimicas. Para

calcular a distribui9ao das especies aquosas de urna dada amostra de agua, a temperatura

e pH especificos, sao utilizadas as equalj)iies de ayao de massas e balanlj)o de massas. Por

exemplo, para a dissocialj)ao do carbonate de calcio, a respectiva equalj)ao de ayao de

massas e:

Na equa9ao acima, o m, e y; sao respectivamente a molalidade e o coeficiente de

atividade da especie subscrita, e f'0 e a constante de dissocia9ao da especie subscrita.A

equa9ao de balan<;:o de massa leva a forma:

Na formula acima, o m,,,, n,J e m1 sao, respectivamente, molalidade (analitica ou

total) do componente i, o coeficiente estequiometrico do componente i na especie j e a

mo lalidade calculada da especie j.

b) clilculo de atividade das especies dissolvidas.A atividade de cada elemento (a;)

e determinada pelo calculo da equayaO.

27

Na equa9ao acima m, e y, sao, respectivamente, molalidade e coeficiente de

atividade da especie i.

Os coeficientes de atividade para os cations e anions sao calculados atraves da

equa9ao de Debye-Hiickel (Garrels e Christ, 1965), sendo apropriada para baixas

salinidades encontradas na bacia. Para as especies aquosas neutras, sao utilizadas

equa9oes especificas para cada especie.

c) calculo do indice de satura9ao. 0 indice de satura'(ao (I Sat) e calculado atraves

do logaritmo da razilo entre o lAP (ion activity product) e o K,;p (produto de

solubilidade ).

lAP !Sat=log-

K,P

Quando a razilo acima for menor do que zero, a amostra e sub-saturada na fase

mineral escolliida. Se a razilo for igual a zero, a amostra estara em equihbrio, e se for

maior do que zero, a amostra estara supersaturada na fase mineral escolliida (Nordstrom,

1985).

Para a confec'(ao de diagramas de atividades, foi utilizado o prograrna PTA

System (Pressao - Temperatura - Atividade ), versao 1.0 (Brown et al., 1987). Este

prograrna e de grande utilidade para a constru91io de diagramas atividade x atividade,

temperatura x atividade e pressiio x atividade, alem disso, contem urn banco de dados

termodinfunicos para minerais, especies aquosas e gasosas (Abercombrie, 1988).

Para as illitas e esmectitas, foram utilizados os dados termodinfunicos estimados

por Abercombrie (1988). As esmectitas foram representadas por suas componentes

termodinfunicas (beidellitas), prefixadas por seus cations intercambiaveis (Na\ K+, Ca2+ e

Mg2+).

28

3.5. Sele~iio dos Dados

Ao final da etapa de coleta e processamento dos dados atuais, como tambem da

bibliografia, apresentam-se entao 3 arquivos de dados disponiveis: os dados atuais

coletados, os arquivos do DAEE e da SABESP.

Para se conseguir urn maior ntimero de informayoes, foram feitas comparayoes

do arquivo atual com os da SABESP e DAEE. As diferem;as puderam ser mellior

evidenciadas nos pofi:os reamostrados nas tres campanhas, como tambem atraves dos

valores medios de areas restritas.

Apesar da diferenya de aproximadamente 20 anos entre algumas aruilises, a maior

parte dos elementos mostra poucas diferenfi:as e, provavelmente, estas devem-se aos

diferentes metodos analiticos utilizados. Praticamente a rela9ao entre os po9os

continuaram as mesmas.

A compara9ao entre os dados atuais e as analises do DAEE constatou as maiores

diferenyas nas concentrac;oes de cloretos e sulfatos. A discrepilncia nos resultados de

sulfato se deve provavelmente a resoluc;iio na determinac;iio de valores abaixo de 2mg/l.

Com rela9iio aos dados da SABESP, a diferen9a principal em rela9iio aos dados

atuais esta na concentrac;iio de bicarbonato. Esta diferen9a em relac;iio ao bicarbonato e

de grande importilncia, pois este elemento e o principal ilnion nas aguas da Bacia de

Taubate.

0 tratamento hidroqulmico foi efetuado utilizando-se somente o arquivo gerado

da coleta atual de dados. A uniiio dos dados antigos e novos foi utilizada apenas na

analise geoestatistica e confecs;iio dos mapas da variavel STD. Esta variavel apresentou

poucas diferenc;as, quando comparada como arquivo do DAEE e, por isso, este arquivo

foi incorporado aos dados atuais no estudo da variavel STD.

A pequena diferenc;a dos dados coletados, em relac;iio aos dados do DAEE, e

consequencia da baixa in:fluencia da concentra9iio de cloretos e sulfatos na salinidade

total da agua. Ja o arquivo da SABESP apresentou grandes diferen9as nos valores de

STD, provavelmente ocasionado pelas aruilises de bicarbonato. Desta forma o STD do

29

arquivo da SABESP foi recalculado atraves do metodo da cokrigagem (vide capitulo 4),

utilizando-se as medidas de condutividade.

A variavel STD (s6lidos totais dissolvidos) foi utilizada na avalia9ao do grau de

salinidade das aguas, calculado pelo prograrna Solmin88 (Perkins et al., 1988). Para

testar a representatividade desta variiivel, foi calculado o STD para os dados do arquivo

do DAEE e efetuadas aniilises de correla9oes com a condutividade eletrica e com o

residuo seco ( concentra9ao de STD determinada em laborat6rio) destas aguas, obtendo­

se correla9oes de r = 0,99 e r = 0,98, respectivamente. As correla9oes entre o STD

calculado para os dados atuais e a medida de condutividade foi de r = 0,88.

30

4. Hidrogeoquimica da Bacia de Taubate

4. 1. Determina~iio dos tipos hidroquimicos

A determinaviio dos tipos hidroqufmicos foi baseada na concentraviio dos

elementos maiores presentes nas <iguas. Estas concentravoes sao representadas em

diagramas hidroqufmicos, agrupando-se as amostras com as mesmas caracteristicas. As

amllises fisico-qufmicas selecionadas para classificar as aguas quanto ao tipo

hidroqufmico estao listadas na tabela 4-1.

A determinaviio dos tipos hidroqufmicos atraves dos diagramas hidroqufmicos

tradicionais mostrou urn alto grau de incerteza para estas aguas, sem uma clara definivilo

dos limites dos diferentes tipos presentes.

Devido ao grande nlli:nero de variaveis envolvidas e a grande disparidade entre as

analises, optou-se entao pela utilizavilo da analise de agrupamento, uma tecnica

estatistica multivariada que utiliza a similaridade entre os individuos para classificar as

aguas hierarquicamente em grupos, considerando todas as variaveis determinadas para

cada individuo (Moura, 1985; Davis, 1986).

As variaveis utilizadas para a analise de agrupamento foram as que apresentaram

as maiores concentravoes: s6dio, potassio, ca1cio, magnesio, bicarbonato, cloreto e silica.

A medida do grau de similaridade foi determinada pelo coeficiente de distilncia

euclidiana, usualmente utilizado quando se deseja estabelecer o grau de semelhanva entre

objetos (Moura, 1985). 0 agrupamento hierarquico esta representado no dendograrna da

figura 4-1.

Atraves do dendograrna, foi possivel identificar quatro agrupamentos que foram

identificados e descritos como os tipos hidroqufmicos I, II, III e IV (figura 4-1). Os tipos

I e II agrupam a maioria dos dados, enquanto o tipo IV apresenta-se mais diferenciado

devido ao alto coeficiente de distancia, em relavilo as demais aguas da bacia.

31

looco oH Lab Na ICa iM HCO; I ceve '.82 .70 I 0.22 24 I cn24 31,00 :,oo ,00 ;,92 I cpl3 ,58 26 00 20 ,00 45. len ! I ,50 .0

>20 208 08

'I 6,98 1: 17 70 4, 51 '40 3. 15

si36 sj35 12 17, sil20 .o.oo ,60 83 51 sil03 1,36 16

149 51 18 !6 6~ 13 '112 77 10.: 'i7 ,21 1 o,39 14,.10 ;so

sin '114 I 6,68 13,94 ,63 12 10,70

157, 19 198,9 !8 }6 95 138,94

i49 .53 ,46 2, 74 .17 74

14,85 74 39,58 17 >,52 13: 19

105 105,35 ,70 0 300,00 :,6~

104 lexplo 88 216 15 107 3> .64 17 19 46 125,80 •,1:

'9 ,_ 106 cp23 40 17 23 60 cp22 1: ,62 ,61 3 !5 24 123,50 61 co2la >,90 coOl ,40 19 cpl8 ,50 >,29 284 59 cpl9 ,41 16,02 ,60 . 2' ,90 76 !8 coOl

• cn02v 'cp21 JO >5 : ch02 18,30 155,80 77 10 13

,15 492 50 i chlat >5 •50

:hfumas ,20 i chinpe 5,88 ',88 18 71 93

17.00 i 14,85 10.83 17520 7, 04 134,01 05 29,69 1'04 10 !,68 1,43 T05 15> ,40 64 ,77 >,65 569 40 8,02 T06 TO?

i Pil1 10 1,05 i Pil4 18,34 163,10 i 6 54 : li .57

,36 .,0>

1,45 76 !6 >0 ,61 ,19 i 0,63 16,:

i G04TC i 6,57 I 6,85 2,99 ,78 43,03 3,54 70,49 135,86

Tabela 4-1 Amilises fisico-quimicas selecionadas para a determina9ilo dos tipos hidroquimicos

32

~ en CD ..... - 1\) ~ 0 Q 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0

P14 Pl11 T05

T4 T07 R02 T"JPOm

CH02 LOS LOS

CHL.AT CHCAN

J100 CP21A T"1p0 II

LEXPLO R04

CP02 R05

CP22 CP19

CP3 TOS ~ L07 .., G04 CD

CP21 m CD L10 C1 CP20 c:

CP18 Q.. -· Q)

CP23 c: cc CP13 CD

.., GOB Q)

Q)

CP24 ::l 3 J07 0. -G04TC 0 L04 (j'j" ..,

SJ44 - (J) Q) SJ120 ::l ~

J13 (") (") G05 CD CHF en Q)

SJ139 en SJ103 CD

SJ40 en

J15 SJ114 SJ149

L11 SJ128 SJ71 T"apv I SJ9

J200 SJ49 SJ33 CHIN SJ57 SJ51

SJ112 CP01 sJn EUC SJ50 SJ35

CP02V SJ3&

CEPE Q ..... I'\) (A) ~ U1 en .....

0 0 0 Q 0 Q 0

0 0 0 0 0 0 0

Figura 4-1 Dendograma referente as aguas da Bacia de Taubate.

33

0 0 c ()) ::l

~ u..

0 T5 c ()) ::l

~ u..

0 ·u c ()) ::l

~ u..

Tipol

Tipoll

Tipo Ill

0 90 1

50,00

Tipo IV

0 90 1

STD (mg/1)

Figura 4-2 Histogramas de SID referentes aos quatro tipos hidroquimicos.

34

Para verificar uma provavelliga9ao entre os tipos hidroquimicos e as salinidades

das aguas, foram construidos histograrnas de STD para cada tipo (figura 4-2). Atraves

destes histograrnas, pode-se observar a estreita rela9ao entre os tipos hidroquimicos e a

salinidade. 0 aumento da concentr~ao ocorre a partir das aguas do tipo I ao tipo IV,

este U1tirno tipo apresentando-se bern distinto em reffi9ao aos demais. Os valores dos

quartis de cada histograrna mostra claramente as diferen9as (tabela 4-2).

Tipol Tipoii Tipolii TipoiV

amostras 33 21 5 4

Q2s-Q75 48-139 210-243 275-390 712-790

media 101,8 233,3 340,1 777,2

desv. padr. 42,95 35,95 73,50 53,30

Tabela 4-2 Tabela com os dados estatisticos e os val ores do I 0 e 3° quartil de cada tipo hidroquimico, valores de STD em mg/1.

A analise da contribui9ao dos ions maiores no processo de sele9ao, deterrninada

pela analise de agrupamento, pode ser visualizada nos diagrarnas hidroquimicos de

classifica9ao de aguas. Os tipos hidroquimicos plotados no diagrarna de Piper estao

ilustrados nas figuras 4-3 e 4-4.

Desta forma, com base nos histograrnas de salinidade (STD) e nos diagrarnas de

Piper, os tipos hidroquimicos podem ser descritos:

Tipo I - Apresenta salinidade variando entre 28 e 207 mg/1. A maior parte das

aguas sao classificadas como bicarbonatadas s6dicas, algumas apresentam composi9oes

de bicarbonatadas calcicas e cloro-sulfatadas sodicas. E observado urn enriquecirnento da

salinidade em dire9aO as aguas bicarbonatadas. As aguas mais salinas contem de 80% a

90% de teor de bicarbonato nos anions. 0 cloreto e o segundo anion em irnportancia

para estas aguas, com participa9oes mais significativas para as aguas de baixa salinidade.

0 sulfato e o que apresenta as menores porcentagens. Entre os cations, destacam-se as

baixas propor9oes de magnesio, que nao ultrapassa a 20% do total dos cations. 0 s6dio

e 0 calcio sao OS cations predominantes.

35

lOll 100

80 80 80. 80

60 60 Co+Mg 60 60

Co+Mg S04+a 504+C~

40 4Q- 40 40

Na+K 20 20 C03+HC03 20 20- CO>+HCO> Na+K

~0 * * 100 100

80 80

60 60 504 60 504 Mg 40 40 40

20

* 20

0 0 0 lOO 80 60- 40 20 0 0 2Q. 40 60 80 100 80 60 40 20 20 40 60 80 100

Co Cl ca. a

canons OfliOI1S cations anions

Tipol Tipoll

100 100

80 80 80 80

60 60 Co+Mg 60 60 504+CI

S04+CI Co+Mg 40 40

40 40

Na+K 20 20 CO,+HC03 20 20 Na+K COo+HCQ,

100 100

80 80 80 eo

60 60 504 60 60 Mg S04 40 40 Mg

40 40

20 20 20 20

0 0 0 0 100 80 60 40 20 20 40 60 80 TOO

60 40 20 0.0 20 40 60 80 100 100 80 ca. Cl Co a

catians ~ canons anions

TipoiH Tipo IV

Rguro 4-3 Dfagromos de Piper correspondenfes a coda flpo hidroqufmico.

36

100

80 80

60 60

S04+Ct 40

Ca+Mg 40

20 20 Na+K C03+HC03

\o ~~-, 0 -.,,-'. •'·

100 100

20 80 80

40 60 60 S04

Mg 60 40 40

20 20

0 0

100 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100

Co Cl

cations anions

Figura 4-4 Dragrama de Piper nustrando os campos de coda tipo hidroquimico.

37

Tipo II - As aguas deste tipo estao representadas pelas aguas bicarbonatadas

calcicas e sodicas. As salinidades variam de 165 a 350rngll. 0 bicarbonato predornina

entre os iinions, corn urna porcentagern acirna de 80% para a rnaioria das aguas. Ern

rela<;ao aos cations, novarnente o rnagnesio apresenta os rnenores valores, apenas 3

po<;os apresentarn urn teor urn pouco rnais elevado deste elernento. 0 calcio e o sodio

dividern a predorninfulcia cationica nas aguas desse tipo.

Tipo III - Este tipo corresponde as :iguas bicarbonatadas sodicas. Os teores de

rnagnesio e calcio silo baixos e o s6dio e o cation predorninante. Os carbonatos e

bicarbonatos perfazern rnais de 90% entre os iinions. As salinidades estao entre 275 e

438rng/l.

Tipo IV - As :iguas deste tipo, como nas aguas do tipo III, sao classificadas,

exclusivarnente, como bicarboriatadas s6dicas. No campo sao facilrnente identificadas

pela elevada temperatura ( aproxirnadarnente 40°C). As cornposi<;oes quirnicas sao

rnarcadas clararnente pelo predorninio de s6dio (corn urna porcentagern acirna de 90%)

entre os cations, o rnesrno acontecendo corn bicarbonato entre os iinions. As salinidades

dessas aguas sao as rna is altas da bacia, varian do entre 712 a 84 2 rng/1 .

A cornposi<;ao media para cada tipo hidroquirnico esta surnarizada na tabela 4-3.

Pode-se observar que, alern do STD, o s6dio e o bicarbonato apresentarn urna tendencia

de crescirnento da concentra<;ao destes ions ern dire<;ao ao tipo IV. Outros elementos

que rnostrararn-se indicativos desta tendencia sao o fluoreto e, de rnaneira rnenos

pronunciada, o pH e a temperatura.

Temp pH Na K Ca Mg HCO, so.• C1 F* SiO, STD

Tipol 22,8 6,24 6,57 3,56 4,45 0,66 31, I 0,7 6,21 0,01 48,5 101,8

Tipoll 24,7 7,57 23,7 3,28 19,5 1,79 129,1 3,92 7,19 0,21 44,5 233,3

Tipolll 25,3 8,21 70,5 1,36 6,78 0,61 230,7 ------ 7,51 0,98 21,4 340,1

TipoiV 40,7 8,26 173,7 3,19 2,62 0,61 570,9 ---- 6,81 2,37 16,9 777,2

Tabela 4-3 Valores medios dos ions, STD, pH e temperatura, para cada tipo hidroquimico. * as concentra9oes de sulfato e fluoreto foram detectadas em alguns PQ90S e suas medias

referem-se aos valores acima do limte de detec9"!o.

38

As iiguas do tipo II sao destacadas das demais pelas concentrayoes mais elevada

de ciilcio, magnesio e sulfato. Jii as iiguas do tipo I silo identificadas pelos baixos valores

da maioria dos elementos e pelos altos valores de potiissio e silica

Os elementos trayo apresentam-se subdivididos entre os tipos hidroquimicos na

tabela 4-4.

Os elementos trayo apresentam alguns ions com urn grande nfunero de amostras

abaixo do limite de detecyao, dentre estes o ciidmio, chumbo e cromo, em todas as

iiguas, estao abaixo do limite. 0 aluminio e cobre foram detectados em poucas amostras,

sempre relacionadas ao tipo I. 0 zinco e o fosfato apresentam as maiores concentray5es

tambem relacionadas a este tipo.

Os elementos biirio, manganes e estroncio foram determinados na maioria das

amostras e, neste caso, o biirio e estroncio estao claramente vinculados iis iiguas do tipo

II.

0 boro tambem foi detectado na maioria da amostras, as iiguas em que este

elemento niio foi detectado sao referentes as iiguas do tipo I. A tendencia de crescimento

das concentray5es deste ion e semelhante as descritas para STD, s6dio e bicarbonato.

amostras Fe AI Ba PO, Cu Mn Sr Zn

Tipol 33 0,03(11) 0,07(1) 0,05(33) 0,76(11) 0,03(5) 0,04(9) 0,06(29) 0,09(18)

Tipoll 21 0,07(7) -~----- 0,13(21) 0,35(3) -------- 0,04(19) 0,27(21) 0,04(10)

Tipoiii 5 0,04(3) ------- 0,06(5) 0,32(1) -------- 0,02(2) 0,11(5) 0,02(1)

TipoiV 4 0,04(4) ------- 0,05(4) -------- -------- --------- 0,06(4) ---------

Tabela 4-4 Concentra,ao dos elementos trai'O por tipo hidroquimico em mg/1, os valores referem-se as medias dos valores acima do limite de detec,ao. Entre parenteses estao o nfunero de amostras detectadas.

4.2. Distribuit;ao dos tipos hidroquimicos

Com a identificayao dos tipos hidroquimicos dentre as aniilises selecionadas, a

etapa seguinte foi analisar a relayao espacial dos tipos hidroquimicos com relayao iis

39

B

0,36(20)

0,47(21)

0,96(4)

2,76(4)

compartimenta9oes estrutural e geologica, para com ISso delimitar os zoneamentos

hidroquimicos regionais.

A distnbui9ao dos po9os com os tipos hidroquimicos selecionados esta presente

na figura 4-5. A disposi9ao dos tipos sugere urna zonalidade na por9ao sudoeste e

central do mapa. Atraves dos mapas geologico e estrutural e das descri9oes litologicas

dos po9os, e verificado o marcante papel da litologia como diferenciador dos tipos

hidroquimicos.

Os sedimentos fluviais na regiiio de Sao Jose dos Campos (Compartimento

Jacarei-Sao Jose dos Campos) apresentam o predominio das aguas do tipo I, claramente

separada pelo alto de Ca9apava. Em dire9ao ao centro da bacia encontram-se as aguas

do tipo II bern caracterizadas na regiao do Alto de C~apava. Embora fa9am parte dos

sedimentos lacustres da Forinru;ao Tremembe, provavelrnente estes sedimentos

correspondem a urna zona de trariSi9ao entre os sedimentos fluviais e lacustres, esta

caracterfstica de trariSi9ao esta relacionada ao grande nfunero de niveis arenosos

existentes nas descri9oes litologicas dos po9os.

Os po<;os realrnente inseridos na Fonna<;ao Tremembe, dentro do Compartimento

Quiririm-Taubate, sao os que apresentam aguas do tipo IV, localizados na regiao central

da bacia. Algur!S po<;os deste tipo chegam a atingir profundidades em torno de 500m. e,

atraves das descri<;oes litologicas destes po<;os, mostram o predominio de folhelhos e

argilitos ate a base.

Apos o alto de Pindamonhangaba, no Compartimento Aparecida-Lorena, os

po<;os voltam a se concentrar no extremo nordeste do mapa, onde a sedimenta<;ao fluvial

volta a ser predominante.

Apesar dos trabalhos hidrogeologicos apontarem os dois extremos da bacia,

relacionados aos sedimentos fluviais, com caracteristicas hidrogeologicas semelhantes

(DAEE, 1977; Teissedre e Mariano, 1978), a constitui<;ao hidroquimica das aguas

mostra substancial diferen<;a entre as duas areas.

Para auxiliar no entedimento da evolu<;ao hidroquimica das aguas em cada setor

da bacia, a Bacia de Taubate foi dividida conforme os grandes compartimentos regionais

definidos por Fernandes (1993), ilustrados na figura 2-7.

40

7500.00

7480.00

7460.00

~

7440.00

I

7420.00

I

380.00

.....

400.00 420.00 440.00

+ +

460.00

Tipo I

Tipo II

Tipo Ill

+Tipo IV

480.00

Figura 4-5 Distribuic;So dos po<;os com os tipos hidroquimicos correspondentes.

500.00

4.2.1. Caracteriza~ao hidroquimica do Compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos

Para este compartimento foram selecionados 73 po~os (figura 4-6). Destes, 47

foram obtidos dos arquivos do DAEE e SABESP. Os 26 po~os coletados no presente

estudo estao sob ajuridis~ao da SABESP de Sao Jose dos Campos (21) e do SAEE (5)

de Jacarei.

Do ponto de vista litol6gico, este compartimento eo mais homogeneo da bacia,

constituido principalmente pela sedimenta~ao fluvial no topo e com predominfulcia de

sedimentos lacustres a profundidades superiores a 200m

7455.00

7450.00

7445.00

7440.00

7435.00

7430.00

7425.00

7420.00

7415.00

7410.00

Compartimento S. J. dos Campos Localiza<.(ao dos po<.fos

+ prn;os coletados

• prn;os da bibliografia

7405.00 L"'-..L----,-------,------.,-------,-------,-----380.00 390.00 400.00 410.00 420.00

Figura 4-6 Mapa com todos os p~os catalogados no Compartimento Jacarei-S. J. dos Campos.

42

Esta homogeneidade geologica e refletida na predominiincia das aguas do tipo

hidroquimico I para todo o compartimento. De todos os poyos, apenas urn (JlOO),

localizado em Jacarei, e classificado como do tipo II (figura 4-7).

4.2.J.J.Distribuif0o dos ions

Uma primeira analise sobre a disposiyaO dos principais elementos foi efetuada

atraves de varios mapas, elaborados com a utiliza9ao da tecnica do inverso do quadrado

da distilncia (IQD).

De maneira geral, os ions maiores apresentam distribui9oes semelhantes entre si.

Refletem, em grande parte, as caracteristicas de aqiliferos livres, com as menores

concentrayoes dos ions localizados nas cotas mais elevadas, e as maiores concentrayoes

localizadas nas cotas mais baixas, junto ao Rio Parruba e seus afluentes, como o Rio

Putins.

Devido a semelhanya entre os mapas dos diversos ions, e verificado que o

aumento da salinidade e provocado pelo aumento da concentrayao de todos os ions.

Uma area anomala contendo concentrayoes distintas de sulfato, em re!ayao a

maioria dos poyos, esta presente na figura 4-8. 0 mapa de sulfato apresenta os poyos em

que foram detectados este elemento, caracterizando urna area anomala em Jacarei. Esta

area anomala tambem foi identificada nos outros bancos de dados, do DAEE e SABESP,

em diferentes poyos da mesma regiao. Alem de estar presente nas cotas baixas, junto ao

Rio Paraiba, a area esta situada proxima a borda e inserida na principal zona de

falhamentos do compartirnento, relacionada a falha de Sao Jose.

Com re!ayao aos elementos trayos, os ions bario e estroncio apresentam maiores

concentrayoes nos poyos localizados nas bordas do compartimento. 0 boro apresenta-se

mais concentrado nos poyos da borda do compartimento e, principalmente, na regiao

anomala.

0 mapa da razao ionica N a/Cl, indicativa das areas de recarga (Moreira­

Nodermann e Rebou<;:as, 1986), confirma, em fun9ao das baixas razoes, a area de recarga

localizada a sui de Sao Jose dos Campos. A razao Ca/Na apresenta os maiores valores a leste de Sao Jose dos Campos sugerindo urna provavel delimitayiio, no alto do Rio

Putins, de distintas evo!uyoes hidrogeoquimicas entre as duas areas (figura 4-8).

43

7455.00

7450.00

7445.00

7440.00

7435.00 I

I

7430.00

.... .... 7425.001

7420.00

7415.00

7410.00

• •

•

I • • • •

__) •• •

Tipo I

Tipo II

375.oo ~-3acroo~ ~-38-5~ao--390~oo~~~--395.oo-~4oo:oo · 4os:oo ·~41.o.oo 41s.oo 42o.oo 425.oo

Figura 4-7 Distribuiyao dos pc>\:OS com o tipo hidroqufmico correspondente no Compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos

~ VI

7435.00

7425.001

S04

(! ... //~-

38Mo300:00---:4Q0:00410.00-~o:oo--

rNa/rCa

·-·~

10.0

8.0

6.0

4.0

2.0

0.0

375.oo·---~s:oo---395.00--~405.00-- 415.0o ___ 425.00_

7455.00

HCO 7445.00

7435.00

7425.00

7415.00

74o5.oo "-----Oo -- -385.0o-375.

7455.0

7445.00 rNa/rCI

·--·--

7415.00

7405.0

395.00 -·4o5.00--~:~-~425.00-

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

-m.oo---385.00 ___ 395:~405.00 ___ 415.00 ___ 425.00-

Figura 4-8 Distribuic.;:ao de alguns Ions selecionados no compartimento Sao Jose dos Campos

4.2.1.2.Andlise Geoestatistica do STD

Urn tratamento geoestatistico foi realizado para a variavel STD, variavel que

apresenta boa correla<;:iio, neste compartimento, com os ions maiores, alem de

representar a salinidade da agua. Nesta aruilise furam incorporados os dados do DAEE

aos poyos atuais coletados.

A continuidade espacial desta variavel pode ser observada atraves do variograrna

experimental omnidirecional (figura 4-9). 0 variograrna apresenta urn baixo valor do

alcance, que niio ultrapassa 500 m, e urn componente pepitico na origem, indicando a

baixa continuidade espacial. Outra caracterlstica e a ciclicidade no comportamento de

STD, observado no variograrna atraves do efeito buraco.

Tanto a baixa continuidade, como o componente pepitico na origem, refletem o

carater aleat6rio desta variavel neste compartimento. A homogeneidade litol6gica faz

com que a salinidade das aguas niio apresente dire<;:oes preferenciais de aurnento da

concentra<;:iio salina, sendo a varia<;:iio na salinidade das aguas provocadas por outros

fatores, como topografia, profundidade dos po<;:os, o nfunero e localiza<;:oes dos

intervalos de filtros e as anomalias pontuais distribuidas nas bordas do compartimento.

0 efeito buraco reflete o comportamento ciclico da variavel (Isaaks and

Srivastava, 1989). Esta ciclicidade provavelmente e devido a influencia da topografia na

distribui<;:iio da salinidade do aqiiifero, o que foi comprovado atraves dos mapas

individuais dos ions (figura 4-8). A niio estacionaridade do variograrna tambem indica

urn comportamento de deriva ocasionado pela tendencia regional de aurnento de

salinidade em dire<;:iio a regiiio de Ca'(apava e Taubate.

Estabelecido o modelo variografico, foi gerado o mapa krigado da variavel STD

(figura 4-1 0). A distribui<;:iio e semelhante em rela<;:iio aos principais ions maio res. Nesse

mapa, observam-se que as areas com as maiores concentra<;:oes estiio situadas na regiiio

que apresenta as cotas mais baixas, com salinidades acima de 200 mg/1, referentes as

areas do Rio Paraiba e seus afluentes. Baixas salinidades estiio presentes a sui de Sao

Jose dos Campos, com aguas contendo concentra<;:oes entre 25 a 50 mg/1. Essa area e

semelhante a regiiio de Tabuleiros, deterrninada no mapa geomorfol6gico (figura 2-2).

Certamente esta e a principal area, junto com as bordas da bacia, de recarga do

compartimento.

46

O. tDDD. 2DDD. !DDD. CDDD. !DDD. CDDD.

3DDD. 3DDD·

2DDD. 2DDD.

lDDD. lDDD.

Figura 4-9 Variograma da varhivel STD no compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos

Devido ao grande volume de dados obtidos dos arquivos da SABESP para esta

regiiio, mas que apresentaram problemas nas aruilises (se9ao 3.5), foi adotado neste

compartimento o metodo de cokrigagem. Trata-se de uma tecnica de grande utilidade

quando se tern uma variavel primaria (no caso STD) sub-amostrada e uma variavel

secundaria (no caso, a condutividade) hem amostrada (Journel e Huijbregts, 1978). No

presente estudo, a variavel secundaria possui uma boa correla9ao com a variavel primaria

(r = 0,80).

0 variograma cruzado das variaveis STD e condutividade esta presente na figura

4-11. Nesta figura pode-se constatar o baixo alcance, entre 200 e 500m., hem definido

nos dois variogramas .

0 mapa de STD cokrigado esta ilustrado na figura 4-12. A principal diferen9a

deste mapa esta na maior area representada em rela9ao ao mapa k.rigado. Confirmam-se

novamente as regioes de altas e baixas concentra9oes.

Entretanto, pode-se observar bern definida a rela9ao existente entre a disposi9iio

das concentrac;oes e a estruturac;iio do compartimento. Claramente a falha de Sao Jose

47

(identificada pe1o DAEE, 1977; Teissedre e Mariano, 1978; Hasui e Po<;:ano, 1978;

Fernandes, 1993) pode ser delineada pe1as altas concentra<;:oes a oeste do

compartimento, no percurso tra<;:ado pe1o rio Parruba e que separa aguas subterrilneas de

diferentes constitui<;:oes qufmicas.

0 Alto do Rio Putins (identificado pe1o DAEE, 1977; Teissedre e Mariano, 1978;

Hasui e Po<;:ano, 1978) pode ser inferido tomando como base a curva de 75 mg/1. Na

regiao a 1este, esta curva tern urn tra<;:ado norte-su~ separando a oeste aguas menos

salinas (25-75 mg/1) e, a 1este, de maneira ger~ aguas com concentra<;:ao entre 75 e 125

mg/1, correspondendo ao vale do rio Putins, esta estrutura ja nao e clarrunente

identificada no mapa de sa!inidade.

48

7455.

7445.

250

""" "' -~--- --- 225

200

175

150

125

7415.00i / / I 100

75

50

25

375.00 385.00 395.00 405.00 41 425.00

Figura 4-10 Mapa de STD no compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos

JCCC. J------------------ISDCC.

0~~-----~~--~~--~~~--~o. .. ~ac. .1.0aa. uoc. m.

0. 1C0.2C0.3CO.COO.~CC.600.700.SDO.

coco.

3000. 3COD.

2000. 2COO.

lOCO. 1000.

0 "o. 100 • .;co • .Joo. •oo. ~oo. c.oo. ;oo. sao. o. m.

2000.

1000.

-1000.

-zcoo.

0. 100. %00. 300. COD. ~DO. 500. 1110. liDO.

' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ', ',,

----------------------

2000.

1000.

-•coo.

-zooo.

o. U:lD • .occ. Joe. •oo. !leo. 600. 1oc. sec. m.

(a)

(b)

(c)

Figura 4-11 Variograma modelado omnidirecional do Compartimento Jacarei-S. J. dos Campos. (a) STD; (b) condutividade e (c)variograma cruzado de STD e condutividade.

50

VI ......

7455.0

7445. Alto do Rio Putins

7435.0 Falha de Sao Jose 250

225

200

7 ... L;:J.UU 175

150

125

100

50

- ::::J 0.02.04.06.08.0 km 25

7 "1'Vi.J.VV I:::::,L_ --------,-------------- -----,----------------.-------J 375.00 385.00 395.00 405.00 415.00 425.00

Figura 4-12 Mapa de STD cokrigado como auxilio da variavel secundaria condutividade, no comp. S. J. dos Campos.

4.2.2. Caracteriza~ao hidroquimica do Compartimento Quiririm­Taubate e dos Altos Ca~apava e Pindamonhangaba

Neste setor a Bacia de Taubate foram utilizados 28 po~os, 9 sao referentes aos

dados do DAEE e SABESP e 19 sao po~os coletados para o trabalho (Figura 4-13).

Esta regiao apresenta dois pacotes litol6gicos bern discriminados: sedimentos

fluviais presentes na borda oeste e sul e sedimentos lacustres presentes no centro e na

borda leste.

A maior concentra~ao de po~os esta localizada na regiao do Alto de C~apava,

contrastando com a menor distnbui~ao no Compartimento Quiririm-Taubate e no Alto

de Pindamonhangaba.

7465.00 Compartimento Tau Localiza~o dos p OS •

7460.00 poyos cole Clos + e pocos a bibliografia

7455.00 + • ~+ +

7450.00

• 7445.00 v N

~· /1 7440.00

I I

7435.00 L__l 2.5km

425.00 430.00 435.00 440.00 445.00 450.00 455.00

Figura 4-13 Mapa com a localizayao dos poyos do compartimento Quiririm-Taubate e altos de Cayapava e Pindamonhangaba.

52

Vl \,;.)

7465.00

7460.00

7455.00

7450.00

7445.001

7440.001

+

• +

+

I • A. AA / eTipo I

1 ... / • Tipo II A

I IIITipo Ill

+Tipo IV

--~-----~-r-··-·--··----~~-r---------~-·--t-··---·-··-·-r·-~-~---~-~--- ~.,-~--~

425.00 430.00 435.00 440.00 445.00

Figura 4-14 Distribui~iio dos po9os coletados com os tipos hidroqulmicos, no cotnpartirnento Quiririm-Taubate.

Os tipos I e II situam-se nos limites deste setor da bacia, localizado-se na zona de

transiyao entre os sedimentos fluviais e lacustres, enquanto que os tipos ill e IV estao

localizados mais ao centro, inseridos nos sedimentos lacustres da Forrnayao Tremembe

(Compartimento Quiririm-Taubate), claramente definidos pela descriyao geologica dos

poyos atraves do predominio de argilitos e folhelhos (figura 4-14).

4.2.2.1.Distribuifiio dos ions

A heterogeneidade deste compartimento, gerada pelas distintas litologias, e

observada pelas diferenyas ionicas entre as aguas do tipo II e IV. 0 s6dio, bicarbonato e

SID apresentam as maiores concentra9oes localizados nos po9os relacionados aos

sedimentos lacustres, enquanto que as concentra9oes de ca!cio e silica possuem as

maiores concentrayoes nos po9os do tipo II.

Altos valores de s6dio coincidem com os po9os do tipo IV. Ja as altas

concentra9oes de ca!cio refletem os po9os do tipo II. 0 mapa de silica (figura 4-15)

tambem contrasta as areas sob influencia dos reservat6rios fluviais (altos valores) com os

lacustres (baixos valores ).

Com base na baixa razao Na/CJ, a regiiio em contato com o embasamento

cristalino (figura 4-15) destaca-se como a principal area de recarga. Ja a razao Na!Ca,

nos po9os de aguas quentes, atinge a razao de 60, contrastando com o Alto de Ca9apava

que apresenta menores valores, entre 0,28 e I .

4.2.2.2.Amilise Geoestatistica

0 variograrna experimental da variavel SID mostrou urna forte deriva linear

(figura 4-16). Ate o passo (lag) de 3000m as rela9oes entre os pares de pontos

correspondem aos po9os do mesmo tipo hidroquimico, a partir deste comprimento

come9a a haver a intera9ao entre os po9os dos dois grupos, que apresentam salinidades

bern diferentes, com isso a variancia passa a ser maior.

0 diagrarna da figura 4-17 aponta as diferen9as de salinidades presente na regiiio

de Ca9apava em rela9ao a Taubate.

54

7465.

Na 7460.

7455.

,_ro

140

7445.~ 1211120

100 I

7440.00j so f

li 7435.00j Blflr

430.00 435.00 440.00 445.00 450.00 455.00 425.00 430.00 44~445.00 45iioo 45S.OO 435.00

Vl 7465. Vl

7465.0

rNa/rCI I

7460. 7460.00

7455.0,

7450. 7450.00

7445. 7445.0,

15 7440.00

10

7435. 7435.0,

425.00 430.00 435.00 440.00 445.00 450.00 455.00 425.00 430.00 43S.OO 440.00 445.00 450.00 455.00

Figura 4-15 Distribuic;ao de alguns ions selecionados no Compartimento Quiririm-Taubate

O. taaa.=aaa.lDDD.4DDD.!DDD.!DDD.1DDD.JDDD.!DOD. • •

1aaaaa.

'saaa.

!DODD.

1SDDD.

Figura 4-16 Variograma experimental de STD no Compartimento Quiririm-Taubate e Altos de

Ca~pava e Pindamonhangaba.

0 reconhecimento da estrutura de deriva foi realizado utilizando-se o programa

ISATIS. 0 mapa krigado com deriva esta ilustrado na figura 4-18 e apresenta uma

regiao de elevada salinidade, como era esperado, representada pelas aguas dos tipos III e

IV. As aguas da regiao de Ca~apava apresentam salinidades entre 200 e 300 mg/1, e na

borda sui, em contato com o cristalino, apresentam baixas concentra~oes.

Destaca-se no mapa a transi~ao abrupta entre as aguas pouco salinas da borda

para as aguas mais salinas do interior do compartimento. Esta transi~ao tambem ocorre

quando se analisa o mapa estrutural da bacia (figura 2-5), com drastico aumento da

pro:fundidade em dire~ao ao interior do compartimento. Outra compara~ao e com o

56

mapa geologico, nas bordas com predominio de sedimentos :fluviais e no centro com

sedimentos lacustres. As descri~es geol6gicas dos po~os mostram uma abrupta

transi~ao litol6gica em dire~ao ao centro do compartimento.

A figura 4-17 apresenta urn diagrama de STD em rela~ao ao eixo x rotacionado

do mapa. Os valores de salinidade abaixo de 400mg/l referem-se aos po~os situados

pr6ximos a borda e na regiao de Ca~apava. Atraves desta figura pode-se observar a

transi~ao abrupta em dire~ao aos po~os de maior salinidade, sem a presen~a de po~os

com salinidade entre 400 e 600mg/1.

900 7<165

• • • 600 7455

Q 1-(/)

• • 300 ._.. 7445

• 0 • 7435

0 5 10 15 20 km .... oo .... 00

x·

Figura 4-17 Diagrama de STD vs. X'.

57

Vl 00

7400.UUi

7460

7455

7450

7445

7440

7435 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 km

440.00 445.00

Figura 4-18 Mapa de STD krigado no Compartimento Quiririm-Taubate.

4.2.3. Compartimento Aparecida-Lorena e Alto de Pindamonhangaba.

0 mapa do compartimento, com a distribuiyao dos po.-;os, encontra-se na figura

4- I 9. Para a confec~iio do mapa, 23 amostras foram coletadas neste traba1ho e 17 foram

selecionados dos arquivos da SABESP e DAEE.

Novamente os dois grupos litolOgicos estao presentes, os sedimentos lacustres

ocupando predominantemente o Alto de Pindamonhangaba e os sedimentos fluviais

dispostos nas bordas e a nordeste, no Compartimento Aparecida-Lorena.

Do ponto de vista hidroqufmico, este setor da bacia e o mais heterogeneo, com a

presen~a dos quatro tipos hidroquimicos. Apenas o po~o situado a oeste do setor, Alto

de Pindamonhangaba, caracterizado como do tipo IV, esta inserido nos sedimentos

lacustres. 0 restante dos dados correspondem ao dominio dos sedimentos fluviais,

presentes nas bordas e a nordeste do compartimento (figura 4-20).

F'agura 4-19 Mapa com a distribui¢o dos poyos catalogados, no Compartimento Aparecida-Lorena. Os poyos referentes ao DAEE foram utilizados somente na amilise geoestatistica.

59

7500.0

7490.0

0\ 7480.00l 0

I 7460.00

I

~

+ /

~ /

--- ~

•

....

A • A •

/--~ e Tipo I

A Tipo II

Tipo Ill

+ tipo IV

~-~~~~-

AA

•

445.00 455.00 465.00 475.00 485.00 495.00

Figura 4-20 Distribui~o dos poc.;:os coletados representados pelos tipos hidroquimicos, no Compartimento Aparecida-Lorena

~~-~-

505.00

Diferentemente do Compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos, os poyos

localizados neste compartimento, no dominio dos sedimentos fluviais, sao mais

heterogeneos. Os perfis litol6gicos destes poyos apresentam uma maior porcentagem de

niveis argilosos, principalmente na base do poyos localizados no centro do

compartimento, sugerindo que os sedimentos lacustres, situados estatigraficamente na

poryiio basal da bacia, estiio a profundidades mais rasas.

4.2.3.J.Distribuiriio dos ions

As maiores salinidades estiio presentes na regiiio do Alto de Pindamonhangaba e,

gradativamente, diminuem em direyiio nordeste. 0 mapa de bicarbonato destaca as areas

que apresentam as maiores salinidades, correspondentes aos poyos do tipo III e IV

(figura 4-21). 0 mapa de silica destaca tambem as areas relacionadas aos dois ambientes

sedimentares, os baixos valores referem-se aos reservat6rios lacustres e os altos valores

aos reservat6rios fluviais, situados principalmente nas bordas do compartimento .

As areas de recarga aparecem nas bordas do compartimento, e sao destacadas

pelos baixos valores da raziio Na!Cl. A borda norte do compartimento deve constituir

uma outra area de recarga, mas por insuficiencia de dados, esta area niio estao ilustrada

no mapa.

0 mapa de ca!cio identifica uma regiiio anomala, de alta concentrayiio deste

elemento, relacionada aos poyos da cidade de Roseira. Esta area e tambem identificada

pelo alto teor de alcalinos terrosos, caracteristicos dos poyos do tipo II. A descriyiio

litol6gica destes poyos difere dos demais sedimentos fluviais, pelo maior nUn1ero de

interca!ayoes argilosas.

4.2.3.2.Amilise Geoestatistica

No variograrna experimental da variavel STD foi observado uma IDlllor

continuidade, se comparado com o Compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos. Esta

continuidade e marcada pelo crescente aumento de STD em direyiio aos poyos do tipo

III, estes poyos apresentam influencia dos sedimentos lacustres em seu perfil. 0 efeito

61

0\ tv

7490.

7480.

7470.

7480.

7500.

7460.

460.00

rNa/rCI

450.00 460.00 470.00 480.00

490.00

490.00 500.00

" 40

"

" 24

20

" 12

7500.00 HC03

7490.0

7470.0

7460.00

450.00 470.00 480.00

7500.00

Si02

7490.00

7480.00

7470.00

7460.00

450.00 460.00 470.00 480.00

Figura 4-21 Distribui<;So de alguns ions selecionados no compartimento Lorena

400.00 500.00

250

200

150

100

50

490.00 500.00

55

50

45

40

35

30

25

20

15

buraco ta.mbem e identificado neste- variogra.ma, a ocorrencia deste efeito se deve,

provavelmente, a influencia da topogra:fia nos- aqiiiferos livres. Neste compartimento 0

efeito da topografia e mais- destacado pela coincidencia das porgoes menos profundas

dos sedimentos lacustres estarem situadas nas cotas mais baixas (figura 4-22).

I IDOl.

Figura 4-22 Variograma experimental para o Compartimento Aparecida-Lorena.

Durante a variografia, a intera~ao entre urn par de pontos mostrou uma alta

variancia, distinta de todos OS outros pares. Este par anomalo foi descartado na

confec~ao do variograma experimental. A valida~ao cruzada tambem identificou

problemas na estimativa destes dois po~os (figura 4-23).

Analisando o mapa estrutural, observa-se que estes dois po~os estao localizados

pr6ximos a borda, e separados pela Falha Rib. da Serra (figura 4-24). 0 po~o, situado

junto a borda da bacia (d50) apresenta baixa salinidade, enquanto 0 po~o mais distal (d9)

apresenta uma maior salinidade, compativel com a encontrada nos po~os do tipo IV.

0 mapa krigado de STD mostra claramente a alta salinidade na regiao sudoeste

do compartimento (figura 4-25). A partir de Aparecida, as salinidades variam entre 100 e

250mg/l. Nesta regiao, apenas na cidade de Lorena, localizam-se dois po~os (LOS e

L06), do tipo III, com altas salinidades.

63

+ / - + - 7500

... ++ +

++ 7490 +

+++ t

1- + +++ -+ 7480 + + ++

+ +

- • • 7470 + ++

+ I I f I ' I

450 460 470 480 490 500 km

Figura 4-23 Valida9ao cruzada para o~ dados do Compartimento Lorena. Os pontos em circulo representam os JXJ90S que estao com grande diferen~ entre o valor estimado e o real.

F. Rib. do Serra

F: Rib. dos Buenos

Alto de Pindamonhangaba

Figura 4-24 Localiza~o dos p~s que apresentaram valores dispares (d50 e d9). Os dois p~os estao proximos e separados pela Falha Rib. da Serra

0\ Vl

7500.

7490.

445.00

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0km

475.00 505.00

Figura 4-25 Mapa de STD no Compartimento Aparecida-Lorena .

4.3. Mapa de sa/in/dade

Urn mapa de salinidade, representativo para toda a bacia, foi efetuado ap6s ter

sido efetuado a avalia9iio da distribui9iio dos principais elementos nos compartimentos

estruturais, cujas diferen9as podem ser melhor observadas na compara9iio dos

variograrnas experimentais de cada compartimento (figura 4-26).

A distribui9iio das salinidades nos compartimentos, sem a jun9iio, esta ilustrada

na figura 4-27. Para a confec9iio de urn mapa geral iinico de STD, preservando o modelo

variografico de cada compartimento, foi estabelecida urna malha Unica cobrindo toda a

bacia, sendo os valores recalculados nesta nova malha para os tres compartimentos.

0 mapa final resultante da uniiio dos tres compartimentos esta ilustrado na figura

4-28. Como observado nas descri9iies anteriores dos compartimentos, nota-se, no mapa

geral, a estreita liga9iio entre a salinidade das aguas com a litologia da bacia, claramente

observada no mapa da figura 2-3. A area central, caracterizado por aguas de alta

salinidade, corresponde aos areas afloramentos dos sedimentos lacustres da Forrna.yiio

Tremembe.

De forma geral, as grandes estruturas mapeadas correspondem as identificadas

pelo mapa de resfduo seco do DAEE (1977) (figura 2-9). No mapa do DAEE os valores

de alta e baixa concentra.yiio correspondem ao encontrado neste trabalho, a principal

diferen.ya esta no tra.yado das curvas do mapa feito pelo DAEE, que apresentam urn

contomo exagerado das linbas acompanhando a topogralia, ressaltando a influencia do

comportamento livre do aqiiifero na distribui9iio hidroquimica das aguas.

Devida a alta correla.yiio da salinidade com os tipos hidroquimicos (figura 4-2),

foi possfvel estabelecer a distribui.yiio dos tipos hidroquimicos utilizando-se as salinidades

estimadas (figura 4-29).

Esta opera.yiio produziu urn mapa de distribui.yiio dos tipos hidroquimicos que

introduziu urna regiiio ocupada por aguas do tipo IV, no compartimento Lorena. Aguas

do tipo IV nao foram detectados na amostragem de campo realizado no presente

trabalho.

66

lDDO.

•-o.

o.

1DDIIIID.

'73111111.

soaoa.

Z:IIDD.

•• ...... ......

&DDD.

• 4.

UIIIO. :.1111111. .lliiiO. 68110. ~0110• 68110. m..

f I f I

1111111110.

7:111111.

aaaa11.

1:11011.

. .... , .... , ......... , ......... .,.. ....... '~··, ... . • •••••

~------------------------------------.... ---j······ ••••••

...... ...... •••••• .. .... , ..... ......

(a)

(b)

(c)

Figura 4-26 Variogramas experimentais referentes a cada ccmpartimento, (a) S.J.C.; (b) Taubate: (c) l.aena.

67

68

7"TvV.VV

7470.001 n1200

1100

1000

900

~ 7450.0~ ~ 800

700

600

500

7430.0~ /~ 400

300

200

.. =:J -100

7410.0~-0.00 10.00 20.00 30.00 40.00

-·----· -----------y-------·· .. ----·------.----···-·.,.......--

380.00 400.00 420.00 440.00 460.00 480.00 500.00

Figura 4-28 Mapa de STD com a uniao dos tres compartimentos.

-..1 0

7"1-~U.UU

7470.00

7450.00

7430.00

7410.

t~~~------- , .. ---··--

380.00

1200~1 • TipoiV

1551~1 Tipo Ill

259~1

Tipo II

175~1

Tipol -Omg/1 0.00 --· :=:::=::J

10.00 20.00 30.00 40.00

-····-·-r· --· ---~~------······-··- -- ---.-~----·-··-·

420.00 440.00 -·-~~~~-~ ··~--~---~··---~~-~

460.00 480.00 ~- _, __ ·-r-·--- ---·-···

400.00 ------,-- --

500.00

Figura 4-29 Distribui~o dos tipos hidroquimicos na bacia de Taubate

5. lntera~ao rocha - fluido

Como descrito no capitulo anterior, a Bacia de Taubate apresenta uma

heterogeneidade hidroquimica controlada principalmente pela diferencia~iio litol6gica

existente. Os ions maiores apresentam uma re~iio diferenciada entre os

compartimentos. Este capitulo tern como objetivo tecer algumas considera~oes sobre a

inter~o rocha-fluido nos compartimentos e discutir a evol~iio hidroquimica para a

bacia.

5.1. Descrit;iio litol6gica

5.1.1. Descri~iio dos arenitos em superficie

Urn estudo detalhado sobre a diagenese superficial dos arenites da bacia de

Taubate foi realizado por Goenopawiro (1997), que enfatizou o carater mon6tono da

mineralogia dos arenites em toda a bacia. Em suas descri~oes, os principais constituintes

detriticos do arcabou~o dos arenites siio quartzo e feldspatos, enquanto que os

fragmentos liticos, muscovita, biotita e minerais opacos ocorrem subordinadamente. A

figura 5-1 ilustra a composi~o dos arenites nas Fonna~oes Resende e Tremembe.

As porcentagens dos minerais, quartzo e feldspatos, para as fonna~oes Resende e

Tremembe, estao reportadas na tabela 5-1 .

Quartzo Feldspatos

Form. Resende media 57% (38-76%) media 68% (54-83%)

Form. Tremembe media 41% (22-60%) media 30% (15-44%)

Tabela 5-l Teores medios de quartzo e feldspato nas Forma~ Resende e Tremembe (Geonopawiro, 1997)

Em todas as Fo~oes observadas, o feldspato alcalino e predominante (80%),

sendo o ortoclasio o mineral mais abundante. 0 plagioclasio chega apresentar uma

porcentagem de 10% nos arenites de granula~iio media-grossa. Os fragmentos liticos siio

raros, perfuzendo em media I% da rocha.

71

Q+S

FL

Q+S

F FL Figura 5: f- Diagrama triangular de acordo com a classlfica~ao de McBnae (1963) mostrando a c/asslfica~ao dos arenito da Bacia de Taubate. a = Formac;ao Resende e b = Formac;ao Tremembe. (Segundo Goenopawiro, 1997) . . Q+S = Quartzo+Silex, F = Feldspato, FL = Fragmento Lltico.

72

A matriz corresponde a 20% da rocha na maioria dos arenitos. Desta, I 0% sao

referentes as argilas de infiltrayao mecamca A constituiyaO mineral6gica da matriz e

formada predominantemente por caolinita e secundariamente por esmectitas e ilitas.

Goenopawiro (1997) observa que nas frayoes mais finas dos arenitos, onde o

fluxo ja nao e tao intenso e as aguas ja se apresentam menos diluidas, a esmectita

predomina como o principal argilo mineral. Este equihbrio com as esmectitas pode ser

reportado para os horizontes arenosos mais profundos, onde foram identi:ficadas argilas

do grupo das esmectitas (Riccomini, 1989; Suguio,. 1969)

A figura 5-2 mostra uma lamina delgada de um arenito da Formayao Resende,

com a maioria do graos detriticos formados por quartzo e feldspato alcalino. 0

arcabouyo e aberto, com a presenya de argila infiltrada rodeando os graos.

Figura 5-2 Microfotografia de urn arenito de superficie referente a Forma~o Resende.

5.1.2. Descri~ao dos arenitos em subsuperficie

Em subsuperficie, o conhecimento sobre a litologia e muito escasso. Este estudo

baseou-se principalmente nas descriyoes geol6gicas dos poyos e em algumas descriyoes

de testemunhos, localizados no compartimento Quiririm-Taubate.

As descriyoes de afloramentos dos sedimentos fluviais correspondem, em grande

parte, as heterogeneidades encontradas nas descriyoes dos poyOS. A principal diferenya

73

com relayiio aos pacotes arenosos, descritos em superficie, e a presenya, na maioria dos

poyos, de cimentayiio carbonatica. Goenopawiro (1997) infere, atraves das amostras em

superficie, que os sedimentos desprovidos de argilas furam, em parte, cimentados por

calcita, que e sugerido pelo arcabou9o frouxo e pela ausencia de sobrecrescimentos de

quartzo e feldspato.

5.1.3. Descri9iio dos sedimentos lacnstres

Em relas:ao as areas com predominfulcia de sedimentos Iacustres, as descris:oes

geol6gicas dos pos:os sao poucas e pouco detalhadas. Autores, como Suguio (1969) e

Riccomini (1989), descrevem, de forma mais apurada, as vlirias fuciologias encontradas

na Formayiio Tremembe.

Suguio (1969) realizou dois perfis de correlayiio estratigrirlica ao sui de

Tremembe. Os pos:os, com profundidades aproximadas de apenas 60m, mostram a

pequena espessura, de escala metrica, das carnadas arenosas, posteriormente mapeadas

por Riccomini (1989) como Formayao Pindamonhangaba. Outro destaque e o grande

nfunero de intercalayoes dos folhelhos pirobeturninosos proximo a superficie, nesta

regiao.

Os do is auto res acirna citados descreveram a sondagem n°42 do CNP, localizado

entre Taubate e Pindamonhangaba, com 200m de testemunho que atravessou a

Forrnayao Tremembe. As duas descris:oes mostram o predominio dos folhelhos e de

espessos pacotes de Iamitos, com niveis de argilitos e siltitos e a presen9a de alguns

niveis de areia grossa. Alem disso, observam-se niveis dolomiticos e de calcretes

calciticos (caliche) .

As argilas destes sedimentos diferem das argilas das forrnayoes fluviais pela

predominfulcia do grupo das esmectitas, com cloritas e illitas associados (Riccomini,

1989).

Infelizmente, ha urna carencia de dados sobre a composis:ao lito 16gica em

profundidade, para que se possa detalhar melhor a evoluyiio das aguas em subsuperficie.

74

5.1.4. Processos Diageneticos

Segundo Goenopawiro (1997), os processos diageneticos encontrados nos

arenitos em superficie correspondem aquelas encontradas nas fases de eodiagenese e de

mesodiagenese.

A eodiagenese e referente aos processos de introduyao de argilas detriticas nos

espa9os intersticiais, por infiltr~ao mecanica, e disso1U'<ao da cimentayao carbonatica.

A mesodiagenese materializa-se atraves da dissoluyao ou da substituiyao parcial

ou total dos graos do arcabouyo. Tanto as substituiyoes quanto as dissoluyoes envolvem

5.2. Comportamento dos ions maiores

A rel~ao entre os ions maiores apresenta diferenyas entre os compartimentos.

Estas difere~as sao indicativas de diferentes processos diageneticos atuantes na

inter~ao rocha-fluido.

Como observado no capitulo anterior, estes compartimentos possuem

caracteristicas hidroquimicas distintas e a analise comparativa entre os ions maiores nos

cornpartimentos cornprova estas diferenyas, auxiliando na identificayao dos principais

processos diageneticos envolvidos.

0 prirneiro passo para a analise da relayao entre os ions maiores foi a confecyao

de curvas de frequencia acumulada, as quais sao uteis na investigayao das aguas em

diferentes aquiferos (Seather et. al., 1995). Estas curvas perrnitem cornparar a

composiyao quimica entre os compartimentos. A freqiiencia acumulada indica quantos

elementos, ou a porcentagem deles, estao abaixo de urn certo valor.

A configurayao da curva, em cada compartimento, e reflexo do tipo hidroquimico

predominante (figura 5-3). No Compartimento Sao Jose dos Campos, as aguas

apresentam curvas de s6dio, bicarbonato, SID e pH bern distintas das demais, mostran-

75

100

10

50 100

K CL

100 100

10

10 20

pH

tOO 100

A 10 10

' A

• lilA+

lilA+ A • •

Figura 5-3 Curva de frequencia acumulada dos ions maiores para os tres compartimentos. Os pontos em azul correspondem ao compartimento S.J.C., o compartimento Taubate esta representado pelos quadrados em vermelho e os triangulos amarelos representam o compartimento Lorena

76

A Ill

150 200

30 40

do baixas concentra<;:iies destes elementos. Alem de destacarem os baixos valores em Sao

Jose dos Campos, as curvas de s6dio, bicarbonato e STD diferem grandemente das

aguas do tipo IV, indicadas pelas maiores concentra<;:iies destes elementos. Estas mesmas

curvas mostram grande semelban<;:a entre aquelas dos Compartimentos Quiririm-Taubate

e Aparecida-Lorena, principalmente para os dados acima de 10% das curvas.

As curvas representadas pelos ions silica, potassio e cloreto, sao semelbantes

entre os compartimentos. 0 Compartimento Jacaref-Siio Jose dos Campos apresenta,

para potassio e silica, uma maior concentra<;:iio em compara<;:iio com outros

compartimentos.

As curvas tra<;:adas para o ion calcio destacam as aguas do Compartimento

Quiririm-Taubate, que inclui o .Alto de Ca<;:apava, refletindo o predominio das aguas do

tipo II. As curvas de rnagnesio mostram-se semelbantes entre os compartimentos,

destacando tres pO((OS do Compartimento Aparecida-Lorena localizados na area anomala

de Roseira.

0 comportamento das aguas foi tambem investigado utilizando-se uma rnatriz de

correla<;:iio \mica (tabela 5-2), perrnitindo desta forma comparar os indices de correla<;:iio

entre as variaveis de cada compartimento.

IPH Na' K' Ca ..... Mg- HC03- cr Si02 STD IPH 1.00 Na 0,75 1,00

0,57 0,79

K' 0,54 0,69 I,OO -0,44 -0,04 -0,56 -0 77

c.- 0,62 0,79 0,78 1,00 0,01 -0,46 0,40 0,18 -0,27 -0,47

Mg- 0,41 0,82 0,72 0,80 1,00 -0,03 -0,31 0,42 0,72 0,00 -0 41 0,65 0,92

HCO;- 0,88 0,91 0,71 0,78 0,66 1,00 0,62 0,99 0,02 -0,33 -0,20 0,90 0,89 -0,56 0,18 O,Q2

cr 0,14 0,53 0,43 0,73 0,76 0,29 1,00 -0,08 -O,ll 0,58 0,70 0,65 -0,02 -0,63 -060 -0,43 0,01 0,00 0,60

Si02 0,67 0,73 0,50 0,45 0,57 0,70 0,24 1,00 -0,09 -0,56 0,30 0,85 0,43 -0,46 0,45 -0,78 -0,63 0,43 -0,12 -0,06 -0 74 -0,60

STD 0,81 0,96 0,76 0,87 0,81 0,96 0,52 0.77 1,00 0,64 0,97 O,Q7 -0,23 -0,14 0,99 O,Q7 -0,37 0,90 0,90 -0,56 0,17 0,01 1,00 0,62 -0,72

Tabela 5-2 Tabela de coeficientes de correlayao entre os principais ions. 0 valor superior de cada celula corresponde ao Compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos. 0 valor central corresponde ao Compartimento Quiririm-Taubate eo valor inferior ao Cornpartimento Aparecida-Lorena.

77

As correlay5es, referentes ao cornpartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos,

mostram boas relay5es de dependencia de STD com a maioria dos ions maiores, s6dio,

calcio, potassio, magnesio, silica e bicarbonato, com indices de correlayao acima de 0,7.

Os ions s6dio, c:ilcio e bicarbonato apresentam boas correlay5es entre si. Entre todos os

ions sao observadas correla9oes positivas.

No compartimento Quiririm-Taubate, apenas o s6dio e bicarbonato apresentam

boas correlay5es com STD (coeficientes de correlayao de 0,97 e 0,99 respectivamente).

0 restante dos ions mostram baixas correlay5es com STD. 0 calcio, neste

compartimento, passa a ter urn coeficiente de correlayao de -0,23 com STD.

Os resultados do Compartimento Aparecida-Lorena, com as altas correlay5es de

salinidade somente para os ions s6dio e bicarbonato e correla96es baixas ou negativas

para os ions restantes, sao semelhantes ao encontrado no Compartimento Quiririm­

Taubate. Os ions potassio e silica apresentam pronunciadas correlay5es negativas com

STD. Os ions c:ilcio e magnesio indicam urn comportamento independente da salinidade

e entre esses dois cations a correlayao e de r = 0,92. A correla9ao entre calcio e s6dio e

negativa.

De maneira geral pode-se generalizar o comportamento de alguns ions que, de

certa forma, apresentaram as mesmas relay5es entre os compartimentos.

- Na, HC03 e STD

Conforrne observado em todos os compartimentos, as correlay5es entre s6dio,

bicarbonato e STD sao extremamente altas entre si, sendo o s6dio e bicarbonato os

principals ions responsaveis pela salinidade das aguas. Para exemplificar pode-se

observar a alta correlayao de s6dio com STD (figura 5-4).

78

1000

100 • :::: SJC C)

gTaubate E 10 cu &Lorena ;z

1 • 0,1

10 100 1000

STD mg/1

Figura 5-4 Relayao entre STD e s6dio conforme os compartimentos.

- Ca e Mg

0 calcio e magnesio apresentam urn comportamento semelhante entre os

compartimentos. 0 calcio, segundo cation em importancia para as aguas da bacia,

apresenta urn comportamento diferenciado em compara9ao ao s6dio e bicarbonato, a

semelhan9a entre estes ions s6 esta presente para as aguas com baixas concentra9oes,

com o aurnento da salinidade as concentra9oes passam a decrescer em rela9ao ao s6dio e

bicarbonato. Este comportamento ocorre com rela9ao a todos os alcalinos terrosos,

magnesio, bario e estroncio.

0 comportamento do calcio assemelha-se ao dos po9os do aquifero Botucatu,

descritos por Silva (1983), que relaciona a concentra9ao de calcio com a salinidade, pH e

temperatura. A figura 5-5 mostra a rela9ao de calcio com STD e pH na Bacia de

Taubate. A quebra no crescimento da concentra9ao de Ca com pH e STD e semelhante a encontrada por Silva (1983). Para urna concentrayao acima de 200 mg/1 e pH acima de 8,

o Ca passa a decrescer. 0 comportamento com a temperatura e similar .

79

1000 ' 9

#& • • • 8,5

Ill •• Ill ill

I ., I

Ill i 7,5

~· ,

c 100 '-Ill ~~~iMP II> 7 f ,_ .. "' lie) 0 • ..J 5.5

II

II f>ll>

5.5

10 0.1 10 100

LQ9Ca{mg/l)

Figura 5-5 Diagrama mostrando a concentras;ao de calcio em relas;ao a pH e STD, para todas as amostras da Bacia de Taubate.

Analisando o calcio pelos compartimentos regionais (figura 5-6), observa-se a

rela9ao linear no Compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos. Por outro lado, o

Compartimento Quiririm-Taubate, com exce9ao dos do is po9os de baixa salinidade (tipo

I), apresenta uma correla9ao negativa, o mesmo acontecendo para o compartimento

Lorena, indicando com isso a reten9ao destes elementos como aumento da salinidade.

"' 0

100

10

0,1 10,00 100,00

STOmgll

1000,00

!.sJc ·1 I• T aubate

\.t. Lorena I

Figura 5-6 Relas;ao entre calcio e STD para os compartimentos da bacia

- K e Si02

Os ions potassio e silica apresentam uma rela9ao distinta destacada

principalmente no compartimento Lorena pelas correla9oes negativas com STD. A figura

5-7 apresenta a rela9ao entre potassic e STD.

80

7

• 6

IIIII '!. SJC I

11111 Taubate

I lorena

::. IIIII IIIII

IIIII

2 •

t

• 0~---+----~---+----~-----+---+-----+--~--~

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800.00 900,00

STDmg/1

Figura S;. 7 Relaryao entre potassio e STD conforme os tres compartimentos

As aguas do Compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos, de maneira geral,

apresentam urn crescimento do potassio e silica como aumento da salinidade (STD), e

contem os maiores indices de satura~ao destes ions na bacia. Apesar deste acnSscimo

com rela~ao a salinidade, estes ions apresentam urna menor taxa de crescimento em

rela~ao ao s6dio, indicado pela razao i6nica de KINa, Si02/Na.

5.3. Parametros termodinamicos

Para auxiliar no conhecimento do comportamento quimico destas aguas, foram

utilizados criterios de equilibrio termodinfunico, como diagramas de atividades e indices

de satura~ao.

5-.3.1. Diagramas de atividade

Para investigar a fase mineralogica em equihbrio com as aguas produzidas nos

po~os amostrados, foram construidos diagramas de atividade. Estes foram construidos a

partir das rea~oes possiveis que envolvern as fases minerais presentes nos sedimentos. A

base de dados termodinfunicos, usado na constru~ao dos diagramas, foi retirada do

prograrna PTA (calculados a 1 atm e 25°C).

81

0 sistema Na20- Ah03 - Si02 - H20 (figura 5-8) mostra que as fases estaveis,

em equihbrio termodiruimico com os sedimentos da bacia, sao a caolinita e a Na­

esmectita. A diferenc;:a com relac;:ao aos argilo minerais descritos em superficie, esta no

predominio das esmectitas. Apenas as amostras de baixa salinidade, geralmente

relacionadas ao Compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos estao em equihbrio com a

caolinita.

0 sistema Ca02 - AhOJ - Si02 - H20 mostra o predominio de Ca-esmectita para

a maioria das aguas. Apenas algumas amostras estao no campo das caolinitas (figura 5-

8).

A cimentac;:ao cao linitica reflete, em grande parte, a baixa concentrac;:ao salina das

aguas coletadas (Tardy, 1971; Dutta, 1993), que e produto da elevada taxa

pluviometrica da regiao e liiiili elevada capacidade de fluxo dessas areias. Estas aguas

diluidas estao relacionadas com as aguas de recarga do compartimento Sao Jose dos

Campos, que apresentam as menores salinidades de toda a bacia.

A titulo de comparat;:iio, o aqiiifero Botucatu apresenta a composit;:iio ionica em

equihbrio com a caolinita em sua port;:iio livre e, em direc;:ao as regioes confinadas, as

aguas encontram-se em equihbrio com as argilas esmectitas (Sineli, 1979; Silva, 1983).

A composit;:iio quimica das aguas da bacia de Taubate apresenta-se, em sua

maioria, em equillbrio com as argilas esmectfticas, provavelmente rno tanto relacionadas

ao confinamento de suas aguas, mas a maior participat;:ao das argilas nestes sedimentos,

que gradam para os sedimentos lacustres, onde predominam esmectitas.

Convem salientar que as estimativas realizadas estao superestimando as

atividades do calcio e do s6dio, uma vez que nos dois diagrarnas apresentados niio ha urn

fracionamento dos cations equivalente a participac;:ao de cada urn na constituic;:ao das

argilas em profundidade.

82

20

Ca-Montmorilonita

15 + I --.. + (a) + 10 Caolinita

() '--'

0 5 _g 0

-6 -5 -4 -3 -2

Log a(SI02)

15

13

11 Alb ita

+ 9 I - 7 + <(

{b) z 5 ........., 0 Gibsita 0) 3 0

.....! 1

-t Caolinita -3

-5 -6 -5 -4 -3 -2

Log a(SI02)

• - Lorena; • - s. J. dos Campos; • - Taubate

Figura 5-8 Diagrama de estabilidade- Sistema CaO.Al20J.SiOz.H20 (a) e Sistema NazO. Al203.Si02.Hz0 (b), a 25C elatm.

83

5.3.2. Indice de Satura~ao

0 indice de saturac;ao (ISat) e outro parametro termodinfunico que calcula a

condic;ao de equilibria da agua para a fase mineral escolhida. Este parametro foi

determinado pelo programa Solmin88 para todas as fases minerais disponiveis em seu

banco de dados.

Os indices calculados indicam condic;oes de supersaturac;ao em relac;ao ao grupo

da silica, na forma de quartzo e silica amorfa (calcedonia), e ao grupo dos carbonatos,

com relac;ao a calcita e a do lomita.

Os argilominerais apresentaram baixos indices de saturac;ao devido a nao

detecc;ao do aluminio nas analises. Simulando a adic;ao de concentrac;oes minimas de

aluminio no programa, as aguas se tornam supersaturadas nas fases minerais da caolinita

e esmectita. Isto indica que as condic;oes sao ideais para a presenc;a destas fases.

A apatita ocorre supersaturada nas amostras em que foi detectado o f6sforo, o

que nao significa que cineticamente esta fase seja favorecida.

0 comportamento do indice de saturac;ao do quartzo, por compartimento, em

relac;ao a forc;a ionica, pode ser visualizado na figura 5-9.

0 compartimento Sao Jose dos Campos apresenta urn aumento do indice de

saturac;ao em relac;ao a salinidade. Ja as aguas do compartimento Taubate, e

principalmente do compartimento Lorena, apresentam a diminuic;ao do indice em relac;ao

ao aumento da salinidade.

1,2 T

I ,:.$ • 1 l 4 4 ••

I 4l!t * * ! ,.. •• i.. 4111 o.a T • 4111 • •

CJ ~·· 1114 4 4 1$ 4.A 44 i o.s r • ..

IIIII

1111

04 i• , I 1111 1111

Ill

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01

l(moi/L)

Figura 5-9 ISat do quartzo nos tres compartimentos com relac,:ao a forc,:a ionica.

84

0 comportamento do indice de saturac;ao de calcita e dolomita, em relac;ao a Forc;a Ionica (figura 5-10), indica que a calcita, na maior parte das amostras, e mais

saturada em relac;ao a dolomita. 0 inverso s6 acontece para as aguas do tipo III e IV, a

maior satura9ao com relac;ao a dolomita se deve a maior concentrac;ao de Mg nas aguas

quentes. De maneira geral, observa-se que as aguas apresentam urn aumento logaritimo

no indice de saturac;ao dos dois minerais com o aumento da salinidade ou for9a ionica.

2

••••

I

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01

l(mol/1)

Figura 5-10 Correla~Yao entre o indice de satura¥ao da calcita e dolomita com a for<;a i6nica.

0 indice de satura9ao da calcita em rela<;ao a forc;a ionica, para os

compartimentos, esta presente na figura 5-11.

A A A 0 .~Ill* A Ill 111 Ill

Ill <ill

-1 .... Ill .A • -2 ••

IIIA<f

-3 ·~A ~

-7 ~· ~------;-~--~ 0 0,002 0,004 O,OC6 0,008 0,01

l{moiiL)

Figura 5-11 fndice de saturac;:ao da calcita em relayao a for9a ionica das amostras nos tres compartimentos.

85

Com rela~tao aos po~tos instalados nos arenitos do Compartimento Sao Jose dos

Campos, nota-se que todas as amostras apresentam-se subsaturadas.

No Compartimento Taubate, com exce~tao das aguas do tipo I, a maiona

apresenta valores acima de -1, isto e, proximo a satura91io em rela~tao a calcita. 0 mesmo

acontece com o Compartimento Lorena, que apresenta os po9os do tipo I subsaturados,

sendo os outros tipos saturados.

Embora o iruiice de saturayao seja indicativo da presenr;a da fuse mineral

escolhida, este indice pode ser influenciado por outros fatores como velocidade de fluxo,

mistura de :iguas com diferentes caracteristicas e o aumento na concentrayao destes

elementos devido a outras reayoes quimicas que n1io estejam necessariamente

relacionadas a interar;ao com rochas carbonaticas (Freeze e Cherry, 1979).

5.4. Evolu~iio Hidroquimica das aguas

A evolur;ao hidroquimica das aguas subtemmeas e influenciada diretamente pela

litologia da rocha. Segundo Freeze e Cherry (1979), ao analisar a evolur;ao hidroquimica

das aguas em urn reservat6rio que apresente urna marcada heterogeneidade litol6gica,

deve-se primeiramente determinar a seqUencia litol6gica seguida pela agua em seu

trajeto, order of encounter. A diferenciar;ao litol6gica determinara diferentes

constituir;oes hidroquimicas da agua em seu percurso.

De acordo com os mapas de salinidade e da raziio Na/Cl, as direr;oes

preferenciais de fluxo direcionam-se das bordas em direr;ao ao centro da bacia, com as

areas de descarga localizadas nas cotas mais baixas junto ao Rio Paraiba. Esta

interpretayao e confirmada pelo mapa de nivel est:itico da figura 2-8.

Devido a direr;ao de fluxo ocorrer das bordas para o centro da bacia e a

existencia das heterogeneidades litol6gicas, constatadas no capitulo anterior, a evolur;ao

hidroquimica sera discutida para as tres regiOes delimitadas da figura 5-12.

86

Alto de Pindamonhangaba

Mode Ca<;apava

Sedimentos ffuviais

• Sedimentos lacustres

Figura 5-12 Areas da Bacia de Taubate com evolu~5es hidroquimicas distintas. 1 Sao Jose dos Campos; 2 Taubate; 3 Lorena.

0 processo de evolu~ao das aguas subterraneas come~a com o contato das aguas

da chuva no solo. A agua da chuva, apresentando um predominio de CI entre os anions e

Ca entre os cations (Moreira-Nodermam e Rebouc;as, 1986), ao entrar em contato com o

solo e atravessar a zona nao saturada, interage com o COz presente, muito mais

concentrado no solo, devido a atividade biogeruca, formando o acido carbOnico. Esse

processo dara a acidez encontrada nas aguas de recarga, conforme as equa~oes abaixo.

0 processo de evapotranspira~ao tambem in:fluencia no aumento da concentrac;ao

das aguas, durante o trajeto ate a zona saturada.

5.4.L Sao Jose dos Campos

Na area referente ao Compartimento Jacarei-Sao Jose dos Campos, a

compos~ao quimica das aguas e diretamente in:fluenciada pelas aguas de recarga,

caracterizadas por aguas do tipo I, baixo pH e salinidade.

87

S. J. dos Campos

D Tau bate

Lorena

Profundidade media dos po<;os

Sedimentos fluvio-aluviais

Sedimentos lacustres

Figura 5-13 Perffs esquem6ticos de tres dire<;6es distintas de evolu<;ao hidroqufmica.

88

No caso dos arenitos da regi1io de Sao Jose dos Campos, as intercalayoes de

argilas sao rnenos pronunciadas. Estas argilas, por nao terem continuidade, nao servem

como barreiras significativas para a separayiio de carnadas isoladas (Franco Filho e

Souza, 1994). Pode-se considerar que estas aguas, ate uma profundidade media de

200m, estao instaladas em urn pacote sedimentar homogeneo formado exclusivarnente

por sedimentos fluviais (figura 5-13). Isto pode ser comprovado pelo baixo pH,

normalmente proximo a 7, e pela baixa concentrayao salina. 0 aumento constante de

todos os ions maiores indica o baixo tempo de residencia dessas aguas e mostra o alto

grau de lixiviayao.

0 carater acido das aguas de recarga aumenta o processo de disso!uyao dos

silicatos. Concornitante com a dissoluyao de graos de feldspatos e micas e com a

alterayao das esmectitas, ocorre tambem a neoforrnayao destes minerais por caolinita nas

zonas de recarga, sendo a esmectita estavel nas aguas mais salinas (figura 5-8). Tais

processos liberam para o meio aquoso os principais ions rnaiores, os quais deterrninam a

qualidade quirnica das aguas, conforrne exemplificado nas equayoes abaixo.

Na-montmorillonita + 113W + 23/6H20 = Caolinita + l/3Na + 4/3Si(OH).

A cornposiyao quirnica das aguas confirrna a hip6tese deste aqiiifero estar

relacionado a reservat6rio forrnado por arenitos. Sua composiyao hidroquirnica e semelhante as constituiyoes hidroquirnicas dos arenitos "silicosos" (grao suportados sem

a presenya de cirnentayao carbonatica) descritos por Szikszay (1983) e tambem para os

descritos por Freeze and Cherry (1979).

As aguas do tipo I apresentam tambem elementos como Cu, Zn, Al e PO.,

relacionadas aos baixos valores de pH (Fenzl, 1986).

89

5.4.2. Taubate

A evo lu.yiio hidroquirnica da regiiio central da bacia, rererern-se as aguas descritas

no cornpartimento Quiririm-Taubate enos altos de Ca.yapava e Pindarnonhangaba, areas

que estiio relacionadas a Forrnayiio Trernernbe aflorante.

As aguas de recarga sao constituidas pelos tipos I e II, possuern urn

cornportarnento sernelbante ao descrito para as areas de recarga do Cornpartimento

Jacarei-Siio Jose dos Campos. As aguas do tipo II apresentarn-se rnais salinas ern rela<yiio

ao tipo I corn urna provavel interayiio corn rninerais carbonliticos, que contribuern para

urn aurnento nos teores de bicarbonato, ca!cio e pH, conforrne as equa.yoes a seguir.

CaC03 + H2C03 = Ca2+ + 2HCo3·

HC03- =I(+ CO{

Outra evidencia da presen<ya de niveis carbonliticos e constatado pelas rnaiores

concentra<yoes de estroncio e bario, constituintes do gmpo dos alcalinos terrosos, corn

propriedades sernelbantes, bern como o modo de ocorrencia na natureza, na forma de

carbonatos ern rochas sedimentares (Rankarna e Saharna, 1968).

Estas aguas, ao se dirigirern para o centro da bacia, passarn para o dorninio dos

sedimentos lacustres, o aqiiffero torna-se serniconfinado, corn o aurnento da temperatura

(figura 5-13).

Durante este trajeto as liguas passarn a pertencer aos tipos III e IV. Ha urn

continuo aurnento dos teores de s6dio e bicarbonato, e consequenternente da salinidade.

Notadarnente, conforrne a figura 4-30, os teores de ca!cio, rnagnesio, estroncio e blirio

sofrern decrescimos ern suas concentra<yoes. Este cornportarnento antagonico entre o

s6dio e calcio, ern terrenos forrnados por sedimenta<yiio argilosa e clararnente descrita na

literatura como o produto do processo de troca ionica (Freeze and Cherry, 1979;

Wallick, 1981), conforrne a equa<yao abaixo

2Na(ad) + Ca2+ = 2Na+ + Ca(ad)

onde, para cada mol de Ca adsorvido e liberado 2 mol deNa.

90

Segundo Sturn (1995), de acordo com a estrutura das argilas a capacidade de

troca ionica e maior para os ions bivalentes do que para os monovalentes e esta

seletividade dos ions de rnaior valencia decrescem com o aurnento da for<;:a ionica em

solu<;:ao (salinidade ). Segundo o autor o processo inverso de troca s6 ocorreni para as

aguas salobras e salinas, o que nao acontece com as liguas da bacia. Este processo e

acentuado quando as argilas forrnadoras da rocba sao compostas por esmectitas, mineral

que apresenta uma elevada capacidade de troca ionica (Drever, 1982). Isto explica a

diminui<;:ao dos alcalinos terrosos e o aurnento do s6dio e potassio para as aguas do tipo

IV.

Freeze e Cherry ( 1979) simulam o fluxo partindo de arenitos em dire<;:iio a

sedimentos lacustres, nesta evolu<;:ao e verificado que na passagem de aguas pe1os

sedimentos lacustres ha uma rnaior porcentagem de Na em rela<;:ao ao Ca, o qual sofreu

urn decrescimo em suas concentra<;:oes resultado do processo de troca ionica. Neste

processo estas aguas apresentam concentra<;:oes de bicarbonato e pH estacionlirias.

Diferentemente, nos sedimentos lacustres da bacia de Taubate, alem da troca ionica entre

cations, ocorre tambem urn constante aurnento da alcalinidade, sugerindo que a facies

carbonatica persiste ate o interior do compartimento.

Wallick (1981) estudou uma bacia de sedimenta<;:iio glacial e muito heterogenea

do ponto de vista litol6gico, com a coexistencia de carbonatos e argilitos. Neste

trabalho, as analise quimicas sao muito semelhantes aquelas encontradas no

compartimento Taubate, confirrnando para a nossa bacia uma participa<;:ao de sedimentos

carbonaticos.

Outros elementos que apresentam concentra<;:oes significativas nestas aguas sao o

fluor e 0 boro, que possuem urn aurnento gradacional em dire<;:ao as aguas de maior

salinidade.

5.4.3. Lorena

A evolw;ao hidroquimica do compartimento Aparecida-Lorena e marcada pela

presen<;:a de sedimentos fluviais com rnaiores intercala<;:oes de argilitos, (figura 5-13).

As area de recarga localizam-se nas bordas do compartimento, indicadas pelas

aguas de baixa salinidade e pH. Suas aguas mostram as mesmas caracteristicas do

91

Compartimento de Sao Jose dos Campos nas areas de recarga. No entanto, diferenciam­

se, pela sua evoluyao em direyiio as areas de descarga.

Como apresentado na rnatriz de correlayiio (tabela 5-2), esta area apresenta urn

comportamento dos ions maiores semelliantes ao encontrado no cornpartimento Taubate.

Novamente 0 s6dio e bicarbonato siio OS responsiveis pela salinidade das aguas. 0

restante dos ions apresentam correlac;oes negativas com STD.

Nota-se, nesse caso, o decrescimo de potassio, rnagnesio e silica com a

salinidade, indicando urna provavel absorc;iio destes ions na fortna<,:iio das argilas,

conforme a equac;iio abaixo (Dutta, 1983 in Dutta, 1993).

Caolinita + SiOz + K + Mg = Illita + AI

Esses processos certamente ocorrem nos arenitos de outros compartimentos

conforme constatados pelas razoes ionicas (Moreira-Noderman e Rebouyas, 1986).

Entretanto, nesse compartimento, a interac;iio e melhor identificada. Provavelmente as

barreiras de fluxo, provocadas pelo maior nlimero de intercalac;oes argilosas, contribuem

para urna rnaior interayiio com a rocha.

Pode-se inferir que as aguas do tipo III representam urna transic;iio para as do

tipo IV, verdadeiramente inseridos nos sedimentos lacustres. Com isso, as areias do

Cornpartimento Lorena chegam a evoluir ate o estagio de troca ionica entre Na e Ca.

Isso provavelmente se deve ao aumento da ocorrencia de argilas em profundidade e em

direc;iio ao interior da bacia. Ocorre tambem o aumento das concentrac;oes de fluor e

boro.

92

6. Conclusoes

0 sistema aqiiifero Taubate, que apresenta intensa explora~ao dos seus recursos

hidricos, e caracterizado pela marcante heterogeneidade quirnica de suas aguas

subterrilneas, reflexo da varia~ao litol6gica e da compartimenta~ao estrutural da bacia.

Atraves da analise de dados coletados no presente trabalho e dados da literatura,

foi constatada a constilncia quirnica dos aqiliferos em rela~ao a rnaioria dos ions rnaiores,

durante as ultimas decadas. Este fato possibilitou a utiliza~ao conjunta de alguns ions de

diferentes arquivos, principalmente entre os dados atuais eo arquivo do DAEE (1977).

Este trabalho utilizou a analise multivariada de agrupamento para a deterrnina<;:ao

dos tipos hidroquimicos. Esta analise foi motivada pela incerteza inerente dos diagramas

hidroquimicos, uma vez que estes diagrarnas fornecem somente a raziio entre os ions. No

caso dos aqiliferos da Bacia de Taubate, muitas amostras apresentaram rela<;:oes ionicas

semelhantes, mas com diferentes concentra<;:oes. Atraves desta tecnica multivariada,

quatro tipos hidroquimicos foram identificados.

0 tipo I refere-se as aguas inseridas nos sedimentos fluviais, predominantes nas

bordas da bacia e na regiiio de Sao Jose dos Campos. As aguas sao classificadas como

bicarbonatadas s6dicas e ca!cicas, com baixa concentra<;:ao salina e baixo pH.

0 tipo II esta presente nos sedimentos fluviais pr6ximos a zona de transi<;:ao com

os sedimentos Jacustres. As aguas apresentam-se mais salinas em rela<;:ao ao tipo I e

exibem maiores teores de ca!cio, magnesio, sulfato, bicarbonato e pH alcalino.

Correspondem a aguas bicarbonatadas ca!cicas e s6dicas.

0 tipo III ocorrem em po~os que atravessam unidades com predominilncia de

sedimentos lacustres, apresentando niveis de folhelhos e argilitos na base dos po<;:os. As

aguas sao classificadas como bicarbonatadas s6dicas.

0 tipo IV ocorre em po<;:os exclusivamente instalados em sedimentos lacustres,

caracterizados por possuirem alta temperatura e salinidade. Suas aguas sao classificadas

como bicarbonatadas s6dicas e apresentam baixas concentra<;:oes de crucio.

93

A alta corre~iio existente entre os tipos hidroquimicos e a salinidade das aguas

perrnitiu que fosse realizado urn estudo mais apurado, atraves da geoestatistica, da

variiivel so lidos totais dissolvidos (STD). Este estudo propiciou urn rnaior entendimento

da distribui~tiio espacial desta variiivel e a confirmayiio das heterogeineidades entre os

compartimentos. Na aruilise geoestatistica foram gerados mapa de STD na bacia, onde

buscou-se preservar as caracteristicas de cada cornpartimento. Devido a boa corre~iio,

foi possivel deterrninar, de forma indireta, a distribui-riio dos tipos hidroquimicos na

bacia.

A importiincia da rnaior precisiio dos rnapas krigados esta na de!irnita-rao mais

precisa dos lirnites ern que os tipos hidroquimicos siio encontrados. Tal delirnita-riio e de

grande releviincia para a explora-riio do aqiiifero.

No estudo da distribui-rao dos elementos nos compartimentos, foi possivel

deterrninar a litologia como o principal fator atuante na diferencia-riio dos tipos

hidroquirnicos. Secundariarnente, a topografia exerce grande influencia, isto ern fun-rao

do comportarnento livre do aqiiifero na rnaior parte da bacia. As altas salinidades estiio

localizadas nas cotas mais baixas, acompanhando a hidrografia do rio Parruba.

A influencia da litologia foi investigada e, de forma geral, constatou-se que as

agnas do tipo I siio rnarcadas pelas rea-roes de dissolu-riio e substitui-riio de silicates, corn

suas aguas apresentando alta capacidade de lixivia-riio. As aguas do tipo II retratarn as

principais rea-roes envolvendo rninerais carbonaticos e silicates, corn os po-ros

localizados na transi-rao entre os sedimentos fluviais e lacustres . Por firn, para os tipos

III e IV as rea-roes envolvern os rninerais carbonaticos e a troca ionica nos argilites da

Forrnal(iio Trernernbe. As aguas destes dois Ultimos tipos apresentarn rnaior grau de

confinarnento.

Atraves do estudo hidroquimico foi possivel identificar aqiiiferos distintos na

bacia. Corn base na distribui~tiio da salinidade, na raziio de Na!Cl e no ion bicarbonate,

pode-se inferir a dire-rao de fluxo das bordas para o centro da bacia, ern dire-riio ao Vale

do Rio Parruba. 0 aqiiifero apresenta urn cornportarnento livre nas areas de predorninio

dos sedimentos fluviais. A aruilise influencia da profundidade dos aqiiiferos na

distribui~tiio da salinidade da bacia foi prejudicada, pois tern caracteristica de

rnulticarnada, corn vanos sub-aqiiiferos interligados espacialrnente.

94

Pelo limitado numero de inforrna;;:oes de subsuperficie existentes na bacia, o

estudo hidrogeoquimico constitui uma importante ferramenta auxiliar na compreensiio

dos processos diageneticos atuantes na rocha.

Com isso, este trabalho permitiu cartografar a distribuio;:iio dos tipos

hidroquimicos. A divisiio e a configurao;:iio no mapa destes tipos hidroquimicos estiio

baseados apenas nos dados coletados, estas defini;;:oes podem sofrer mudan;;:as com a

incorporao;:iio de novas analises fisico-quimicas da bacia, resultando em maior

detalhamento de suas distribui;;:oes.

Os mapas foram confeccionados em duas dimensoes, com os dados dos po;;:os

plotados em superficie, sem a incorporao;:iio da profundidade. Os pontos utilizados

referem-se a uma composio;:iio quimica media das aguas de todo 0 po;;:o.

A distribuio;:iio dos tipos hidroquimicos reflete grosso modo a interao;:iio rocha­

fluido, cuja a composio;:iio do fluido e compativel com a composio;:iio mineral6gica das

rochas associadas.

95

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10!

Anexo 1 - Analise fisico-quimica referentes aos arquivos do DAEE e SABESP.

DAEE

numero coord ~-o coor_n-s _ _ A<~uifero -- - NO~ CL F Na --f ----43(9 --~74s2,91rte;:------ ~--- cf,2

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Anexo 2 - Resulto de uma amilise de alcalinidade realizada pelo aparelho ORION 960.

~~~=~~~~=~~=====~=~~~~~===============~

0 V• 0.000 mL E• -88.1 mv 20 sec -7.0 mV/min drift •I- 0.9 mV noise

pH= 8.03 V• 0.348 mL E• -67.0 mV 33 sec -8.0 mV/mln drift •I- 0. 7 mv noise

pH"' 7.67 2 V> 0.596 mL E• -56.6 mv 56 sec

9.5 mV/min drift •I- 0.5 mV noise pH"' 7.49

V> 1.093 mL E• -43.3 mV 17 sec 2.9 mV/mLn drift ;J- 1.0 mv noise

pH"' 7.27 4 V> 1.987 mL E• -26.6 mV 18 sec

8.6 mV/min drift •I- 0.9 mv noise pH"' 6.98

5 v• 3.130 mL E• -11.1 mV 19 sec 0.0 mV/min drift .,_

0.3 mv noise pH= 6.72

6 V> 4.670 mL E• 4.2 mV 20 sec -2.3 mV/min drift •I- 0.3 mv noise

pH= 6.46 v• 6, 757 mL E• 21.5 mV 22 sec -6.6 mV/min drift >I- 0.5 mv noise

pH"' 6.16 8 V> 8.893 mL E• 41.6 mv 22 sec

-0.1 mV/min drift >I- 0.2 mv noise pH"' 5. 82

9 v= 10.284 mL E• 59.9 mV 20 sec -1.0 mV/min drift •I- 0.2 mv noise

pH"' 5.51 10 v= 11.079 mL E• 77 .7 mv 1B sec

3. 5 mV/min drift .,_ 0.3 mv noise

PH"' 5.20 11 V"' 11.476 rnL E• 92.6 mV 17 sec

-0,3 mV/min drift •I- 0.2 mV noise PH"' 4.95

12 V"' 11.125 mL E• 106.8 mV 16 sec 0.3 mV/min drift •I- 0.0 mV noise

pH,. 4. 71 13 v"" 11.874 mi. E• 117.2 mv 16 sec

5.2 mV/min dnft •I- 0.2 mV noise

SAMPLE ID NOMBEP.: 3

TEST: ·~:!~~~~~~~=;;::: SITE: cacaFava~ p20 l\NAL'tST: 00:06 0~8-96- ELECTROVE: l:f-H HELP IN EffECT SAMPLE VOLUMr ~0.000 mL TITRANT .010'10 M of HCl MAX TITRANT VOL 25.000 mL STABILITY CRITERION 10.0 mV/mln PRESTlR 10.0 sec CONTINUOUS STIRRING REACTION RATIO 1.0000 MOLECOLAR WEIGHT 61.00 NO. Of ENDPOINTS 1 CAL CONSTANT 0, 99363 ~~~=~~~~~=~==================~=~~~~==="'

HELP ANALYSIS (No. " ==========~====~~==================~=== 0 dE/dv"' 60.1 d2E/dv2"' -22. 5 1 dE/dV"' 52' 9 d2E/dV2"' -48.5 2 dE/dv= 31. B d2E/dV2"" -42-1 3 dE/dv"' 21.5 d2E/dV2"' -11.5 4 dE/dV"' 15.8 d2E/dv2"' -4.9 5 dE/dv"' 11.5 d2E/dv2~ -2.5 6 dE/dv"' 9.0 d2E/dv2"' ~0.1 7 dE/dv"' 8.9 d2E/dV2"' 0.' B dE/dv"' 10.9 d2E/dv2= 2.2 9 dE/dV"" 16.5 d2E/dV2"' 1.6

10 dE/dv"' 27.5 d2E/dv2"' . 2 3. 9 11 dE/dv"' 45.0 d2E/dv2"' 53. 1 12 dE/dv"' 61 .a d2E/dV2"' 66. 7 13 dE/dV"" 71 . 5 d2E/dV2= 8.' 14 d£/dv= 64.8 d2E/dV2"' -60.3 15 dE/dv"' 47.5 d2E/dv2"' -55.3 16 dE/dv"' 40 .1 d2E/dv2" -29.9

SAMPLE= 151.2 mg/L END POINT VOL"' 11.914 mL (120.3 mV)

(pH 4 .'18} FIRST DERIVATIVE 1nvoked

14 V"' 12.073 mL pH"' 4.53 E• 131.6 mV 16 sec

Signal/No1se"" 14

3.1 mV/min drift ; I- 0.2 mv noise pH"' 4.28

15 V"' 12.271 mL E• 142.9 mv 16 sec -1.7 mV/min drift 1·/- 0.2 mV noise

pH"' 4.09 16 V"' 12,520 mL E• 152.9 mV 16 sec

0.0 mV/min drift •I- 0.3 mV noise pH"' 3.92

Relat1ve Scale vol "'"'"'"'"'""""'"'"'"'"'"'"'""'~~~~~=~~~~====~=

0.000! • + l 0 .404 I • I 0. BOB l I l .2121 +" I 1. 6151 + • l

7, 7 mln 2.019! + • I 2.4231 * I 2.B27t + • l 3. 2 31! + • I 3.635! t • I 4.0391 t • I 4.4421 + • I 4. 9461 • I 5. 250 I I 5.6541 • I 6. osa 1 • 1 6. 462 I • I 6.8661 * I 7.2701 + • 1 7,6731 + • I 9.0771 t I B.48l! t • I 9.8951 + • I 9.2991 + • I 9.6931 + • I

10.0971 + • I 10.5001 + • 1 10.9041 t " I ll.30BI + * ! 11.1121 *+I 12.1161 ... • 1 12.5201 t •t

mL ~~==============~==========~~=== Symbols: • = mV, + "' first derivative

Anexo 3 - Analise fisico-quirnica correspondente as amostras coletadas para este trabalho

PCl?!?_ c~p~-­cp2~

cp~-~ c_p~ ----------cp20 429,75

·J~-: ~Q~:~~ .j71 ~1~,7~ ~~~Q - ~1~E.~ sj36 409,22 $j35 -- -.. -~--~

Sjj~-~---j103 14~ I

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104 l~Kp~~----107 116 166 C_i?_3 !;E~~---cp21a ~PQ~:--

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Amostras analisadas neste trabalho

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1 2 -----'9-3

1,4E 1,2c 1.9~

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8,08LQ.?~,4. 5[1, :,SOL(),SQ~,!

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Amo5tras anali5adas nefite trabalho

T04 440,14 7451,54 585 500 01/08/96 41,00 8,01 r--~·17 1,07 - 3,77 2,68 0,74 r--?·~ 612,90 ·~ .• (11 6,60 3,00 7,65 ~~.as ~·~ <0,01 ~l!_ <0,05 ~,025 ~!025 <0,01 0,07 ;<0,01 2,10

TOS 438:64 7450;68 610 --~ ~~ ~-~2,00 8,17 r-~·~ 1P1 ##iiii ~-~ 2.77 0,65 r--~·~ 569,40 ·~~ 8:02 3,00 -9,13 ~.!05_ 0,06 ~# ~0,1 ~.g~ <0,025 <0,025 ~*~L -~~ ~~·01 4,85 T06 446;H ~7451~~ sis -200 ~1/~~ 25,60 7,89 f-~'~ ~,28 fE'u ~~0 9,59 1,89 0,01 1_2~~ ~po -4.71 ~'1- 14,33 ~·~~ -0:04 ~1 ~4-- <0,05 <o:02S <0,025 0,02 0,13 <0~~ 0,70 T07 446,57 .2~,~ ~~ 01/08196 ~6,00 7;37 f-}~2 ~-~ 58,75 2,02 __6~~ ::z,~ o;o4 #~·00 <2,0 7:~~ ~1 __:~,~ ~?·OS ~,Hi <0,01 <0,~ ~~·~ <o;q~ ·<o,0'2s rJ'E~ I o:oe ~?·01 ,gg Pi11 .. 453,20 7464,10 555 1-:jso ~(0619§ ~~ 8,37 8,29 0,98 -ilm 2,61 2,62 ~~ r--?·04 579,80 ·~·~ ·-~~ 2,00 ~~ ;9;~ ~~ ~~~ <0,1 <0,05 <0,025 ~'~~ <0,01 0,05 <0,01 11,85 Pi12 ........ 452,32 7465,21 54o i-=:jQ 06108196 ~)~ ~) r--..:·1~ 0,26 17,00 8,26 -Tio 0,82 ~f4 ~-r::·s7 '"~ 23,~ ~-~ -t·60 1,07 0,18 <0,01 <0,1 <0,05 ~o:o~~ ~= fdi?ft 0,02 ~,21 fN3 Pi13 449:64 -7458,00 =~~ "15 Wo8t9s ~~~ ··~ 5,69 ~~ ~ ~~ rM~ _gR~ ~-~~ -~ ### r-1~~ <.~1, ··~ ~~~ 0,01 ~~ ~~L ~= ~f25

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[160········· ~~.§0 rJ12~ 600 -201 06/08196 ~~~ H~ 7,45 0,21 ~r2 ~1§ e!~~ 0,84 0,02 ~],§4 4,00 3,83 <g?- 24,63 <0,05~ -4c91 <0,01 <0,1 . <0,05 <0,0~} ~,025 <0,01 h<i~~ . 0,06 0,84

·-·~ k- ·os,os'96 ,_: 7,07 0,06 Q~ ~?·21 =-~ <0,1 ~~~ <O,of· ~,21 ·o.24 jno ---···., -~~0 21,~ c-}32 3,45 1,81 ~,47 13,~~ ~ 6,80 ~+- 0,10 0,01 <0,01 t-~·02§ .<Q;,~ 0,02

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Anexo 4 - Glossario de alguns termos especificos

Glossario de alguns termos especificos

• efeito buraco (hole effect) - este efeito ocorre quando urn fenomeno apresenta urna ciclicidade natural ou concentrayoes discretas de altos valores intercalados com baixos valores.

• efeito pepita (nugget effect) e urna variavel que apresenta uma tangente vertical na origem. Esta descontinuidade recebe este nome, pelo fato de ser o caso que apresentam os minerais de distribui9ao geralmente erratica. Este efeito representa as varia96es locais ou a pequena escala, como erros de analise, amostragem, etc.

• derivas (tendencia) sao constatadas quando as figuras apresentam urn comportamento sempre crescente, ao se comparar valores cada vez mais distantes as discrepiincias entre os mesmos cada vez seriam maiores. Isto corresponde a presenya de tendencias (fenomeno nao estacionario).

• variograma experimental ( variograma observado) e o variograma obtido a partir do conjunto de amostras derivadas da amostragem realizada, portanto o unico conhecido.

• variograma onmidirecional e o variograma confeccionado sem urn limite angular, "classe de iingulo", com isso todos os pares de pontos sao selecionados independente do angulo.

• validayao cruzada e urn metodo utilizado para a comparayao entre os valores reais e estimados. Esta e uma importante ferramenta para se comparar os varios metodos de estimativa.