Ciclo Hidrológico - Visão Geral e Funcionamento
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Ciclo Hidrológico - Visão Geral e Funcionamento
- 1. Universidade Federal de Campina Grande Microbiologia Trabalho Orientado pela Dra. Sallydelândia Farias Thiago Lemuel Almeida Bizerra Chryslanne Lucas Lucena Mariana Caio Água da Ciclo
- 2. Ciclo Hidrológico VISÃO GERAL Nosso exuberante planeta é um engenhoso maquinário cujas peças em coletividade garantem a viabilidade da existência dos seres. Com certo ritmo a natureza se recria, restaura-se dentro de um ciclo semelhante a reciclagem onde componentes que uma hora serviu a certo ser vivo, volta à terra para servir uma vez mais, assegurando assim a manutenção do meio ambiente. Mas nesse trabalho chamaremos atenção para um ciclo em especial, o da água.É a única substância que existe, em circunstâncias normais, em todos os três estados da matéria (sólido, líquido e gasoso) na natureza. Essa característica exclusiva sugere que existam mudanças contínuas de água de um estado para o outro. É importante salientar que esse recurso cobre 70% da face do planeta, corresponde a um volume de 1,5 milhões de km³ sendo 97% dessa massa presente nos oceanos 2 % é sólida nas geleiras, restando-nos 1% para uso direto. Obrigando-nos a compreender da melhor maneira possível como esse bem se renova na natureza e as formas racionais para seu uso. Todos têm a consciência de onde a usamos, segundo pesquisas feitas o consumo da água se encontra em maiores escalas nas atividades agrícolas, comerciais e industriais, o que resulta em uma necessidade maior e privilegiada por parte de tais atividades. Diante disto chegamos em outro fator muito desconhecido, a questão da importância da água para o desenvolvimento do Brasil e do planeta, de que apesar do Brasil possuir 12% da água doce (potável) considerada a maior parte do total encontrada no planeta, ela se encontra má distribuída e em alguns pontos até em estado de escassez, o que resulta em graves consequências que nos deparamos atualmente no dia-a-dia. Muitos projetos e pesquisas estão sendo feitos para se ter ao menos um maior equilíbrio de sua distribuição e resultando positivas soluções para o desenvolvimento do país e a nossa sobrevivência, ficando claro aqui a necessidade de uma compreensão mais acurada do processo de renovação desse bem. A água é um bem público com valor econômico. Isso é o que determina a Lei das águas, aprovada em 1997 pelo Congresso brasileiro, contudo, a água se faz necessária e importante, para o meio ambiente, para os engenheiros, agricultores, enfim para a toda a humanidade e que a utilizando adequadamente e sendo bem distribuída teremos grandes impactos favoráveis no desenvolvimento geral do país e do mundo.
- 3. Como Funciona. 1 SOL O ciclo começa com a irradiação solar que banha a face terrestre. Sem essa irradiação não haveria a energia necessária para a agitação das moléculas de água, que é o gatilho para as etapas seguintes do ciclo. 1 EVAPORAÇÃO É a passagem da fase líquida para gasosa, ocorre lentamente na superfície dos líquidos. Por volta de 85% do volume da evaporação é oriunda dos oceanos a outra parcela que permeia os 15% vem do continente. Nos oceanos a evaporação máxima ocorre nas áreas de alta pressão, áreas próximas as linhas dos trópicos. No continente a evaporação é mais forte nas regiões próximas a linha equatorial, onde a irradiação solar é mais intensa.Em miúdos evaporação é o processo pelo qual a água se transforma de um estado liquido em um gás ou vapor. A evaporação é a forma primária pela qual a água muda de liquida de volta para o ciclo da água como vapor de água na atmosfera. Estudos têm mostrado que os oceanos, mares, lagos e rios fornecem aproximadamente 90% da umidade de nossa atmosfera via evaporação, com os remanescentes 10% vindo da transpiração das plantas. A evaporação é mais comum
- 4. sobre os oceanos do que a precipitação, enquanto que sobre a terra a precipitação excede a evaporação. A maior parte da água que evapora dos oceanos cai de volta nos oceanos como precipitação, somente aproximadamente 10% da água evaporada dos oceanos é transportada por sobre a terra e cai como precipitação. Uma vez evaporada, uma molécula de água gasta ao redor de 10 dias no ar. A evapotranspiração se refere a dois processos simultâneos: a perda de água do solo através da evaporação e a perda de água da planta pela transpiração. Tecnicamente, é impossível diferenciar o vapor d’água gerado pela evaporação do solo e da transpiração das plantas, portanto, considera-se o vapor d’água nessas condições de maneira conjunta. É um processo simultâneo que transfere a água para a atmosfera a partir do solo (evaporação) e das plantas úmidas (transpiração). A evapotranspiração aglutina as palavras evaporação e transpiração, e sua taxa é medida em milímetros (mm) por unidade de tempo. A taxa simboliza a quantidade de água que se retirou do solo cultivado considerando a profundidade de água, o tempo pode ser considerado por hora, dia, mês, ano, década ou ciclos completos de determinada cultura. As taxas de evapotranspiração são medidas por meio de equações e lisímetros. Sabemos que o solo armazena água proveniente das chuvas, e retornam à atmosfera através da evaporação direta do solo ou a partir da transpiração das plantas. As plantas, por sua vez, absorvem águas e nutrientes do solo por meio de sua raiz, água utilizada no processo de fotossíntese e nos demais processos metabólicos. O transporte do vapor d’água expelido para a atmosfera ocorre por difusão molecular e, pelo movimento do ar, o vento. Quando não há turbulência do ar, a diferença da pressão do vapor diminui, eliminando o processo de evaporação. A evapotranspiração é similar à transpiração verificada no corpo humano. Em dias de maior incidência de ventos, as plantas transpiram mais rápido para regulagem de suas temperaturas, num processo similar ao suor dos animais. 2 TRANSPIRAÇÃO Ocorre da transpiração das plantas e dos animais. A transpiração é a eliminação de água no estado de vapor. Todos os órgãos aéreos da planta transpiram: folhas, caules, flores e frutos. Mas o mais importante órgão de transpiração é a folha. A quantidade de água que as plantas transpiram varia grandemente e geograficamente e no tempo. Existem muitos fatores que determinam as taxas de transpiração:
- 5. - Temperatura: A taxa de transpiração se eleva com a temperatura, especialmente durante a estação do crescimento, quando o ar está mais quente e o crescimento das plantas está ativo. - Umidade relativa: Conforme a umidade relativa do ar que rodeia as plantas se eleva a taxa de transpiração cai. É mais fácil para a água se evaporar em ar mais seco que em um ar mais saturado. - Vento e movimento do ar: Um movimento aumentado do ar que cerca a planta resultará em uma transpiração mais alta. - Tipo de planta: As plantas transpiram a taxas diferentes. Algumas plantas que crescem em regiões áridas, tais como os cactos, conservam a água preciosa transpirando menos que as outras plantas. 3 SUBLIMAÇÃO É semelhante a evaporação, porém a água vai para a fase gasosa partindo da sólida, água das geleiras é um exemplo. Ocorre com exclusividade nas geleiras presentes nas altas cadeias montanhosas como a do Himalaia, e nas regiões polares. 4 CONDENSAÇÃO Esses três processos citados anteriormente, foram os vapores que são levados pelas massas de ar para as regiões mais altas e frias da atmosfera, com essa baixa de
- 6. temperatura, o processo que tornou a água líquida em vapor é revertido, e uma vez mais ela se torna líquida (liquefação). É nessa fase que se formam as nuvens. 5 PRECIPITAÇÃO Quando as nuvens se tornam densas demais pelo largo volume de liquefação ela se torna muito pesada, e literalmente cai, banhando a crosta terrestre. A precipitação pode banhar a crosta de três formas através de chuva, granizo, ou neve, entrando ai os fatores climáticos como determinantes. A precipitação é mais intensa nas regiões equatoriais, e mais sutis nas regiões polares e desérticas. 6 ESCOAMENTO Aqui vamos tratar ao destino tomado pelas águas uma vez que ela tenha tocado o solo. Um dos seus destino são diretamente os reservatórios de água, rios, lagos e oceanos. Outra parcela cai no solo, tomando dois caminhos distintos, parte escoa para rios, lagos e riachos que por sua vez desaguam no mar, outra parte é absorvida pelo solo, entrando por suas fissuras alimentando os lençóis freáticos. O escoamento superficial tem origem, fundamentalmente, nas precipitações. Ao chegar ao solo, parte da água se infiltra, parte é retirada pelas depressões do terreno e parte se escoa pela superfície. Inicialmente a água se infiltra; tão logo a intensidade da chuva exceda a capacidade de infiltração do terreno, a água é coletada pelas pequenas depressões. Quando o nível à montante se eleva e superpõe o obstáculo (ou o destrói), o fluxo se inicia, seguindo as linhas de maior declive, formando sucessivamente as enxurradas, córregos, ribeirões, rios e reservatórios de acumulação. É, possivelmente, das fases básicas do ciclo hidrológico, a de maior importância para o engenheiro, pois a maioria dos estudos hidrológicos está ligada ao aproveitamento da água superficial e à proteção contra os efeitos causados pelo seu deslocamento. A água, uma vez precipitada sobre o solo, pode seguir três caminhos básicos para atingir o curso d’água: o escoamento superficial, o escoamento sub-superficial (hipodérmico) e o escoamento subterrâneo, sendo as duas últimas modalidades sob velocidades mais
- 7. baixas. Os principais fatores que influenciam na quantidade de água que escoa são: - Intensidade da chuva; - Capacidade de infiltração do solo. - Infiltração A infiltração é o processo pelo qual a água penetra nas camadas superficiais do solo, se move para baixo através dos vazios pela ação da gravidade, até atingir uma camada impermeável, formando um lençol d’água. Ao juntar-se à massa de água subterrânea, a água infiltrada move-se através dos poros do material do subsolo, podendo reaparecer na superfície, em nível inferior ao que penetrou no lençol aquífero. A água subterrânea sai naturalmente em tais lugares em forma de vertente, que mantém o fluxo dos cursos ou coleções de água em período de estiagem. Os cursos, carreando as águas do escoamento superficial e a descarga natural da água subterrânea, fazem-nas retornar ao oceano. Aquífero freático, ou livre, ou lençol freático, é aquele em que a água se encontra livre, com sua superfície sob atuação direta da pressão atmosférica. Aquífero artesiano, ou confinado, ou lençol artesiano, é aquele em que a água nele contida se encontra confinada entre camadas impermeáveis e sujeita a uma pressão maior que a pressão atmosférica. Conforme a precipitação infiltra no subsolo, ela usualmente forma uma zona não saturada e uma zona saturada. Na zona não saturada, existe um pouco de água presente nas aberturas das rochas do subsolo, mas o terreno não está saturado. A parte superior da zona não saturada é a zona do solo. A zona do solo tem espaços criados pelas raízes das plantas que permitem que a precipitação se infiltre. A água nesta zona do solo é usada pelas plantas. Abaixo da zona não saturada está a zona saturada onde a água preenche completamente os espaços entre as rochas e as partículas de solo. As pessoas podem furar poços nesta zona para bombear água. A superfície livre do lençol freático (superfície superior do aquífero) não é estacionária: move-se periodicamente para cima e para baixo, conforme seja o período das águas ou da estiagem. Quando um poço é perfurado através da camada superior confinante, atingindo o lençol artesiano, a água se eleva no poço; o nível da água atinge assim uma cota superior à da camada aquífera; neste caso, se a água se elevar acima da superfície do solo, resulta um poço artesiano jorrante ou surgente. “Em caso contrário o poço é artesiano não jorrante.
- 8. 7 ESQUEMA DO CLICO 8 CONCLUSÃO A suas permanentes mudanças de estado (sólido, líquido ou gasoso) ou de posição (superficial, subterrânea ou atmosférica) em relação à superfície da Terra, denominou- se de Ciclo Hidrológico. Por definição, então, Ciclo Hidrológico é a sequência fechada de fenômenos pelos quais a água passa do globo terrestre para a atmosfera, na fase de vapor, e regressa àquele, nas fases líquida e sólida. Esse movimento é mantido pela energia radiante de origem solar e pela atração da gravidade terrestre. Nesse ciclo, distinguem-se os seguintes mecanismos de transferência de água: Precipitação, Escoamento superficial, Infiltração, Evaporação, Transpiração e evapotranspiração. O Ciclo da água é vital para a renovação deste recurso sobre a terra. Para que ele se mantenha equilibrado temos que conservar as florestas e mananciais, ao Engenheiro Agrícola uma nota em especial, 70% da água potável do mundo é gasta nas atividades agrícolas e pecuárias, cabendo ao engenheiro otimizar esse uso.