hidrogeologia - incompleto

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1 Sorocaba, 2015 Hidrogeologia Sorocaba, 2015 César de Oliveira Ferreira Silva UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE  MESQUITA FILHO”   ENGENHARIA AMBIENTAL  CAMPOS EXPERIMENTAL DE SOROCABA

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Sorocaba, 2015

Hidrogeologia

Sorocaba, 2015

César de Oliveira Ferreira SilvaUNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA

FILHO”  – ENGENHARIA AMBIENTAL – CAMPOS EXPERIMENTAL DE

SOROCABA

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Sumário1. Hidrogeologia ....................................................................................... 3

1.1. Porosidade .................................................................................... 31.2. Conteúdo de Umidade ................................................................... 41.3. Zonas Saturada e Não Saturada ................................................... 61.4. Interação Água Superficial e Água Subterrânea ............................ 7

1.4.1. Escoamento de Base ........................................................................ 71.5. Infiltração ....................................................................................... 8

2. Contaminantes Naturais .................................................................... 122.1. Hidroquímica ............................................................................... 122.2. Controle de Qualidade – CETESB .............................................. 152.3. Contaminação de Águas Subterrâneas ....................................... 232.4. Arsênio ........................................................................................ 312.5. Cromo .......................................................................................... 342.6. Contaminação de Aquífero por Fuga de Estações de Serviço .... 35

2.7. Contaminantes Orgânicos ........................................................... 363. Bacias Hidrográficas: Ação Geológica das Águas Superficiais ......... 433.1. Ação Erosiva ............................................................................... 43

4. Tópicos de Geomorfologia ................................................................. 464.1. Vertentes ..................................................................................... 46

4.1.1. Conceito de Vertente ....................................................................... 464.1.2. Descrição da Vertente ..................................................................... 46

4.2. Morfogênese ................................................................................ 504.3. Movimentos de Massa ................................................................. 524.4. Geologia de Ilhabela .................................................................... 544.5. Proposta de Mitigação de Área em Caraguatatuba ..................... 58

4.5.1. O Local ............................................................................................ 584.5.2. Análises ........................................................................................... 584.5.2.1. Relevo .......................................................................................... 584.5.2.2. Solo e Caracterização de Vertentes ............................................. 584.5.2.2.1. Água subterrânea ...................................................................... 584.5.2.3. Clima e Pluviometria..................................................................... 594.5.2.4. Vegetação .................................................................................... 594.5.2.5. Uso do Solo .................................................................................. 594.5.2.6. Risco de deslizamentos................................................................ 604.5.3. Acidente .......................................................................................... 604.5.4. Solução Mitigadora .......................................................................... 60

4.5.5. Bibliografia ....................................................................................... 62

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1. Hidrogeologia

Hidrogeologia é o ramo da Hidrologia que estuda a água subterrânea,

em especial a sua relação com o ambiente geológico; é, pois, uma das ciências

da Terra, mas tem forte conotação de Engenharia; subdivide-se em:Hidrogeoquímica; Hidrogeomecânica; Geohidrologia; Litohidrologia;

Metodologia. Trata das condições geológicas e hidrológicas, com base nas leis

da Física e da Química, que regem a origem, a distribuição e as interações das

águas subterrâneas; as intervenções humanas devem basear-se na aplicação

de tais conhecimentos: prospecção, captação, proteção. O termo existe desde

1802 (Lamarck); como ciência, desde 1856 (Darcy); atualmente a conotação

ambiental é a mais importante. A seguir serão apresentados alguns conceitos importantes da

hidrogeologia.

1.1. Porosidade

 A água do subsolo ocupa os espaços vazios formados pelas fraturas das

rochas. Quando os poros já existem desde o tempo que a rocha foi formada,

tem-se a porosidade primária. Quando os vazios aparecem após a formação darocha, como por exemplo, as fraturas em granito, diz-se que a porosidade é

secundária.

Em regiões onde o subsolo é formado por material não consolidado,

como areia, silte e cascalho, é possível encontrar bons aquíferos. Em locais

onde o embasamento cristalino, formado por rocha consolidada, fica próximo a

superfície, só é possível encontrar água subterrânea nas fraturas das rochas;

nesses locais geralmente não são encontrados bons aquíferos, a não ser se arocha for muito fraturada e com fraturas interconectadas.

 A porosidade é adimensional e se define como a razão do volume de

vazios e o volume de um total de solo ou rocha.

 

 A tabela 1 apresenta valores aproximados de porosidade em função do

material constituinte e do meio poroso.

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Tabela 1 - Porosidade

Material Porosidade Primária Porosidade SecundáriaSolo 0,55

 Argila 0,50 Areia 0,25

Cascalho 0,20Carbonato 0,10 0,10 Arenito 0,10 0,01Granito 0,001

Basalto (jovem) 0,10 0,01

Nem toda a água armazenada nos poros pode ser liberada, porque

alguns poros não são interconectados ou porque algumas gotículas de água

aderem ao material sólido. Costuma-se então definir como porosidade efetiva

para o fluxo a razão entre o volume de vazios drenáveis e o volume total.

 

1.2. Conteúdo de Umidade

O solo é constituído por três fases: sólida, líquida e gasosa. Um

determinado volume de solo,

, contem, portanto, uma parcela referente ao

volume de sólidos, um volume de água, , que constitui a fase líquida e um

volume de ar, juntos, ocupam o espaço dos vazios, ou poros, existentes entre

os grãos que compõem a fase sólida do solo.

O conteúdo de umidade (medida volumétrica) de uma amostra de solo

pode ser definido como a relação entre o volume de água e o volume total da

amostra.

O mesmo índice também pode ser definido em termos de peso. O

conteúdo de umidade pode ser expresso em fração ou porcentagem.

O conteúdo de umidade varia de um valor mínimo até um limite máximo

definido como umidade saturada ou conteúdo de umidade de saturação, que

indica que todos os vazios do solo estão preenchidos com água. Na prática de

campo, a saturação completa dificilmente é atingida, isso porque quase sempre

uma parcela do ar que preenche os vazios não é eliminada durante o processo

de molhamento do solo através da infiltração ou da ascensão da água do

aquífero. O limite de conteúdo de umidade de um solo é denominado umidade

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residual. Esse valor pode chegar até bem próximo de zero quando uma

amostra de solo sofre um processo de secagem no forno.

Existem outros parâmetros característicos relacionados ao conteúdo de

umidade, como a umidade no ponto de murcha permanente (que define o limite

inferior de água disponível para a planta) e a umidade na capacidade de

campo, que define o limite superior de água disponível para consumo pela

planta. A diferença entre esses dois valores define a quantidade de água no

solo disponível para as plantas, e é uma função do tipo de solo. A tabela 2

indica valores aproximados de água total, disponível para plantas na zona das

raízes para diferentes tipos de solo, classificados de acordo com suas

composições texturais.

Tabela 2  – Água disponível para as plantas na zona das raízes

Tipo de Solo

Percentuais médios de fração de solo peloSI (%)

Quantidademáxima de águadisponível paraas plantas na

zona das raízes(mm/metro de

solo) Areia Silte Argila

 Areia 92 5 3 20-150Franco Siltoso 17 70 13 170-230

Franco

 Argiloso

32 34 34 140-210

 Argila 22 20 58 130-180

Observa-se que um solo argiloso, apesar de ter baixa permeabilidade,

tem mais espaço disponível para o armazenamento de água quando

comparado com um solo arenoso. Isso se dá porque esse espaço é

determinado pela quantidade de poros e pelo tamanho dos mesmos. Os solos

arenosos possuem poros maiores do que os argilosos. Contudo, esses últimos,

de textura mais fina do que os primeiros, possuem maior número de poros.O conteúdo de umidade tem uma expressiva importância nos fenômenos

relacionados ao movimento de água no solo, como por exemplo, a infiltração e

a redistribuição de água. O conteúdo de umidade de solo também influencia o

fenômeno da evapotranspiração.

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1.3. Zonas Saturada e Não Saturada

O solo é constituído de uma matriz porosa composta por grãos e por

vazios. Esses vazios podem ou não estar preenchidos com água. Sob o ponto

de vista de ocorrência de água, o solo pode ser dividido em zona saturada ou

zona não saturada. A zona de aeração, ou zona não saturada do solo, é a

ligação entre as águas subterrâneas, que caracterizam a zona saturada do

solo, e a atmosfera. Nessa zona, os vazios entre as partículas do solo são

preenchidos por água e ar.

O movimento da água na zona não saturada está relacionado com

fenômenos como evaporação do solo, retirada da água do solo pelas raízes

das plantas (transpiração) e, portanto, é de grande importância para estudos e

projetos relacionados à irrigação e drenagem. O movimento da água nessa

zona também influencia o transporte de substâncias, ou solutos (sais,

fertilizantes, etc), no subsolo, estando portanto relacionado com o tempo de

permanência dos mesmos no solo e seu potencial risco para o

desenvolvimento das plantas e contaminação do solo e do aquífero.

 A zona saturada do solo, onde todos os vazios são preenchidos com

água, caracteriza a existência do chamado aquífero. A importância da zona não

saturada também está relacionada com a avaliação do potencial de recarga ou

reabastecimento dos aquíferos a partir da água da precipitação que penetra no

solo. A zona não saturada além de determinar as características de recarga

dos aquíferos serve como filtro para as substâncias lançadas na superfície do

solo, determinando se as mesmas vão ou não atingir o aquífero e com que

potencial poluidor. Os processos químicos e biológicos que ocorrem na zona,

para a composição e quantidade de água que atingem o lençol a partir de um

lançamento na superfície do solo.

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1.4. Interação Água Superficial e Água Subterrânea

Uma das formas de ocorrência dessa interação é durante as chuvas em

que uma parte do volume precipitado escoa pela superfície e outra parte

penetra no solo, em um processo chamado infiltração. A infiltração será

detalhada na seção seguinte, e caracteriza-se como o fator que controla a

repartição das vazões provenientes da precipitação pluviométrica.

Rios e lagos podem alimentar ou serem alimentados pela água dos

aquíferos. Quando o rio ou lago recarrega o lençol freático, diz-se que o rio é

influente, Quando o rio ou lago recebe recarga originada do aquífero, dizemos

que o rio é efluente.

 Algumas vezes, durante uma cheia, um rio pode passar de efluente a

influente. Nesse caso, a elevação do nível do curso d’água pode ser maior do

que a elevação no lençol e o rio passa a alimentar temporariamente o aquífero.

1.4.1. Escoamento de Base

Nos períodos de estiagem, os rios perenes são alimentados pela

descarga dos aquíferos, chamada de fluxo de base. O fluxo de base depende

da quantidade de água armazenada no aquífero e de suas propriedades de

transmissão de água e decresce exponencialmente ao longo do tempo.

 

Onde:  é a descarga de base num instante t,  é a descarga inicial e   o

coeficiente de recessão (depende das condições do aquífero adjacente ao rio).

 Após uma precipitação, existe uma contribuição direta da chuva e de

escoamento superficial e uma recarga do lençol subterrâneo e

consequentemente a descarga de base recomeçará num nível mais elevado.

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1.5. Infiltração

Infiltração é o fenômeno pelo qual a água oriunda da precipitação natural

ou da prática de irrigação penetra no solo e nele se distribui. O movimento da

água no solo a partir de uma quantidade aplicada na superfície pode se dar de

duas formas: a infiltração propriamente dita, que é caracterizada pela

distribuição da umidade no solo a partir de um suprimento de água na

superfície, e a redistribuição, processo também denominado de drenagem

interna do solo, onde após cessado o suprimento de água na superfície, a

umidade se distribui no solo. A infiltração tende a aumentar progressivamente o

conteúdo de umidade a partir da superfície do solo ao longo de sua

profundidade, enquanto que na redistribuição ocorre o processo inverso. Se

durante o processo de infiltração ocorre a saturação das camadas do solo

próximas à superfície, há a tendência ao escorrimento da água pela superfície

do solo. A medida que o perfil do solo vai saturando e continua o suprimento da

água na superfície ocorre um aumento dessa tendência. Quando a infiltração

atinge profundidades maiores, promove uma alimentação do lençol subterrâneo

no processo de recarga de aquíferos. Parte da umidade penetra no solo a partir

do suprimento da água na superfície não percorre o caminho normal da

infiltração, ou seja, o movimento predominantemente descendente, mas retorna

à atmosfera através da evaporação ou é consumida pelas raízes para o

processo de transpiração da planta.

O conhecimento da dinâmica do processo de infiltração é de extrema

importância para o planejamento da irrigação e para o dimensionamento de

obras de aproveitamento e controle na Engenharia de Recursos Hídricos. No

caso de sistemas de irrigação é de fundamental importância o conhecimento da

velocidade com que se processa o movimento da água no solo a partir de uma

alimentação da superfície, qual o tempo para que a frente de molhamento

atinja determinada superfície e em quanto tempo ocorre a saturação. Esses

fatores conjugados com a necessidade da água determinada cultura

determinam a quantidade de água a ser aplicada por irrigação e podem ajudar,

 juntamente com outros critérios, na escolha do método de irrigação a ser

empregado. O dimensionamento de obras de aproveitamento e controle dos

recursos hídricos está relacionado com o processo de infiltração por este serdeterminante na identificação da quantidade de escoamento superficial (vazão)

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gerada a partir de uma precipitação. Para a separação dos escoamentos entre

o superficial e o subterrâneo, identificando a vazão em uma determinada seção

de um curso de água, necessita-se da avaliação da parcela da precipitação que

penetra no solo pela infiltração.

 A infiltração depende fundamentalmente do tipo de solo, da cobertura

vegetal do solo, do estado de umidade do solo, do período de aplicação de

água na superfície e da água disponível, ou seja, a quantidade de água

precipitada ou aplicada através de irrigação. O tipo de solo influencia o

processo de infiltração através da sua estrutura, ou seja, o arranjo das

partículas sólidas, e de sua textura. O arranjo das partículas sólidas e sua

graduação granulométrica determinam o espaço disponível para a recepção da

água, bem como a sua facilidade de movimento no solo. O estado de umidade

no solo no instante inicial da infiltração, por sua vez, define quanto deste

espaço disponível entre as partículas sólidas, já ocupado por água, reduzindo,

portanto, a capacidade do solo para infiltração. Juntamente com o espaço

disponível para a penetração da água no solo, a quantidade de água disponível

para tal (precipitação e irrigação) e sua distribuição no tempo definem a

duração do processo de infiltração e a repartição do escoamento entre

superficial e subterrâneo. Para entender melhor esse processo é importante se

definir duas gigantescas características da infiltração: a capacidade de

infiltração e a velocidade de infiltração.

 A capacidade de infiltração é definida como a quantidade máxima de

água que pode ser absorvida pelo solo. Essa grandeza depende, portanto, da

umidade do solo no tempo em que se inicia o aporte de água à superfície e da

porosidade do solo. Como o próprio processo de infiltração altera o estado de

umidade do solo, a capacidade de infiltração é variável com o tempo. Acapacidade de infiltração diminui com o tempo até assumir um valor constante,

que corresponde à capacidade mínima de infiltração e é variável com o tipo de

solo. A capacidade mínima de infiltração corresponde aproximadamente à

condutividade hidráulica saturada (Ksat) de um solo que é um parâmetro que

reflete à capacidade do solo em conduzir água, e está relacionado às

características do solo e da água. A representação usual da capacidade de

infiltração é altura equivalente de água por unidade de tempo (mm/h, porexemplo). Pode se associar a capacidade de infiltração de um solo em um

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determinado instante como o potencial do solo para infiltração. O solo argiloso,

mais fino, tende a possuir uma curva de capacidade de infiltração abaixo da

curva de um solo arenoso. Embora o conteúdo de umidade na saturação seja

maior para um solo argiloso do que para um solo arenoso (conforme dito no

item sobre conteúdo de umidade), a condutividade hidráulica saturada para um

solo argiloso é inferior a de um solo arenoso. O solo arenoso conduz água mais

facilmente quando todos os seus vazios estão preenchidos com água se

comparado com um solo argiloso, em razão do tamanho de seus poros,

formando pequenos “canais” ou condutos capilares.

 A velocidade de infiltração reflete a taxa real com que ocorre a

penetração de uma determinada altura de água precipitada (volume por área

unitária) no solo por unidade de tempo. Essa grandeza difere da taxa potencial,

ou seja, a capacidade de infiltração, nos casos em que esta é superior à taxa

de aplicação de água na superfície do solo. Nesses casos, toda a água

aplicada na superfície do solo é absorvida pelo mesmo preenchendo apenas

parcialmente sua capacidade, não havendo, portanto, geração de escoamento

pela superfície de solo. Se o aporte de água na superfície de solo se prolonga

e portanto a capacidade de infiltração, havendo a partir desse instante a

igualdade dessa com a velocidade de infiltração e a geração de escoamento

pela superfície do solo. Quando a alimentação de água na superfície de um

solo é interrompida, a capacidade de infiltração sofre uma recuperação, ou um

acréscimo, uma vez que a água que ocupava os vazios tende a penetrar nas

camadas mais profundas do solo pelo efeito da gravidade e a deixar o solo pelo

efeito combinado da evaporação e da transpiração das plantas. Esse

comportamento não se verifica com a velocidade de infiltração, que se anula

após interrompido o suprimento de água, em um tempo que depende do tipo desolo.

 A tabela 3 fornece valores indicativos de condutividade hidráulica

saturada como critério de classificação do solo para a capacidade de infiltração

(valor limite). Se a água é aplicada no solo em taxas menores ou iguais a

condutividade hidráulica saturada toda a água infiltra no solo, não havendo

portanto escoamento superficial.

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Tabela 3  – Classificação da capacidade de infiltração limite do solo em função

de condutividade hidráulica saturada

Capacidade de infiltração limite KSat (m/dia)Muito Alta > 0,72

 Alta 0,36 a 0,72Média 0,12 a 0,36Baixa 0,024 a 0,12

Muito Baixa < 0,024

 A dinâmica do processo de infiltração pode ser quantificada através de

experimentos de campo, onde se determina a velocidade de infiltração de um

dado solo, para determinada

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2. Contaminantes Naturais

2.1. Hidroquímica

Do ponto de vista hidrogeológico, a qualidade da água subterrânea é tão

importante quanto o aspecto quantitativo. Os processos e fatores que

interferem na evolução das águas subterrâneas podem ser externos, ou

mesmo intrínsecos  ao aquífero. A princípio, a água subterrânea tende a

aumentar concentrações de substâncias dissolvidas à medida que se mover

lentamente nos diferentes aquíferos. No entanto, muitos outros fatores

interferem, como o clima, composição da água de recarga, tempo de

contato água/meio físico, litologias atravessadas, além da contaminação

causada pelo homem.

 As análises de água mais realizadas em estudos hidroquímicos são:

físico-químicas, bacteriológicas, microbiológicas, radioativas e

ambientais.

Em geral, a rotina das análises de água para os diversos usos incluem a

determinação dos constituintes maiores e menores (com exceção do

estrôncio), as propriedades físicas, cor, turbidez, odor, sabor, temperatura,

pH, potencial redox, acidez, CE (condutividade elétrica), e ainda, STD (sólidos totais dissolvidos), dureza, alcalinidade, DBO (demanda bioquímica

de oxigênio), DQO  (demanda química de oxigênio), OD  (oxigênio dissolvido),

COT  (carbônico orgânico total), TPH  (hidrocarbonetos totais de petróleo),

BTEX  (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno total), VOC  (carbono orgânico

volátil), PCB (bifenis policlorinados), fenois, metais (Cd, Pb, Ni, Cu, Co, Mo, Cr

entre outros) e os semimetais ou metaloides tóxicos (As, Se, B, CN/cianeto,

entre outros). Assim como a escolha apropriada de frascos de coleta e

armazenamento, a utilização adequada de técnicas de preservação pode

retardar as alterações químicas e biológicas que ocorrem após a retirada da

amostra do ambiente. O tempo entre a coleta de uma amostra e sua análise

depende do parâmetro a ser determinado, da característica da amostra e das

condições de acondicionamento e armazenamento. Alguns parâmetros como

T, pH, CE, TSD e OD devem ser medidos no local, utilizando-se de medidoresportáteis. Para os demais parâmetros o ideal é que sejam refrigeradas a 4ºC,

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pois o armazenamento de amostras no escuro e as baixas temperaturas

previne a ação de microrganismos. O uso de preservantes químicos deve ser

usado somente quando não há interferências nas análises. A acidificação da

amostra com ácido nítrico, até pH < 2 (1,0 mL HNO3 para 1L de água) é

utilizada para prevenir a precipitação, oxidação ou adsorção de íons metálicos

(Fe2+, Mg2+).

Para determinação de compostos nitrogenados e de fósforo dissolvido, a

acidificação pode interferir nas determinações analíticas desses compostos,

por isso é utilizado somente congelamento da amostra, imediatamente após a

filtragem.

Para preservação de amostras são utilizados métodos para retardar a

ação biológica, retardar a hidrólise (reação de quebra de uma molécula devido

à presença de água) de compostos químicos e reduzir a volatibilidade dos

constituintes. A preservação deve ser efetuada de acordo com o conjunto de

análises a serem realizadas.

 AMOSTRAGEM: cf. Manual de Procedimentos de amostragem e

análise físico-química de água. cf. NBR 17025/2005.

Processo de filtração de amostras de água

 As amostras retiradas de lisímetros devem ser filtradas antes dos

procedimentos analíticos. Para grandes volumes de amostras aquosas são

utilizados filtros de membranas hidrofílicas constituídas por misturas de ésteres

de celulose, com porosidade de 0,45 µm. O processo de filtração pode ser

associado a uma bomba de vácuo.

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Preservação e armazenamento de amostras de água contendo

orgânicos

  Para determinação do etanol, dos monoaromáticos e dos HTP voláteis

utiliza-se frascos de 50 mL, com tampa de teflon, contendo conservantes

HCl para manter o pH abaixo de 2;

  A coleta deve ser realizada lentamente para evitar borbulhamento da

amostra e os frascos devem ser preenchidos totalmente. Devem ser

analisadas em até 7 dias após a coleta;

  Para determinação dos HPA e HTP são utilizados frascos âmbar de 250

mL contendo conservante Na2S2O3 / tiossulfato de sódio 0,008%;

  Todas as amostras devem ser mantidas sob refrigeração a 4ºC até a

análise.

Constituintes dissolvidos na água subterrânea de acordo com sua

abundância relativa

  Os constituintes da água, denominados maiores  são citados quando

estão presentes com teores superiores a 5 mgL -1, menores, quando os

teores ficam entre 5 e 0,01 mgL

-1

 e os traços (elementos-traço), quandoos teores são inferiores a 0,01 mgL-1;

  Os resultados das análises físico-químicas, geralmente são expressos

em: miligramas por litro (mg L-1)/relação peso-volume, isto é, o peso do

elemento ou composto dissolvido em 1L de solução; partes por milhão

(ppm)/relação peso-a-peso e micrograma por litro (μg L-1)/10.10-6 g.

Erro Analítico

Para e% não superior a 10, a análise pode ser considerada correta. Altosvalores de e% podem indicar: erro analítico, erro nos cálculos, presença de

íons não analisados em concentrações apreciáveis, águas pouco

mineralizadas, como águas de chuva.

⌊ ∑ ∑

∑ ∑ ⌋  

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Onde ∑   é a concentração total de cátions e ∑   é a

concentração total de ânions, em miliequivalentes por litro (meq/L).

Miliequivalentes por litro ou o equivalente é a massa, em gramas, de

uma dada substância que pode reagir com um mol de elétrons. Na prática, opeso equivalente tem muito pouca importância e, sendo assim, ele é

frequentemente descrito em miliequivalentes (mEq ou meq), sendo que o

prefixo mil denota que a quantidade é dividida por mil. Com muita frequência, a

medida é usada em termos de miliequivalência do soluto por litro de solvente.

Associações Iônicas

Em uma análise hidroquímica, a concentração total dos cátions deve seraproximadamente igual à concentração dos ânions. O desvio percentual desta

igualdade é determinado pelo coeficiente de erro da análise.

2.2. Controle de Qualidade – CETESB

Os laboratórios da CETESB pertencem à Rede Brasileira de

Laboratórios de Ensaio (RBLE) e à Rede de Laboratórios de Ambiente y Salud

de América Latina y El Caribe (RELAC), possuindo sistema de qualidade

laboratorial com acreditação junto ao INMETRO pela NBR ISO/IEC

17.025:2005 para mais de 400 ensaios na área ambiental: análises

inorgânicas, orgânicas, ecotoxicológicas, hidrobiológicas, microbiológicas, bem

como amostragem de água, sedimento, efluentes e comunidades aquáticas.

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COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO. Decisão de

Diretoria - 211/2009/T/L, de 27-8-2009.Dispõe sobre o estabelecimento de

critérios referentes ao Artigo 2º, alínea “b”, da Resolução SMA 37 de 30 de

Agosto de 2006.

 A Diretoria Plena da CETESB - Companhia Ambiental do Estado de São

Paulo, considerando o contido no Relatório à Diretoria nº 001/2009/T/L, de 13

de agosto de 2009, que acolhe, decide: I - Não existindo laboratórios

acreditados paradeterminado(s) ensaio(s), no território nacional, serão aceitos

resultados analíticos de laboratórios acreditados pelo INMETRO para outro(s)

ensaio(s), desde que seja utilizada a mesma técnica analítica do(s) ensaio(s)

de interesse, e que o interessado apresente Declaração de Responsabilidade

onde destaque:

a) a inexistência de laboratórios acreditados no(s) ensaio(s) de

interesse; e

b) cite o(s) ensaio(s) acreditado(s), referenciando a(s) técnica(s)

analítica(s) equivalente(s) utilizada(s) para atendimento deste artigo.

Exemplos:

  O Instituto Agronômico de Campinas (IAC) tem três laboratórios

acreditados pelo Inmetro na norma NBR ISSO/IEC 17025:2005  – são

os únicos laboratórios públicos no Brasil com essa acreditação. 

Estão acreditados os laboratórios de Física do Solo, de Fertilidade do

Solo e de Fertilizantes e Resíduos.

  Instituto Adolfo Lutz é acreditado pelo Inmetro   como provedor de

ensaio de proficiência para determinação de chumbo em sangue tem

como objetivo principal a melhoria da qualidade analítica dosresultados dos laboratórios atuantes na área de Saúde do

Trabalhador e Saúde Ambiental.

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Caracterização da qualidade das águas

  Temperatura:  As águas subterrâneas tem uma amplitude térmica

pequena, isto é, sua temperatura não é influenciada pelas mudanças da

temperatura atmosférica. Exceções são os aquíferos freáticos pouco

profundos. Em profundidades maiores, a temperatura da água é

influenciada pelo grau isotérmico local (em média 1ºC a cada 30m). No

aquífero Botucatu (Guarani) são comuns temperaturas de 40 a 50ºC

em suas partes mais profundas. Em regiões vulcânicas, ou de

falhamentos profundos, águas aquecidas podem aflorar na superfície,

dando origem às fontes termais. 

  Cor: A cor da água é consequência de substâncias dissolvidas. Quando

pura, e em grandes volumes, a água é azulada. Quando rica em ferro, é

arroxeada. Quando rica em manganês, é negra, e, quando rica em

ácidos húmicos é amarelada. A medida da cor é feita pela comparação

com soluções conhecidas de platina-cobalto ou com discos de vidro

corados calibrados com a solução de platina-cobalto. Uma unidade de

cor corresponde àquela produzida por 1 mg/L de platina, na forma de íon

cloroplatinado. Para ser potável, uma água não deve apresentar

nenhuma cor de considerável intensidade. Segundo a OMS, o índice

máximo permitido deve ser de 20 mg Pt/L. 

  Odor e sabor: Odor e sabor são duas sensações que se manifestam

conjuntamente, o que torna difícil sua separação.  O odor e o sabor

de uma água dependem dos sais e gases dissolvidos. Em geral as

águas subterrâneas são desprovidas de odor. Algumas fontes termais

podem exalar cheiro de ovo podre, devido ao seu conteúdo de H 2S 

(gás sulfídrico). Da mesma maneira, as águas que atravessam matériaorgânica em decomposição (turfa, por exemplo) podem apresentar

H2S. 

  Turbidez: É a medida da dificuldade de um feixe de luz atravessas

certa quantidade de água. A turbidez é causada por matérias

sólidas em suspensão (silte, argila, coloides, matéria orgânica, etc). Os

valores são expressos em Unidade Nefelométrica de Turbidez (UNT).

Segundo a OMS, o limite máximo de turbidez em água potável deveser de 5 UNT. As águas subterrâneas normalmente não apresentam

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problemas devido ao excesso de turbidez. Em alguns casos, águas

ricas em íons Fe, podem apresentar uma elevação de sua turbidez

quando entram em contato com o oxigênio do ar . 

  Sólidos em suspensão: Corresponde à carga sólida em suspensão e

que pode ser separada por simples filtração ou mesmo decantação. As

águas subterrâneas, em geral, não possuem sólidos em suspensão e

quando um poço está produzindo água, com significativo teor de

sólidos em suspensão é, geralmente, consequência do mau

dimensionamento do filtro ou do pré-filtro. Em aquíferos cársticos e

fissurais as aberturas das fendas podem permitir a passagem das

partículas mais finas  (argila, silte) aumentando assim o conteúdo em

sólidos em suspensão. 

  Condutividade elétrica: Os sais dissolvidos e ionizados presentes

na água, transformam-na num eletrólito capaz de produzir energia

elétrica. Como há uma relação de proporcionalidade entre o teor de

sais dissolvidos e a condutividade elétrica, podemos estimar o teor

de sair pela medida de condutividade elétrica de uma água, ou seja,

quando a condutividade elétrica é conhecida, o seu teor salino é,

aproximadamente, dois terços desse valor . A unidade utilizada,

preferencialmente, na medida é microSiemens (µS/cm). 

  Dureza: A dureza é definida como a dificuldade da água em dissolver

(fazer espuma) sabão pelo efeito do cálcio, magnésio   e outros

elementos como Fe, Mn, Cu, Ba, etc. Águas duras são inconvenientes

porque o sabão não limpa eficientemente, aumentando o seu consumo,

e deixando uma película insolúvel sobre a pele, pias, banheiras e

azulejos do banheiro. A dureza pode ser expressa como durezatemporária, permanente ou total. A temporária deve-se a combinação

dos íons de cálcio e magnésio com íons de bicarbonato e carbonatos.

Na presença de aquecimento, os compostos formados podem ser

eliminados através de fervura. 

  Alcalinidade: É a medida total das substâncias presentes na água,

capazes de neutralizarem ácidos. Em outras palavras, é a quantidade

de substâncias presentes numa água e que atuam como tampão. Senuma água quimicamente neutra for adicionada pequena quantidade de

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um ácido fraco, seu pH mudará instantaneamente. Numa água com

certa alcalinidade a adição de uma pequena quantidade de ácido fraco

não provocará a diminuição de seu pH, porque os ácidos presentes irão

neutralizar o ácido. Em águas subterrâneas a alcalinidade é devida

principalmente aos carbonatos e bicarbonatos. Alcalinidade total é a

soma de alcalinidade provocada por todos estes íons presentes numa

água. Águas que atravessam rochas calcárias (calcita = CaCO3)

geralmente possuem alcalinidade elevada. Granitos e gnaisses, rochas

comuns em muitos estados brasileiros, possuem poucos minerais que

contribuem para a alcalinidade das águas subterrâneas. A alcalinidade

total de uma água é expressa em mg/L de CaCO3. 

  pH: É a medida da concentração de íons H+ na água. O balanço de íons

hidrogênio e hidróxido (OH-) determina acidez ou alcalinidade da água.

Na água quimicamente pura os íons H+ estão em equilíbrio com os íons

OH-  e seu pH é neutro, ou seja, igual a 7. Os principais fatores que

determinam o pH da água são o gás carbônico dissolvido e a

alcalinidade. O pH das águas subterrâneas varia de 5,5 a 8,5. 

  Sólidos Totais Dissolvidos: É a soma dos teores de todos os

constituintes minerais presentes na água. Como dito anteriormente, a

medida de condutividade elétrica, multiplicada por um fator que varia

entre 0,55 e 0,75, fornece uma boa estimativa do STD de uma água

subterrânea. Segundo o padrão de potabilidade da OMS, o limite

máximo permissível de STD na água é de 1000 mg/L. Com base nos

valores estimados de STD as águas são classificadas em doces,

salobras ou salgadas. 

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Norma de qualidade de água para consumo humano

PORTARIA N.º 1469, DE 29 DE DEZEMBRO DE 2000

Estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância daqualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade, e dá outras

providências.

 Art. 4º Para os fins a que se destina esta Norma, são adotadas as seguintes definições:

I. água potável  –  água para consumo humano cujos parâmetros microbiológicos,físicos, químicos e radioativos atendam ao padrão de potabilidade e que não ofereça riscos àsaúde;

II. sistema de abastecimento de água para consumo humano  –  instalação compostapor conjunto de obras civis, materiais e equipamentos, destinada à produção e à distribuiçãocanalizada de água potável para populações, sob a responsabilidade do poder público, mesmoque administrada em regime de concessão ou permissão;

III. solução alternativa de abastecimento de água para consumo humano  –  todamodalidade de abastecimento coletivo de água distinta do sistema de abastecimento de água,incluindo, entre outras, fonte, poço comunitário, distribuição por veículo transportador,instalações condominiais horizontal e vertical;

IV. controle da qualidade da água para consumo humano  –  conjunto de atividades,exercidas de forma contínua pelo(s) responsável(is) pela operação de sistema ou soluçãoalternativa de abastecimento de água, desti-nadas a verificar se a água fornecida à populaçãoé potável, assegurando a manutenção desta condição;

V. vigilância da qualidade da água para consumo humano  –  conjunto de açõesadotadas continuamente pela autoridade de saúde pública para verificar se a água consumidapela população atende à esta Norma e para avaliar os riscos que os sistemas e as soluções

alternativas de abastecimento de água representam para a saúde humana;

VI. coliformes totais (bactérias do grupo coliforme) - bacilos gram-negativos, aeróbiosou anaeróbios facultativos, não formadores de esporos, oxidase-negativos, capazes dedesenvolver na presença de sais biliares ou agentes tensoativos que fermentam a lactose comprodução de ácido, gás e aldeído a 35,0 ± 0,5 o C em 24-48 horas, e que podem apresentaratividade da enzima ß -galactosidase. A maioria das bactérias do grupo coliforme pertence aosgêneros Escherichia, Citrobacter, Klebsiella e Enterobacter, embora vários outros gêneros eespécies pertençam ao grupo;

VII. coliformes termotolerantes - subgrupo das bactérias do grupo coliforme quefermentam a lactose a 44,5 ± 0,2 o C em 24 horas; tendo como principal representante aEscherichia coli, de origem exclusivamente fecal;

VIII. Escherichia Coli - bactéria do grupo coliforme que fermenta a lactose e manitol,com produção de ácido e gás a 44,5 ± 0,2 o C em 24 horas, produz indol a partir do triptofano,oxidase negativa, não hidroliza a uréia e apresenta atividade das enzimas ß galactosidase e ßglucoronidase, sendo considerada o mais específico indicador de contaminação fecal recente ede eventual presença de organismos patogênicos;

IX. contagem de bactérias heterotróficas - determinação da densidade de bactérias quesão capazes de produ-zir unidades formadoras de colônias (UFC), na presença de compostosorgânicos contidos em meio de cultura apropriada, sob condições pré-estabelecidas deincubação: 35,0, ± 0,5 o C por 48 horas;

X. cianobactérias - microorganismos procarióticos autotróficos, também denominadoscomo cianofíceas (algas azuis), capazes de ocorrer em qualquer manancial superficial

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especialmente naqueles com elevados níveis de nutrientes (nitrogênio e fósforo), podendoproduzir toxinas com efeitos adversos à saúde; e

XI. cianotoxinas - toxinas produzidas por cianobactérias que apresentam efeitosadversos à saúde por ingestão oral, incluindo:

a) microcistinas - hepatotoxinas heptapeptídicas cíclicas produzidas porcianobactérias, com efeito potente de inibição de proteínas fosfatases dos tipos 1 e 2A epromotoras de tumores;

b) cilindrospermopsina - alcalóide guanidínico cíclico produzido porcianobactérias, inibidor de síntese protéica, predominantemente hepatotóxico, apresentandotambém efeitos citotóxicos nos rins, baço, coração e outros órgãos; e

c) saxitoxinas - grupo de alcalóides carbamatos neurotóxicos produzidopor cianobactérias, não sulfatados (saxitoxinas) ou sulfatados (goniautoxinas e C-toxinas) ederivados decarbamil, apresentando efeitos de inibi-ção da condução nervosa por bloqueio doscanais de sódio. 

Os coliformes termotolerantes (anteriormente chamados de fecais)

chegam até a água por meio do despejo do esgoto que não foi adequadamente

tratado. São muitas vezes usados como indicadores da qualidade sanitária da

água.

Diferentes microorganismos estão associados a enfermidades

transmitidas por alimentos dentre os quais se destacam os gêneros

Salmonella, Escherichia, Staphylococcus, Shigella e Vibrio . O gênero

Escherichia , juntamente com os gêneros Enterobacter, Citrobacter e 

Klebsie l la   constituem o grupo denominado coliformes. Na contagem de

coliformes pode-se diferenciar dois grupos: os coliformes totais, utilizados para

avaliar as condições higiênicas, de limpeza e sanificação, e os coliformes

termotolerantes, que são indicadores de contaminação fecal. Os coliformes

termotolerantes pertecem a um subgrupo de microorganismos e são

exclusivamente do trato intestinal. A presença de coliformes termotolerantes

determina a origem fecal da contaminação, indicando o risco da presença de

outros microorganismos patogênicos. As doenças mais comuns de veiculaçãohídrica são a febre tifoide, disenterias, cólera, hepatites infecciosas,

leptospirose, entre outras, ou doenças de origem hídrica como a escabiose e

outras.

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Instruções gerais para desinfecção de poços tubulares

(Instituto Adolfo Lutz)

 Antes de solicitar análise de potabilidade de água subterrânea deve-se:

  Retirar toda água do poço (esgotamento do poço ou purga), necessário

para limpeza e renovação da água contida no poço, pode ser realizado

com um dia de antecedência ou na hora da amostragem;

  Limpar e esfregar as paredes internas e o fundo do poço, quando

possível;

  Deixar entrar água nova no poço. Após a estabilização do nível d’água,

adicionar 5 L de água sanitária para cada metro cúbico de água do

poço. Na desinfecção do poço o alvejante ou água sanitária pode

ser substituída por hipocloro de sódio a 10% (hipocloro de sódio é

um composto químico de fórmula NaClO). O pH máximo do produto

puro deverá ser de 13,5 e, do produto diluído a 1% (p/p) de 11,5. Neste

caso, ao invés de 5L de água de água sanitária deve-se utilizar meio litro

de hipocloro de sódio 10% para cada metro cúbico de água. Não

consumir a água do poço nesta fase.

  Esperar duas horas e esvaziar o poço totalmente.

  Posteriormente a isso, efetuar a coleta de água do poço. Em caso de

coleta de análise microbiológica, devem ser empregados frascos

previamente preparados e fornecidos pelo laboratório. É efetuada em

atendimento de programas de verificação de potabilidade (Port. nº 518,

de 25/03/2004  – MS), da balneabilidade (Res. nº 274, de 29/11/2000),

ou para a investigação de surtos de doença de veiculação hídrica.

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2.3. Contaminação de Águas Subterrâneas

Há grande quantidade de atividades antrópicas, mas somente algumas

são geralmente responsáveis pela maioria dos casos importantes de

contaminação de aquíferos.

 A quantidade de substâncias potencialmente contaminante não tem uma

relação direta com sua ocorrência das águas subterrâneas.

 A presença das substâncias nos aquíferos é controlada pela sua

mobilidade e persistência em solos e aquíferos.

Como classificar cargas contaminantes

Fonte Poluidora Tipo de Contaminação Frequência deOcorrência (%)

Carvão Hidrocarbonetos aromáticos(BTEX), fenóis, cianetos.

28

Aterros Sanitáriose Chorume

Variáveis: ás vezes amônio,hidrocarboneto clorado, metaispesados, tolueno, pesticidades

industriais e domésticos, etc.

21

Metalúrgicas Hidrocarboneto clorado,metais pesados.

12

Estocagem eManipulação deHidrocarbonetos

Hidrocarbonetos aromáticos(BTEX), chumbo.

8

Plantas Químicas Vasta gama dehidrocarbonetos halogênicos e

aromáticos, fenóis, tolueno,etc.

7

Industrias de Tinta Hidrocarbonetos aromáticos

(BTEX) e clorados.

5

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Área Contaminada

De acordo com a definição da CETESB, uma área contaminada seria a

área contaminada seria a área, o local ou o terreno onde há comprovadamente

poluição ou contaminação causada pela introdução de quaisquer substânciasou resíduos que nela tenham sido depositados, acumulados, armazenados,

enterrados ou infiltrados de forma planejada, acidental ou até mesmo natural.

 A preocupação com os problemas relacionados à ocorrência de áreas

contaminadas só tem início a partir do final da década de 70 com casos de

grande repercussão como o Love Canal, nos EUA.

Relegado a um plano secundário até pouco tempo atrás pelo poder

público no Brasil, o problema também só ganhou destaque depois de algunscasos se tornarem conhecidos publicamente. A mudança do perfil da cidade de

São Paulo nas últimas décadas com grande potencial de contaminação, que

vêm recebendo novos usos, sem a realização de uma investigação adequadas

das condições do solo e das águas subterrâneas, com consequências ao

ambiente, á saúde e á paisagem urbana.

Caso: Love Canal

Esse caso, cujo histórico remonta ao final do século XIX, com o início

das escavações de um canal para desvio de uma parte do fluxo do rio Niagara,

para geração de energia elétrica.

Com o abandono da obra, o local passou a ser utilizado como aterro de

resíduos industriais de 1942 a 1953. Em 1955 foi vendida à Comissão Escolar

de Niagara Falls, que construiu uma escola na área. Após a consolidação de

um bairro ao seu redor, somente em 1976 o assunto veio a público com a

publicação de uma reportagem em jornal local sobre o depósito de resíduos e

queixas de moradores sobre problemas de saúde.

Do fechamento da escola à retirada de inúmeras famílias do local,

sucedeu-se uma interminável batalha judicial que culminou em 1994, com um

acordo com a empresa Oxychem, sucessora da antiga proprietária da área,

que foi obrigada a arcar com os custos futuros da remediação e do

monitoramento, mediante o pagamento de uma indenização de 98 milhões de

dólares ao estado de Nova York.

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Gerenciamento de áreas contaminadas

O gerenciamento de áreas contaminadas (ACs) visa minimizar os riscos

a que estão sujeitos a população e o meio ambiente, em virtude da existência

das mesmas, por meio de um conjunto de medidas que assegurem o

conhecimento das características dessas áreas e dos impactos por elas

causados, proporcionando os instrumentos necessários à tomada de decisão

quanto às formas de intervenção mais adequadas.

Com o objetivo de otimizar recursos técnicos e econômicos, a

metodologia utilizada no gerenciamento de ACs baseia-se em uma estratégia

constituída por etapas sequenciais, em que a informação obtida em cada etapa

é a base para a execução da etapa posterior.

Dessa forma, foram definidos dois processos que constituem a base do

gerenciamento de ACs denominados: processo de identificação e

processo de recuperação.

O processo de identificação de áreas contaminadastem como objetivo

principal a localização das áreas contaminadas, sendo constituído por quatro

etapas:

  definição da região de interesse;

  identificação de áreas potencialmente contaminadas;

  avaliação preliminar;

  investigação confirmatória.

O processo de recuperação de áreas contaminadastem como objetivo

principal a adoção de medidas corretivas nessas áreas que possibilitem

recuperá-las para um uso compatível com as metas estabelecidas a ser

atingidas após a intervenção, adotando-se dessa forma o princípio da “aptidãopara o uso”. Esse processo é constituído por seis etapas:

  investigação detalhada;

  avaliação de risco;

  investigação para remediação;

  projeto de remediação;

  remediação;

  monitoramento.

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Na realização das etapas do processo de identificação, em função do

nível de informação existente referente a cada uma das áreas em estudo, estas

podem ser classificadas como: áreas potencialmente contaminadas (APs),

áreas suspeitas de contaminação (ASs) ou áreas contaminadas (ACs).

Durante a execução das etapas do gerenciamento de ACs, em função

do nível de informação referente a cada uma das áreas em estudo, estas

podem ser classificadas como áreas potencialmente contaminadas (APs),

áreas suspeitas de contaminação (ASs) e áreas contaminadas (ACs).

 As áreas potencialmente contaminadassão aquelas onde estão sendo

ou foram desenvolvidas atividades potencialmente contaminadoras, isto é,

onde ocorre ou ocorreu o manejo de substâncias cujas características físico-

químicas, biológicas e toxicológicas podem causar danos e/ou riscos aos bens

a proteger.

 As áreas suspeitas de contaminação são aquelas nas quais, durante a

realização da etapa de avaliação preliminar, foram observadas falhas no

projeto, problemas na forma de construção, manutenção ou operação do

empreendimento, indícios ou constatação de vazamentos e outros. Essas

constatações induzem a suspeitar da presença de contaminação no solo e nas

águas subterrâneas e/ou em outros compartimentos do meio ambiente.

Uma área contaminada pode ser definida resumidamente como a área

ou terreno onde há comprovadamente contaminação, confirmada por análises,

que pode determinar danos e/ou riscos aos bens a proteger localizados na

própria área ou em seus arredores.

O meio mais diretamente afetado pela contaminação é o solo, mas

também pode atingir as águas subterrâneas. A metodologia utilizada pela

CETESB no gerenciamento de áreas contaminadas, constante no manualeditado por essa instituição, fundamenta-se numa progressão da análise, por

meio de etapas sucessivas, na qual as informações de uma etapa servirão de

base para a execução da fase posterior. Dessa forma, adota-se a classificação

das áreas nas seguintes categorias:

  Potencialmente contaminadas  –  locais que abrigam ou já abrigaram

atividades com potencial poluidor;

  Suspeitas de contaminação – locais onde foram observados indícios decontaminação;

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  Contaminadas – locais comprovadamente contaminados por resíduos ou

substâncias ali depositados.

O gerenciamento de ACs pode ser conduzido por um órgão federal,

estadual, municipal ou até mesmo privado que possua a atribuição de controlaros problemas ambientais na região de interesse. Esse órgão deve se

responsabilizar pela execução das etapas do processo de identificação de

áreas contaminadas e pela fiscalização da execução das etapas do processo

de recuperação, que caberá, normalmente, ao responsável pela contaminação,

de acordo com o princípio do “poluidor pagador”. 

 A legislação estadual ainda divide as áreas enquadradas na terceiracategoria em três classes distintas:

  Área contaminada sob Investigação (AI);

  Área contaminada (AC);

  Área remediada para uso declarado (AR).

Esta classificação, de acordo com a Lei Estadual 13.577/2009 deve ser

adotada para efeito de elaboração do Cadastro de Áreas Contaminadas, sendo

que mesmo aquelas consideradas remediadas deverão constar deste

instrumento, visto que numa eventual mudança de uso, as condições do

terreno deverão ser reavaliadas.

Nos EUA, a primeira lei federal sobre a matéria foi aprovada em 1980

com o Comprehensive Environmental Response Compensation and Liability

 Act / “Lei de Responsabilidade”   146, que estabeleceu critérios para a

declaração da contaminação, investigação e remediação, além das obrigaçõesdo responsável pelo dano. Esta lei institui o Superfund, o fundo nacional para

identificação, caracterização e remediação de áreas contaminadas com maior

risco, considerados prioritários, segundo o National Priorities List  – NPL, que

utiliza uma metodologia para a pontuação e a classificação dos locais

denominada Hazard Ranking System  –  HRS. O Superfund tem recursos

provenientes de taxas sobre o petróleo, sobre determinados produtos químicos

e de um imposto cobrado de algumas empresas (environmental tax income).

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 A responsabilidade objetiva, nesse caso, determina que a reparação do

dano independe da existência de culpa, o que possibilitaria a condenação do

proprietário atual, mesmo não sendo o causador da contaminação, embora

preservando o seu direito de ser ressarcido pelo verdadeiro responsável, por

meio de ação cível.

USA National Priority List (1985): Substâncias mais comuns

detectadas em aquíferos 

Composto Nº de caso Composto Nº de casoTricloroetileno 33 Cromo 15

Plomo 30 1.1.1.triCl-etano 14Tolueno 28 Zinco e derivados 14

Benzeno 26 Etilbenzeno 13Bifenis poliaromáticos 22 Xileno 13

Clorofórmio 20 Cl-metila 12Tetracloreto Carbono 16 Trans-1.2-diCl-etileno 11

Fenois 15 Mercúrio 10 Arsênico 15 Cobre e derivados 9Cádmio 15 Cianeto 9

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 A maioria dos estados americanos estabelecem padrões/normas de

limpeza para hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH, tipicamente 10-1000

ppm) e pode ter normas adicionais para BTEX ou outros compostos.

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Uma pequena quantidade de substâncias muito tóxicas e persistentes é

capaz de gerar uma pluma de contaminação muito grande, particularmente em

aquíferos com alta velocidade de fluxo.

Fontes potenciais de origem industrial

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Fontes potenciais de origem industrialFerro e Aço Manufatura Farmacêutica

Produtos MetálicosTratamento Química para Borracha e

MadeiraProdutos Mecânicos Indústria de Polpa de Celulose

Manufatura de Metais não ferrosos Sabão e DetergenteIndústria não metálica Indústria Têxtil

Indústria de Refino de PetróleoIndústria de Tingimento e Finalização

de CouroIndústrias de Materiais Plásticos e

Sintéticos Agroindústria

Processamento de Borracha Manufatura de PesticidaManufatura de Produtos Químicos

OrgânicosIndústria de Fertilizante

Manufatura de Produtos QuímicosInorgânicos

Planta Química

Tintas Eletrônica e Elétrica

2.4. Arsênio

 A maioria dos pesticidas agrícolas são constituídos por compostos

orgânicos que, além da toxicidade inerente, pode apresentar em sua

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composição química elementos metálicos.  Nas culturas a aplicação de

macronutrientes como o hidrogênio, fósforo e potássio é uma prática usual e

bastante difundida entre os agricultores. No entanto, o fornecimento de

macronutrientes pode acarretar também a adição indireta de metais e

semimetais ao solo. Esses produtos podem ser fontes geradoras de cargas

contaminantes e o fator de risco acha-se associado à mobilidade de

metais e metaloides até aquíferos, comprometendo a qualidade das

águas.  Os ânions arsenato (H2 AsO4-) e fosfato (HPO4

2-) comportam-se de

forma semelhante nas reações químicas do solo, no entanto, apesar de

apresentarem estruturalmente similaridade geométrica, o quimismo do arsênio

torna-se mais atuante e móvel diante de condições redutoras e de alta

concentração de fósforo.

Em ambientes aquosos, o arsênio pode ser encontrado em suas formas

trivalentes As(III) e pentavalente As(V). Em condições anaeróbicas ou

redutoras, predominam as espécies de arsenato (H2 AsO3, H2 AsO3-, H2 AsO3

2-)

enquanto as espécies de arsenato (H2 AsO4, H2 AsO4-, H2 AsO4

2-) prevalecem

em ambientes aeróbicos e oxidantes. Sob condições oxidantes, na faixa de pH

entre 2 e 7, a espécie dominante é o H2 AsO4- e em valores de pH maiores que

7 a espécie dominante é o H2 AsO42-. As espécies H2 AsO4  e H2 AsO43-  estão

presentes em condições extremamente ácidas e alcalinas, respectivamente.

Em condições redutoras, a espécie neutra H2 AsO3  predomina até o pH em

torno de 9,2 e as espécies aniônicas H2 AsO3-, H2 AsO3

2-  e H2 AsO33 irão

predominar em valores de pH maiores que 9,2. Dentre as principais fontes de

contaminação ambiental antropogênica por arsênio, encontram-se os efluentes

das indústrias de mineração e metalurgia. As técnicas convencionais de

remoção de arsênio de efluentes industriais podem ser divididas em duascategorias: as que envolvem precipitação química e pelo uso de adsorventes.

O arsênio é um elemento extremamente tóxico (Mahimairaja et al.,

2005), cujas disponibilidade e toxicidade dependem da forma química em que

se encontra no meio (Sadiq, 1997). Existe uma similaridade entre a química do

arsênio e do fósforo, formando nos solos oxiânions (arseniato e fosfato) no

estado de oxidação +5 (Quazi et al., 2005). As formas oxianiônicas de arsênio

nos solos ricos em óxidos de ferro, estão envolvidas na adsorção específicadesse elemento (Waychunas et al., 1993; Bhattacharya et al., 2007) e

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competem com os fosfatos (Wasay et al., 2000). A remoção do arsênio por

dessorção com soluções de fosfato tem sido usada para lavagem deste

elemento em solos contaminados (Codling & Dao, 2007). Nesta técnica, é

necessário que, posteriormente, se trate o efluente gerado sendo que a

remoção do arsênio de efluentes contaminados tem sido realizada por

coagulação, sedimentação e filtração (Nguyen et al., 2006). Os produtos FeCl3 

(Tokunaga et al., 1997; Jang et al., 2007) e Al2(SO4)3  (Silva, 2005) têm sido

utilizados para remoção do arsênio por coagulação de efluentes líquidos.

 A mobilidade do arsênio, bem como sua acumulação ocorre devido a

diversos tipos de mecanismos que envolvem reações químicas como

oxidoredução, precipitação-dissolução, sorção-dessorção e metilação. As

diferentes formas do arsênio são verificadas, principalmente, como As 3+  emseu estado reduzido e mais solúvel; neste caso também considerado espécime

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mais tóxico. Já As5+, o estado de maior grau de oxidação é normalmente

menos móvel.

2.5. Cromo

 A contaminação ambiental por elementos traços tem sido bastante

discutida no meio científico. O cromo é um elemento polivalente

apresentando várias valências, sendo que seu grau de oxidação pode

variar em +1, +2, +3, +4, +5 e +6, por isso seu estado depende de vários

parâmetros como pH, potencial redox, atividade microbial, natureza dos

reagentes, entre outros. As concentrações do cromo em águas subterrâneas

estão tipicamente no intervalo de 1 a 10 μgL -1. A concentração do metal em

águas subterrâneas geralmente é baixa e é menor que 1 μgL-1

. No estado deSão Paulo, de acordo com a CETESB, na região do aquífero Bauru

existem concentrações elevadas de cromo com até 0,14 mgL-1 quase três

vezes o limite máximo preconizado pelo Ministério da Saúde, que é de

0,05 mgL-1. 

O cromo é reconhecido como elemento-traço essencial para o homem,

embora, possua grau de oxidação de Cr 1+  a Cr 6+, com sua forma trivalente

Cr(III) sendo a mais encontrada, a toxicidade do cromo limita-se à sua formahexavalente Cr(VI). Em ambientes redutores de baixo Eh e pH predominam as

espécies de Cr(III) como cátions Cr 3+, CrOH2+, Cr(OH)2, Cr(OH)3  e ânions

Cr(OH)4-. Sob condições oxidantes de Eh e pH elevado, as espécies de Cr(VI)

predominam como ânions nas formas HCrO4- e CrO4

2-. A mobilidade do cromo

em ambientes aquosos é diretamente relacionada com as características

químicas e físicas da água, contudo a solubilidade do cromo eleva-se de forma

mais intensa na água quando há uma reação redox que transforma as espécies

de Cr 3+ em espécies de Cr 6+. Sob as condições oxidantes, na faixa de pH 2 a 7,

as espécies dominantes são o Cr 3+, CrOH2+ e HCrO4-. Em condições redutoras,

as espécies neutras predominantes são Cr(OH)2+, neste caso, somente até

atingir pH 8,5 e o CrO42-  predominando desde a fase neutra até a condição

mais alcalina. E a espécie aniônica CrO4-  irá predominar em valores de pH

maiores que 8,5.

O cromo é naturalmente encontrado no estado trivalente, já que o estado

hexavalente é praticamente devido a atividades humanas. As principais fontes

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antropogênicas que liberam o cromo e seus compostos no meio ambiente:

construção civil, fundições, manufatura de aço e ligas, indústria de

galvanoplastia, minas, lixo urbano e industrial. A mobilidade do cromo, bem

como sua acumulação devido a diversos tipos de mecanismos que envolvem

reações químicas como potencial redox, precipitação, dissolução e sorção-

dessorção. As diferentes formas do cromo são verificadas, principalmente,

como Cr 3+ em seu estado reduzido e menos solúvel, neste caso, considerado

espécime menos tóxico. Já o Cr 3+, o estado de maior oxidação, é normalmente

mais solúvel.

Diagrama Eh – pH da especiação do cromo.

2.6. Contaminação de Aquífero por Fuga de Estações de

Serviço

Infiltrações de água em barragens são comuns e previstas nos projetos,

mas, se ocorrerem, acarretam sérios problemas de ordem técnica. Conhecem-se vários exemplos de barragens que nunca chegaram a acumular o volume

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d’água previsto, porque a permeabilidade das rochas do reservatório e/ou

material da barragem foi subestimada. Perdas: água que escapa do sistema

antes de ser utilizada para uma atividade-fim.

Essas fugas podem ser associadas às bombas  de uma estação de

serviço.

Substância contaminante: hidrocarbonetos (BTEX), tóxicos, com

expressiva mobilidade em aquíferos;

Carga Hidráulica: líquidos, em tanques e tubos enterrados sob pressão.

Fase livre  é o produto em fase separada que pode ser imiscível ou

parcialmente miscível e que apresenta mobilidade no meio poroso. Representauma fonte de contaminação para águas subterrâneas e apresenta risco de

explosão e incêndio.

2.7. Contaminantes Orgânicos

Os NAPL são usualmente divididos em dois grupos, de acordo com sua

densidade relativa à da água: LNAPL (light NAPL), de densidade mais baixa

que a da água e DNAPL (dense NAPL), de densidade superior à da água. Os

LNAPL estão presentes em combustíveis automotivos e de aviação. As

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contaminações por DNAPL resultam de diversas atividades industriais, como

indústrias químicas e metalúrgicas, manufatura de pesticidas e tratamento de

madeiras e ainda vazamento de óleo de transformadores.

Principais compostos tóxicos e não-miscíveis (NAPL) verificados em

contaminações de solos podem ser divididos em:

Hidrocarbonetos monoaromáticos de petróleo;

Hidrocarbonetos policiclícos aromáticos (HPA ou PAH);

Orgânicos halogenados ou solventes organoclorados;

Defensivos agrícolas, agroquímicos ou pesticidas.

Os principais hidrocarbonetos aromáticos de petróleo são os compostos

da série do benzeno conhecimento como compostos BTEX: benzeno, tolueno,

etilbenzeno e xilenos. Os compostos do grupo BTEX são constituintes da

gasolina e comprovadamente carcinogênicos, tendo, portanto, grande

importância ambiental. São mais solúveis quando comparados aos HPA.

Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) são poluentes orgânicos

de importância ambiental e interesse toxicológico, pois muitos apresentam

propriedades pré-carcinogênicas e/ou mutagênicas para homens e animais.

Os HPAs tem maior peso molecular, ou seja, são DNAPL. Exemplos

são: o naftaleno (C10H8), fenantreno (C14H10), antraceno (C14H10) e o

benzopireno (C20H12). Esses compostos são encontrados na fração pesada da

destilação do petróleo em produtos como o asfalto e creosoto (química líquido

oleoso, pesado, obtido da destilação de alcatrão de hulha ou madeira, a

principal propriedade é ser biocida para agentes causadores de deterioração

da madeira). Podem também resultar da combustão incompleta de

combustíveis fósseis.

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Orgânicos Halogenados

Derivados halogenados dos hidrocarbonetos são compostos orgânicos

obtidos pela substituição de pelo menos um átomo de hidrogênio de umhidrocarboneto por átoma de halogênio (por isso, compostos derivados),

reação essa, denominada halogenação.

O grupo dos orgânicos halogenados (como cloro e iodo), do qual fazem

parte os organoclorados, é um dos maiores e mais importantes no que diz

respeito à contaminação de águas subterrâneas. São compostos orgânicos

derivados de hidrocarbonetos de petróleo, tanto aromáticos como alifáticos,

onde há troca de um ou mais hidrogênios por halogênios. Muitos dos

compostos halogenados são usados como solventes e inseticidas.

Organoclorados Alifáticos

Os organoclorados alifáticos, ou solventes clorados, são orgânicos

halogenados onde o cloro substitui o hidrogênio em hidrocarbonetos de cadeia

aberta. Os organoclorados líquidos são tóxicos, voláteis, não miscíveis e mais

densos que a água, ou seja, DNAPL. Não existem na natureza, são produzidos

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industrialmente, podendo ser derivados de outros compostos clorados. São

muito persistentes no solo, devido à sua baixíssima mobilidade e solubilidade.

De particular importância entre os organoclorados alifáticos são alguns

etanos e etenos clorados como o tricloroetano e o dicloroetano, o

tricloroetileno, o dicloroetileno e o tetracloroetileno. O tricloroetano-1,1,1

(CCl2CH3) é um solvente de largo uso industrial, comumente encontrado em

contaminações de águas subterrâneas. O dicloroetano-1,2 (CH2ClCH2Cl) é

também um solvente industrial. O tricloroetileno (CCl2  = CHCl) ou tricloeteno

(TCE) é o exemplo mais comum de eteno clorado e um dos compostos mais

frequentemente encontrados em contaminações subterrâneas. O dicloroetileno-

1,1 DCE é encontrado na natureza como produto da degradação do TCE ou do

tricloroetano-1,1,1 e se degrada formando o cloroetileno (Ch2CHCl – “cloreto de

vinila”). O tetracloroetileno ou percloroetileno (PCE) é outro solvente clorado

frequentemente encontrado como contaminante de águas subterrâneas.

Clorados e Fenois

Os hidrocarbonetos aromáticos clorados são também produtos químicos

industriais muito comuns. Entre os hidrocarbonetos aromáticos clorados, os

benzenos clorados/inseticidas (BHC) e bifenis policlorados (PCB) são de

grande importância ambiental. Os benzenos clorados são muito utilizados

como solventes ou pesticidas, são pouco voláteis, pouco ou moderadamente

solúveis e hidrófobos. Os PCBs eram utilizados em transformadores e

capacitores, como solventes e como fluidos hidráulicos. São pouco voláteis e

altamente hidrófobos.

Os fenóis aromáticos são caracterizados pela substituição de

hidrogênios por hidroxilas na estrutura do benzeno. O fenol (CH6H5OH) tem

apenas uma hidroxila no lugar do hidrogênio. Fenol e seus derivados

constituem uma importante classe de contaminantes ambientais pela sua

presença em muitos efluentes industriais, incluindo refinarias, plantas

petroquímicas, siderúrgicas, indústrias de cerâmicas e de resinas fenólicas,

entre outras.

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3. Bacias Hidrográficas: Ação Geológica das Águas

Superficiais

 A chuva e a neve que caem sobre a Terra podem seguir vários

caminhos antes de retornar à atmosfera. Uma grande parte se evapora no

próprio local onde se precipita, parte é absorvida pelas plantas e mais tarde

transformada em vapor de água. Certa quantidade se infiltra no solo e junta-se

á água subterrânea, o restante corre sobre a superfície integrando-se aos rios,

e finalmente é encaminhada ao mar.

 As águas das chuvas correm pelas vertentes entre elevações,

canalizam-se pelas irregularidades do terreno e unem-se formando os

pequenos arroios. A princípio estes fluem intermitentemente, porém vãoremovendo partículas do solo e de rocha, abrindo sulcos, até alcançar a

superfície do aquífero freático de água subterrânea da qual recebem

contribuição, transformando-se em rios permanentes. As fontes naturais

também contribuem com o caudal, principalmente nas cabeceiras.

 A velocidade das correntes de água varia segundo a topografia, regime

pluvial da região, idade do rio e carga transportada. A variação na velocidade

pode determinar movimentos turbilhonares. O eixo de um rio é a porção ondesua velocidade é maior e geralmente situa-se pouco acima da profundidade

média, porque ali o atrito é menor.

3.1. Ação Erosiva

Nas vertentes mais íngremes, a velocidade das águas é grande,

formando sulcos e arrastando os resíduos resultantes. Parte das rochas é

removia por dissolução. A velocidade das águas em determinados pontos é

suficiente para arrancar fragmentos de rochas do fundo e, como consequência,

aprofundar o leito. Os fragmentos de rocha arrancados são transportados pelas

correntes, sofrem desgaste e atuam desgastando o leito do rio. A corrosão

produz poços pelos redemoinhos das correntes carregadas de seixos. Os

seixos ou fragmentos descrevem movimentos de rotação desgastando os

poços, que, finalmente, se interligam e aprofundam o rio.

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Os rios transportam material de três formas: por solução ou suspensão 

ou arrasto, ou ainda por rolamento ou salto. O conjunto (arrasto total) depende

da velocidade e do volume do seu caudal.

 A maioria dos rios possui três partes segundo a inclinação ou

declividade: o trecho da montanha ou fase juvenil do rio, o de maior pendente;

o trecho do vale ou maturação; e o trecho da planície ou senil, onde a pendente

 já próxima da foz é mínima. Neste ponto, ele está próximo ao seu perfil de

equilíbrio, ou seja, seu poder erosivo reduziu-se ao mínimo. Nessa fase, o rio

deposita grande parte do material transportado. Seu percurso torna-se então

sinuoso e aparecem praias de areia e pedregulhos na parte interna da curva.

 As curvas tornam-se cada vez mais pronunciadas, e o desgaste lateral supera

o vertical. As curvas podem estender-se a ponto de se aproximarem uma das

outras, e, finalmente, a parte que separa as curvas pode desaparecer. Por

vezes o canal segue diretamente, deixando na lateral um lago em forma de

ferradura que se mantem pelas chuvas ou secas, tais segmentos chamam-se

meandros. Nesta fase, tal configuração decorre da grande deposição do fundo

e de erosão que passou a ser lateral, sendo comum o meandro ser esculpidos

em seus próprios sedimentos. Os meandros podem constituir uma série de

braços mortos que, por ocasião das inundações são preenchidos. Quando toda

a planície do rio é coberta temporariamente, ocorre a deposição de argila

nesses meandros. Nesta fase, o rio atingiu sua senilidade. Os depósitos

argilosos são comumente explorados para fins cerâmicos.

Havendo um movimento que provoque emergência da região ou

aumento da pluviosidade o rio pode sofrer um rejuvenescimento e passar a

erodir mais intensamente.

3.2. Cachoeiras

Quando um trecho de rocha dura se segue a outro de rocha mole no

curso de um rio, esta última desgasta-se mais rapidamente e forma-se um

declive abrupto; são as cachoeiras. Cachoeiras podem originar-se ainda por

falhas ou diques. As Quedas do Iguaçu originaram-se principalmente por

falhamentos de grandes rejeitos constatados no basalto mais a erosão

diferencial nas várias sequências de derrames.

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3.3. Transporte de Materiais

O transporte de materiais é feito de três formas, a saber: por solução,

por suspensão e por saltos.

3.3.1. Transporte Por Solução

 A quantidade de sais em solução nos rios depende de vários fatores, tais

como chuva, constituição das rochas da área, dos tipos de solo e volume da

água. Geralmente expressam em seus constituintes os elementos

componentes das rochas. Anualmente os rios levam aos mares quase 4

bilhões de toneladas de sais dissolvidos. Grande parte destes se precipita,

formando rochas de origem química, e parte é aproveitada pelos seres vivos

que também acabam por constituir rochas quando morrem.

3.3.2. Transporte Por Suspensão

Os rios transportam substâncias sólidas em suspensão e compostos

como hidróxidos de ferro, hidróxido de alumínio, argilas, sílica e coloides

orgânicos por suspensão coloidal. As partículas sólidas são transportadas

conforme a velocidade do rio, que aumenta de acordo com a pluviosidade, o

gradiente e a largura. Quando as águas do rio não tem mais competência paratransportar o material sólido, este se deposita em partes: inicialmente os mais

grosseiros, passando pelos intermediários, e finalmente os mais finos. As

argilas e o material coloidal depositam-se após chegarem ao mar, geralmente

distante da costa.

3.3.3. Transporte Por Saltos

Os seixos e blocos que constituem a menor porcentagem da carga total

rolam ou saltam com maior ou menor velocidade, dependendo da velocidade

das águas, da declividade, ou da irregularidade do terreno. Quando esse

material se deposita, forma os leitos de cascalhos, geralmente alongados no

sentido da corrente. Os seixos arredondados ficam dispostos com a parte plana

indicando a direção da montante e inclinados segundo a direção da corrente,

imbricados como telhas em um telhado.

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4. Tópicos de Geomorfologia

4.1. Vertentes

4.1.1. Conceito de Vertente

Vertente significa superfície inclinada, não horizontal, sem

apresentar qualquer conotação genética ou locacional. Podem ser

subaéreas ou submarinas, podendo resultar da influência de qualquer

processo, sendo formadas pela ampla variedade de condições internas e

externas. Vertentes são locais onde ocorrem o intemperismo, transporte e

deposição de materiais. Para a geologia, vertentes são unidades básicas de

relevo. O perfil de vertente é a linha traçada sobre o terreno descrevendo suainclinação.

4.1.2. Descrição da Vertente

Os principais termos adotados para descrever os componentes de

vertentes são: unidade de vertente  (consiste de um elemento único de

vertente); segmento (é a porção da vertente onde os ângulos permanecem

constantes); concavidade (consiste no conjunto de todas as partes de umperfil de vertente no qual não há aumento dos ângulos em direção à jusante);

convexidade (consiste no conjunto de todas as partes de um perfil de vertente

no qual não há diminuição dos ângulos em direção à jusante); e plano de

ruptura (onde é possível a distinção entre o material deslizado e o que não foi

movimentado).

Os processos em uma vertente se individualizam pelos fatores exógenos

e endógenos. Os exógenos são comandados pelo clima, os endógenos pela

estrutura geológica e tectônica. Como agentes de intemperização destacam-se

a temperatura e a precipitação, que em função do comportamento da interface,

como a vegetação, proporcionam maior infiltração (fluxo de subsuperficie,

movimento de massa e fluxo por terra) ou infiltração, com consequentes efeitos

no comportamento da vertente. As vertentes são locais onde ocorrem ação

intempérica, transporte e deposição de materiais (consolidados e

inconsolidados).

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MAX Derruau considerava que o perfil típico de uma vertente

apresenta uma convexidade no topo e uma concavidade na parte inferior,

sendo que ambas estão separadas por um simples ponto de

inflexão/inclinação ou por um segmento.

Vertentes retilíneas: o perfil tem um ângulo constante. Segmentos ou

partes de vertentes também podem ter esse perfil.

 Água na vertente Escoamento Superficial

Infiltração

Fatores que influenciam Parâmetros relacionados ao processo

Textura do solo Velocidade de infiltração

Heterogeneidade Condutividade hidráulica saturada

Cobertura vegetal Difusividade hidráulica

Umidade

Declividade do terreno

Max Derruau (1965) considera que o perfil típico de uma vertente

apresenta uma convexidade no topo e uma concavidade na parte inferior ,

sendo que ambas estão separadas por um simples ponto de inflexão ou

por segmento.

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Variáveis Morfométricas

1. Declividade

É o ângulo de inclinação da superfície local em relação ao plano

horizontal. Pode ser expressa em graus e em porcentagem. Pode ser

direcionada para avaliação do equilíbrio entre escoamento superficial e

infiltração da água no solo.

2. Orientação do vertente

É a medida do ângulo horizontal da direção esperada do

escoamento superficial de acordo com a concavidade da vertente.

3. Comprimento de rampa

Influencia o comportamento do ES determinando a velocidade do

fluxo e seu grau de confluência.

4. Curvatura vertical

Forma côncavo-convexo, quando analisado em perfil.

Desempenha um papel importante na evapotranspiração e

consequentemente no balanço hídrico.

5. Curvatura horizontal

Caráter convergente-divergente dos fluxos de matéria sobre o

terreno.

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 As curvaturas horizontais e verticais representam uma caracterização

das formas do terreno, as quais se associam as propriedades hidrológicas e

transporte de material inconsolidado. Os casos extremos de combinação de

curvatura do terreno são representados pela forma côncava-convergente

(máxima concentração e acúmulo de escoamento) e pela forma convexa-divergente, onde ocorre máxima dispersão de escoamento. 

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Entre as variáveis morfométricas tem-se a declividade, orientação de

vertente, comprimento da rampa, curvatura vertical e curvatura horizontal.

Os estudos de compartimentação da topografia apontam a curvatura vertical

das vertentes como uma das variáveis de alto poder de identificação de

unidades homogêneas do relevo. A curvatura vertical refere-se à forma

convexa-côncava do terreno, quando analisado em perfil.

Forças que atuam na vertente:

i. Gravidade

ii. Água

iii. Amplitude Térmica Diária

4.2. Morfogênese

Os processos morfogenéticos são responsáveis pela esculturação

das formas de relevo, representando a ação da dinâmica externa sobre a

vertente.

a) Intemperismo;

b) Movimentos do regolito;

c) Processo morfogenético fluvial.

 A declividade favorece o rápido deslocamento de material de massas de

solo e blocos de rocha ao longo das encostas pelo efeito da gravidade.

Entretanto, nem sempre o maior número de movimentos ocorre nas áreas

mais íngremes.

Entende-se por processo erosivo a destruição da estrutura do solo e

sua remoção, sobretudo pelas águas de escoamento superficial,

depositando em áreas mais baixas do relevo. A erosão transporta o material

inconsolidado. Este processo pode ser intensificado pela intervenção do

homem, acelerando-o e determinando um alto índice de deflagração da

superfície da terra (IPT). Os solapamentos são rupturas de taludes marginais à

cursos d’água após enchentes. A erosão pode ocorrer por escoamento laminar

(sem formar canais definidos) ou foramando as ravinas, que se referem a

feições relacionadas ao fluxo concentrado, e podendo chegar à

configuração de boçorocas, à medida que atinge o aquífero freático.   As

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boçorocas (designação mais apropriada, considerando a derivação do tupi-

guarani – IB-çoroc: terra rasgada, rasgão no solo), aprofundam-se por erosão

vertical, alongam-se por erosão regressiva e alargam-se por degradação

das encostas (Leuzinger). As boçorocas constituem-se do estágio mais

avançado da erosão, sendo caracterizadas pelo avanço em profundidade

das ravinas até atingirem o freático.

 A erosão por boçoroca é responsável pela descaracterização da

paisagem natural, em áreas situadas na zona intertropical do globo,

principalmente no que diz respeito à erosividade das chuvas.  As

boçorocas constituem-se em indicadores de um avançado estágio de

degradação do solo, e são formadas por uma série de condicionantes

naturais associados às atividades humanas sem planejamento de uso e

ocupação dos solos, acelerando os processos erosivos.

Selby (1994) observa que as boçorocas se formam quando pelo menos

três fatores se fazem presentes: aumento local da declividade,

concentração de fluxo de água e remoção de cobertura.

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 A cobertura vegetal é de vital importância para a manutenção do estado

de equilíbrio e qualquer alteração que nela se produza, conduz à erosão

acelerada. As atividades que conduzem à erosão acelerada, são

principalmente os desmatamentos para a agricultura, a pecuária e construção

civil. Os dois principais fatores que levam à erosão acelerada são: as taxas de

erosividade e erodibilidade. Erosividade: é a capacidade das chuvas para

causar erosão. Depende das características físicas da chuva como:

intensidade total, tamanho das gotas e velocidade. Erodibilidade: é a

vulnerabilidade ou susceptibilidade do solo à erosão, é função das

características físicas do solo (textura, estrutura, porosidade e

profundidade) e do seu manejo, que só ocorre onde há atividade humana.

4.3. Movimentos de Massa

Segundo Selby (1994), movimento de massa é o movimento de solo ou

material rochoso encosta abaixo sob a influência da gravidade, sem

contribuição direta de outros fatores como água, ar ou gelo.  É parte da

dinâmica natural da paisagem. Também o conceito de rastejamento citado

por este autor refere-se ao movimento gravitacional lento e associado à

concentração de fluxo de água superficial, perceptível somente emobservações de longa duração. Destacam-se como um dos principais

processos geomorfológicos responsáveis pela evolução do relevo, sobretudo

em áreas montanhosas. Remobilizam materiais ao longo das encostas em

direção às planícies e promovem, juntamente com os processos erosivos,

o recuo das encostas e formação de rampas coluviais. 

Já segundo Fernandes & Amaral, quanto ao plano de ruptura, os

escorregamentos são subdivididos em rotacionais e translacionais.   Os

rotacionais apresentam superfície de ruptura de forma curva, côncava

para cima,  que geralmente acompanha descontinuidades mecânicas e/ou

hidrológicas do material. Os escorregamentos translacionais possuem a

superfície de ruptura planar e costumam ser comprimidos e rasos  e estão

associados à dinâmica superficial.

De acordo com Fernandes e Amaral, os escorregamentos são

movimentos rápidos, de curta duração e com plano de ruptura bem

definido, sendo possível a distinção entre o material deslizado e o que

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não foi movimentado. Quanto ao plano de ruptura, os escorregamentos são

subdivididos em rotacionais e translacionais. Os rotacionais possuem

superfície de ruptura curva, côncava para cima, longa duração. A presença de

mantos de alteração espessos e homogêneos, como aqueles originados de

rochas argilosas, facilita sua ocorrência. Geralmente estão associados à

percolação da água em profundidade, sendo deflagrados algum tempo depois

de um evento chuvoso. O início do movimento muitas vezes está ligado a

cortes no sopé da encosta, provocados por erosão fluvial ou pela construção

de moradias e estradas. Apresenta como feições típicas as escarpas de topo,

fendas transversais na massa transportada e uma língua de material

acumulado na base da encosta.

Rotacionais Translacionais

Ruptura curva, côncava e para cima. Superfícies de ruptura de forma

planar.

Manto de alteração espessa e

Homogêneos facilitam sua ocorrência.

Movimentações compridas e

rasas

Geralmente associados à infiltração

da água em profundidade, sendo

deflagrados algum tempo depois de

um evento chuvoso.

Podem ser causados pela própria

gravidade

Nos grandes centros urbanos os deslizamentos podem assumir

proporções catastróficas, desta forma, a questão da previsão da ocorrência dos

deslizamentos vem assumindo importância crescente na literatura

geomorfológica e geotécnica. Segundo Christofoletti, modelos podem ser

compreendidos como “qualquer representação simplificada da realidade” 

e em muitos estudos têm sido utilizados modelos matemáticos que possuem,

em maior ou menor grau, bases físicas que descrevem alguns dos processos e

leis físicas que controlam a estabilidade das encostas. Exemplos de modelos

matemáticos determinísticos para escorregamentos translacionais rasos,

em bases físicas, têm-se entre outros, o TRIGRS, o SHALSTAB e o SINMAP. 

Vários são os mecanismos que levam à instabilização das encostas.Dentre eles, destaca-se o aumento da poro-pressão positiva e a

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consequente diminuição do fator de segurança, relacionado à saturação dos

solos. De acordo com vários autores (Reneau et al. 1984; Coelho Netto,

Fernandes) este processo torna-se mais importante nas porções côncavas do

relevo (hollows), geralmente preenchidas por depósitos coluviais, uma vez que

estas representam zonas de convergência de fluxos tanto superficiais quanto

subsuperficiais.

4.4. Geologia de Ilhabela

Ilhabela  – rochas alcalinas (picos aguçados) e rochas granito-gnaissicas

(arredondados).

Em Ilhabela, as rochas granito-gnáissicas  em função da sua

constituição mineralógica e textural apresentam maior suscetibilidade ao

intemperismo e aos processos erosivos denudacionais  (Pires Neto),

constituindo-se num padrão de relevo mais rebaixado e dissecado. Os topos

das elevações oscilam ao redor de 900 metros de altitude sendo,

predominantemente, convexos com afloramentos menos frequentes, quando

comparados ao padrão de relevo das alcalinas. Pires Neto indica que as

rochas alcalinas, dada sua constituição mineralógica e sua anisotropia,suportam a quase totalidade do relevo de montanha.   Nesses locais

ocorrem grande transporte de sedimentos e solos resultando, frequentemente

em afloramentos rochosos e pequenas espessuras no manto de alteração.

Estes solos são sazonais, geralmente não apresentando horizontes B,

ocorrendo em manchas esparsas ocupando as partes altas do relevo

montanhoso. Nos alcalinas, as declividades são predominantemente

superiores a 30% caracterizando encostas íngremes, por vezesescarpadas e as altitudes ultrapassam a 1000 metros.  Os topos das

elevações, formando interflúvios em crista, são estreitos com vários picos

destacando-se na paisagem.

 A estrutura geológica de Ilhabela, bem diversa em relação ao seu

entorno, condicionou através da erosão diferencial (processo erosivo atuando

diferentemente sobre cada tipo de rocha, as mais resistentes à erosão

formando relevos altos ou proeminentes e as mais fracas à erosão, zonasbaixas e/ou relevos mais suaves), várias feições de relevo.

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Rocha Alcalina:

  2/3 da ilha (Ilhabela).

  Sustentam os pontos culminantes da ilha São Sebastião (atingindo 1375

metros).  Resultante de antigos dutos vulcânicos.

  Mais resistente ao intemperismo e deslizamentos de massa.

Essas formações apresentam picos aguçados e sustentam os pontos

culminantes da ilha. Os anfiteatros coluviais são recuos rasos (os anfiteatros)

com material sedimentar (colúvio) assentado pelo tempo geológico, são muito

estáveis. Existem costões (rocha exposta) e afloramentos.

Rocha alcalina é qualquer rocha que apresenta álcalis  (é uma base,

sal iônico de um metal alcalino ou de um elemento metal alcalinoterroso) em

excesso na sua composição, quando a quando a quantidade de álcalis é

superior àquela que seria acomodada em feldspato o excesso aparece na

moda como feldspatoide, piroxênio e anfibólio sódicos e outras fases ricas em

álcalis, e/ou na norma como nefelina ou como acmita.

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Rocha granito gnaisse:

  As vertentes tendem à concavidade, favorecendo o acúmulo de

sedimentos.

  Frações argilosas, silte, seixo.  Formação de pé de encosta, sujeitas à inundação.

  São mais degradadas pelo intemperismo.

  Apresenta um padrão de relevo mais rebaixado e

dissecado.

  Vertente meia-laranja, predominantemente convexa.

  Altitude menor.

  Deslizamentos mais violentos.

Essas formações apresentam formas arredondadas. Os anfiteatros

coluvionares estão associados a depósitos, em formas de rampas, nas

suas porções terminais, constituída de material sedimentar mal selecionado,

desde frações argilosas até seixos, transportados pelos cursos d’água,

torrentes e movimentos de solo por gravidade. Nesse sentido, as formações

de pé-de encosta são áreas constantemente sujeitas a inundações.

O contato entre as rochas alcalinas e granito‐gnaisse é bem marcada

por uma ruptura de declive de forma convexa/convexa. Essas

características tornam o ambiente muito frágil, com alta susceptibilidade a

escorregamentos, rastejo de solos e refinamentos, fato estes agravados

pela ocupação humana desordenada de suas encostas nesta porção da ilha.

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Em Ilhabela, o contato entre as rochas alcalinas e granito-

gnaissicas que é bem marcada por uma ruptura de declive de forma

convexa-côncava, principalmente na face voltada para o canal de São

Sebastião. Tal ruptura permite o desenvolvimento, a jusante, abaixo da cota

altimétrica de 200 metros, de uma superfície rebaixada, onde os topos das

elevações e suas vertentes são, predominantes, convexos, com vales abertos,

sendo baixa a densidade de rede de drenagem, com rios de primeira e

segunda ordem. Trata-se de um terceiro tipo de relevo, o “nível dos morros e

patamares incipientes”, onde ocorrem corpos de tálus e cones de dejeção, cuja

morfodinâmica está relacionada ao aporte de detritos finos ocasionais até

grandes massas de blocos e blocos isolados provenientes das vertentes e da

rede de drenagem, durante as chuvas e torrentes. Estas características tornam

estes ambientes muito frágeis, com alta suscetibilidade a

escorregamentos, rastejo de solo e ravinamentos, fatos estes agravados

pela ocupação humana desordenada de suas encostas nesta porção dailha.

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4.5. Proposta de Mitigação de Área em Caraguatatuba

4.5.1. O Local

Caraguatatuba é um município do Estado de São Paulo, situada na

região metropolitana homônima, no litoral norte paulista. A população (em

2010) é de 100 899 habitantes, distribuídos por uma área de 484 km², o que

resulta numa densidade demográfica de 208,49 habitantes por quilômetro

quadrado (PORTAL DE CARAGUATATUBA, 2014).

4.5.2. Análises

4.5.2.1. Relevo

O município de Caraguatatuba é constituído por diferentes domínios

morfoestruturais, a saber: áreas de Planalto, as escarpas da Serra do Mar e a

Planície Litorânea. Apresenta grande declividade, 45% do território tem

declividade maior que 45º (CORÁ, 2013).

4.5.2.2. Solo e Caracterização de Vertentes

Na área de Planalto o solo típico é do tipo Latossolo Vermelho e

 Amarelo (homogêneo e textura arenosa média quartzosa). Esses terrenos sãoclassificados como de alta suscetibilidade  à erosão por sulcos, ravinas e

voçorocas (IPT, 2000).

Na área da Serra do Mar predominam os solos do tipo Cambissolo (com

40cm ou mais de espessura) e Latossolo Vermelho Amarelo, com textura

média/argilosa. Apresenta vertentes  de perfil retilíneo e alta densidade de

drenagem.

Já na planície costeira predomina o neossolo (com menos de 20cm deespessura), com elevado grau de antropização (modificação feita pelo homem).

 As áreas são praticamente planas, com baixa altitude e baixa densidade de

drenagem (SMA, 1998).

4.5.2.2.1. Água subterrânea

Segundo PETROBRÁS (2009), “[a análise] não indicou concentrações

anômalas para SVOC’s, VOCs e Pesticidas Organoclorados”, assim como os

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teores de ferro, manganês e de metais totais dissolvidos, considerados

normais.

4.5.2.3. Clima e Pluviometria

O clima é controlado predominantemente pelas massas equatoriais e

tropicais, sendo o segundo o dominante. As temperaturas variam de medianas

a elevadas (MARCELINO, 2003) e há forte umidade específica, devido à

intensa evaporação marítima (NIMER, 1991).

 As altitudes das escarpas são responsáveis pelos altos níveis

pluviométricos, mesmo no inverno. Os maiores índices estão nas escarpas de

maior altitude, alcançando valores de até 3000 mm. Na planície os índices

chegam a 1700 mm de precipitação anual.

4.5.2.4. Vegetação

 A cobertura vegetal da região é predominantemente do bioma Mata

 Atlântica. Na região de escarpas pode-se dividir a vegetação em mata de

encosta (árvores altas) e mata de altitude (acima de 1100m de altitude). Na

área de planície costeira há ocorrência de restingas e mangue alterado

(MARCELINO, 2003).

4.5.2.5. Uso do Solo

O desenvolvimento econômico da região, atualmente impulsionado pela

descoberta das jazidas do Pré-Sal, junto á falta de planejamento urbano 

geram sobrecarga na infraestrutura local, ocupação irregulares de moradias 

e grandes impactos na estrutura ambiental (CORÁ, 2013). O município tem

predomínio no uso do solo em zonas urbanas, que giram economicamente em

torno do turismo e do setor industrial, principalmente os ligados à atividade

portuária.

Observa-se grandes irregularidades no uso do solo quando, por

exemplo, segundo o Código Florestal, 45% das áreas estão restritas à

ocupação urbana e rural por terem declividade maior que 45º, já seguindo o

Zoneamento Ecológico Econômico (ZEE, de nível estadual), 88% do território

do munícipio não poderia ser ocupado, e do restante, 4.5% seriam dedicados à

área rural e sobrariam apenas 7.5% para zona urbana (CORÁ, 2013).

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4.5.2.6. Risco de deslizamentos

Os altos índices pluviométricos e a declividade podem ser apontados

como principais fatores para ocorrência de deslizamentos. Percebe-se que as

cicatrizes na área de escarpas há a predominância de deslizamentostranslacionais e na de Planalto, rotacionais (VIEIRA; RAMOS, 2012).

4.5.3. Acidente

Do dia 17 para 18 de março de 1967, um temporal produziu quase 200

mm de chuvas em um solo já encharcado. No início da tarde de 18 de março,

sábado, a tragédia aconteceu sob intenso temporal que chegou a acumular

580mm de chuvas em dois dias.

Segundos os relatos da época, houve uma avalanche de lama, pedras,

milhares de árvores inteiras e troncos que desceram das encostas da Serra do

Mar, destruindo casas, ruas, estradas e até uma ponte. Cerca de 400 casas

sumiram debaixo da lama. Mais de 3 mil pessoas ficaram desabrigadas (20%

da população da época). O número de mortos - cerca de 400 - foi feito por

estimativa, pois a maioria dos corpos foi soterrada ou arrastada para o mar, por

isso alguns sobreviventes afirmam que o número de mortos possa ser de até 1

mil pessoas.

4.5.4. Solução Mitigadora

É necessário maior controle efetivo na ocupação de encostas. Corá

(2013) e Vieira e Ramos (2012) concordam em relação à necessidade do

maior uso do geoprocessamento no manejo de áreas de risco . Corá

enfatiza o fator social da sua utilização para aplicação das leis de uso do solo,

 já Vieira e Ramos trabalha com a simulação computacional dainstabilidade de áreas (por meio do modelo determinístico SHALSTAB),

comparando com um mapa de cicatrizes de deslizamentos constatou que sua

simulação funciona bem quando é limitada às escarpas (já que não

funciona bem para cicatrizes do tipo rotacional, como os do Planalto) .

Sestini e Florenzano (2004) recomenda o uso combinado de diversos tipos de

processamento de imagem para identificação e caracterização de cicatrizes.

Não foram encontrados registros de graves problemas de poluição quepossam afetar na suscetibilidade a escorregamentos.

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Não houve novas ocorrências de chuvas extremas de intensidade

parecida com a de 1967, por isso não houve deslizamentos de tal magnitude

novamente. Entretanto, o problema com deslizamentos de menor intensidade é

frequente. Segundo o Relatório Anual do IPT de 2010, foi feito um plano de

gestão para Caraguatatuba que incluía um mapeamento de cicatrizes, mas não

foi encontrado esse Parecer Técnico disponível na Internet.

Em épocas de estiagem, seria interessante para mitigar o impacto nas

cicatrizes, realizar um procedimento experimentado pela EMBRAPA, que

consiste na construções de valetas e paliçadas junto à pequenas bacias de

sedimentação para reduzir o impacto da água e plantar em suas margens e

entorno plantas mais resistentes às condições do solo. Essa resistência maior

é obtida pela combinação feita em laboratório de bactérias fixadoras de

oxigênio e fungos associados à plantas à familia das leguminosas. Utilizando-

as na inoculação das plantas, elas crescem mais rápido. Elas costumam ser

feitas em mudas em viveiros e posteriormente plantadas nas cicatrizes.

Como a remoção definitiva de habitantes das encostas e áreas de risco

é muito difícil, é interessante implantar um sistema de alerta baseado na

utilização do software gratuito do INPE, o Sismaden, Sistema de

Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais, que dados hidrometeorológicos

e informações adicionais necessários para a execução das análises e definição

de alertas, de acordo com o risco de ocorrência de desastres naturais

provocados por extremos climáticos, com alarmes espalhados em pontos de

referência para os habitantes que alertem com certa antecedência, aliado à

agentes da Defesa Civil que auxiliem o deslocamento de emergência. Existe

um sistema parecido em testes na região de Ubatuba e São José dos Campos

que utiliza sensores enterrados em áreas de risco que fazem o papel dosoftware (do plano anterior) e detectam milimetros de movimentação, é

interessante para nosso caso pois assim estariam aliados métodos de alerta

para deslizamentos desencadeados tanto por chuva como pela gravidade.

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4.5.5. Bibliografia

CORÁ, M. J. 2013. Impactos do Pré-Sal no uso e ocupação do solo

de Caraguatatuba, SP. Dissertação de Mestrado. Faculdade de Arquitetura e

Urbanismo. Universidade de São Paulo, São Paulo.IPT  –  Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo.

Diagnóstico da situação atual dos recursos hídricos da Unidade de

Gerenciamento dos Recursos Hídricos do Litoral Norte: relatório final. 

São Paulo: IPT, 2000. (Relatório n. 46.172).

MARCELINO, E. V. Mapeamento de áreas susceptíveis a

escorregamentos no município de Caraguatatuba (SP) usando técnicas de

sensoriamento. São José dos Campos: INPE, 2003. 228p.

NIMER, E. Clima. In: IBGE  –  Instituto Brasileiro de Geografia e

Estatística. Geografia do Brasil. v. 3. Rio de Janeiro: IBGE, 1991. p. 51-89.

PETROBRÁS. Relatório de Monitoramento de Águas Subterrâneas – 

Unidade de Tratamento de Gás Monteiro Lobato  – UTGCA. 4ª Campanha-

Dezembro/2009. Mineral Engenharia e Meio Ambiente.

PORTAL DE CARAGUATATUBA. Informações da Cidade. Disponível

em http://www.portal.caraguatatuba.sp.gov.br/caragua_conteudo.php?id=86.

 Acesso em 14 de abril de 2014.

RAMOS, H.A.A.; VIEIRA, B. C. Avaliação da Suscetibilidade aos

Escorregamentos Translacionais Rasos na bacia do Rio Guaxinduba em

Caraguatatuba (SP). In: IX Simpósio Nacional de Geomorfologia, 2012.

SESTINI, M. F.; FLORENZANO, T. G. Caracterização de Cicatrizes de

Deslizamentos por Processamento de Dados TM Landsat em

Caraguatatuba  – SP. Geol. USP Sér. Cient., São Paulo, v. 4, n. 2, p. 57-69,

outubro 2004.

SMA - Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo. Planos de

manejo das unidades de conservação: Parque Estadual da Serra do Mar -

Núcleo Caraguatatuba/São Sebastião. São Paulo: SMA, 1998. 151 p.