MAPEAMENTO DE AQUÍFEROS NA CIDADE DE MANAUS

MAPEAMENTO DE AQUÍFEROS NA CIDADE DE MANAUS (AM) -
UTILIZANDO PERFILAGEM GEOFÍSICA DE POÇO E
SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL
DISCENTE: BRENDA LEMA, CAIO PACHECO, ERICA STORK, EZEQUIAS GUIMARÃES E HIGSON DEEKE.
DOCENTE: DRA. LENA SIMONE BARATA SOUZA.
1
UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA
INSTITUTO DE GEOCIENCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
GEOFÍSICAAPLICADAA ÁGUA SUBTERRÂNEA – GEO810
BOA VISTA - RR
2018
POR: LENA SIMONE BARATA SOUZA.

SUMÁRIO
INTRODUÇÃO_________________________________________________________________________________________________________ 3
OBJETIVO____________________________________________________________________________________________________________ 4
ÁREA DE ESTUDO______________________________________________________________________________________________________ 5
CONTEXTO GEOLÓGICO_________________________________________________________________________________________________ 6
BACIAS HIDROGRÁFICAS_______________________________________________________________________________________________ 9
HIDROGEOLOGIA_____________________________________________________________________________________________________ 10
METODOLOGIA______________________________________________________________________________________________________ 12
PERFILAGEM GEOFÍSICA DE POÇO (PGP) E SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL (SEV)__________________________________________________ 13
PERFIL RADIOATIVO – RAIO GAMA (RG)___________________________________________________________________________________ 15
PERFIL ELÉTRICO – RESISTÊNCIA ELÉTRICA (RE)______________________________________________________________________________16
PERFIL ELÉTRICO – POTENCIAL ESPONTÂNEO (SP)____________________________________________________________________________17
PERFILAGEM GEOFÍSICA DE POÇO (PGP)__________________________________________________________________________________ 19
SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL (SEV)____________________________________________________________________________________ 22
PERFIS LITOLÓGICOS DE AMOSTRAGEM DE CALHA__________________________________________________________________________23
SEÇÕES HIDROGEOLÓGICAS____________________________________________________________________________________________ 25
RESISTÊNCIA TRANSVERSAL (R) E CONDUTÂNCIA LONGITUDINAL (S)____________________________________________________________ 38
CONCLUSÕES________________________________________________________________________________________________________ 43

INTRODUÇÃO
O Estado do Amazonas apresenta:
 um potencial hídrico de 1.848,3 km3/ano;
 população de 2.389.279;
 disponibilidade hídrica social de 773,6x103 m3/hab/ano;
 densidade populacional de 1,50 hab/km2;
 utilização total de 80 m3/hab/ano.
Estima-se que 32.500 km3 de água possam ser explorados do Aquífero Alter do Chão, fornecendo
poços confinados a semiconfinados com vazão de até 300 m3/h em poços de aproximadamente
220 m.
3

OBJETIVOS
Mapear camadas litológicas permo-porosas com elevado potencial aquífero nas zonas norte e
leste da cidade de Manaus (AM), através do uso integrado de Perfilagem Geofísica de Poço (PGP),
Sondagem Elétrica Vertical (SEV) e informações litológicas de amostragem de calha;
Contribuir para um melhor conhecimento, e consequentemente aproveitamento dos recursos
hídricos subterrâneos nesta cidade.
4

5
Figura 1: Área de estudo
Fonte: Souza (2005)
ÁREA DE ESTUDO

CONTEXTO GEOLÓGICO
 A Bacia do Amazonas data do final do Pré-Cambriano;
O arcabouço estratigráfico engloba parte do Grupo Purus e os grupos Trombetas, Urupadi, Curuá,
Tapajós e Javari;
O Grupo Javari está representado pela Formação Alter do Chão, que engloba toda a área de
Manaus;
Data do Cretáceo Superior/Terciário Inferior (quase 120 Ma) e caracteriza-se por arenitos
argilosos, argilitos, arcósios, quartzoarenitos e brechas intraformacionais, marcados por coloração
avermelhada típica;
Aguiar et al., (2002)1 individualizaram para a Formação Alter do Chão quatro
fácies sedimentares: argilosa, areno-argilosa, arenosa e “Arenito Manaus”.
6
1AGUIAR, C. J. B.; HORBE, M. A.; GASNIER, T. 2004. A vulnerabilidade do Aqüífero Alter do Chão na cidade de Manaus – um caso de contaminação por amônia e
nitrato. Manaus, CPRM. p. 1-12. (Relatório Interno).

7
Figura 2: Coluna Estratigráfica da Bacia do Amazonas com ênfase no grupo Javari da Formação Alter do Chão, objeto de estudo desse trabalho.
Fonte: Cunha et al., (1994)

8
Fonte: Aguiar et al. (2002)
Figura 3: Carta litoestratigráfica do Aquífero Alter do Chão.

BACIAS HIDROGRÁFICAS
Área urbana de Manaus abrange quatro bacias
hidrográficas, todas contribuintes da grande Bacia
do Rio Negro;
Duas bacias encontram-se integralmente dentro
da cidade, a dos igarapés de São Raimundo e do
Educandos, e duas parcialmente inseridas na
malha urbana, a do Igarapé Tarumã-Açu e do Rio
Puraquequara;
9
Fonte: SEDACMaps.
Figura 4 : Imagem de Satélite de Manaus.

HIDROGEOLOGIA
Aquífero Alter do Chão:
 Espessura: 220 m;
 Saturados: 175 m;
 Porosidade efetiva: 15% para uma área de 400 km2;
 Reserva permanente: 10 km3.
O limite inferior do aquífero (aproximadamente 200 m) :
 Formação Alter do Chão e evaporitos e calcários da Formação Nova Olinda (?) de idade
Carbonífera (em torno de 300 milhões de anos);
O nível freático médio das águas do aquífero é de 25 m. Valores maiores que 25 m estão nas
porções SE e NE, correspondendo a quase toda a parte oriental de Manaus.
10

HIDROGEOLOGIA
As águas subterrâneas em Manaus indicam um fluxo principal na direção NE-SW;
O Aquífero Alter do Chão mostra águas pouco mineralizadas, com pH na ordem de 4,8 e uma
condutividade elétrica de 32,4 µS/cm.
11
Figura 5 : Área de estudo.
Fonte: Souza (2005)

METODOLOGIA
O modelo hidrogeológico inferido para a área é caracterizado pela intercalação de arenito e
argilito;
Técnicas recomendadas:
 Sondagem Elétrica Vertical (SEV);
 Perfilagem Geofísica de Poço (PGP);
 Perfis litológicos de amostragem de calha.
Os perfis de RG, SP e RE foram obtidos utilizando o equipamento 1000C da Mount Sopris
analógico com capacidade para perfilar até 400 m;
As SEVs foram executadas utilizando o equipamento Resistivímetro GEOTEST RD-300A.
12

PERFILAGEM GEOFÍSICA DE POÇO (PGP)
13
SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL (SEV)
 Verificação de variações texturais de camadas
sedimentares e zonas fraturadas;
 Identificação:
 Tipos litológicos;
 Localização de intervalos potencialmente
produtores (topo e base) para a colocação de
filtros.
 Investiga a altas profundidades, mas abrange
lateralmente uma área em torno de 1 m ao redor
do poço perfilado.
 Identificar os aquíferos a partir de suas
características resistivas;
 Medida de corrente elétrica e diferença de
potencial entre diferentes pontos do terreno;
 Investiga lateralmente áreas muito maiores que
na PGP;
 Foi utilizado apenas o arranjo
Schlumberger.

14
Figura 6: Quadripolo AMNB (dispositivo Schlumberger).
Fonte: Souza (2005)

RESISTÊNCIA ELÉTRICA (RE)
As medidas são interpretadas qualitativamente;
Resistência baixa:
 qualquer aumento na salinidade;
 litologias como argila e folhelho; e
 presença de regiões fraturadas ou desmoronamento de camadas arenosas inconsistente.
Resistência alta:
 presença frequente do mineral de quartzo é a causa para a elevada resistência, pois este mineral é
um mal condutor de corrente elétrica.
15

POTENCIAL ESPONTÂNEO (SP)
O perfil resultante do SP depende da concentração da água de formação e do filtrado da lama;
Este perfil pode ser utilizado na determinação de camadas finas e delineação de rochas
permeáveis.
16

17
PERFIL RADIOATIVO (RG)
Envolve a medida da radioatividade natural da rocha e fluido através da emissão de raios gama;
 Proveniente da desintegração de isótopos radiativos dos elementos K40, U238 e Th232;
Ajuda na correlação entre poços vizinhos, avaliando a continuidade lateral dos aquíferos.
Tabela 1: Classificação das rochas sedimentares de acordo com a sua radioatividade natural.
Fonte: SOUZA, 2005.

Figura 7: Comparativo das curvas no perfil elétrico (SP e RE) e perfil radioativo.
Fonte: SOUZA, 2005.
18

PERFILAGEM GEOFÍSICA DE POÇO (PGP)
Os 15 perfis de poço mostraram profundidades variando em torno de 152 m a 249 m;
A interpretação não teve a pretensão de definir as rochas ou sedimentos atravessados pela
sonda, mas indicar se estes eram ou não permo-porosos;
19

20
Perfis geofísico de poços 1, 2 Est. Torquato Tapajós; 3 Col. Sto. Antônio; 4 Renato Souza Pinto; 5 e 6 Riacho Doce; 7 N. S. de Fátima.
20
Fonte: Souza (2005)

21
Perfis geofísicos de poços 8 e 9 N. S. de Fátima; 10 e 11 Amazonino Mendes; 12 Jorge Teixeira; 13 S. José; 14 e 15 Zumb.;
Fonte: Souza (2005)

22
SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL (SEV)
As 17 SEVs realizadas em Manaus com distância mínima entre os eletrodos de
corrente igual a 8,4 m (AB/2 = 4,2 m) e a máxima de 640 m (AB/2 = 320 m);
Ressalta-se que o método de SEV não consegue separar camadas muito delgadas.
Figura 8: interpretação das SEVs, utilizando o programa ATO.
Onde:
 i – resistividade verdadeira;
 di – profundidade; e
 hi – espessura.
Fonte: Souza (2005).

PERFIS LITOLÓGICOS DE AMOSTRAGEM DE CALHA
Foram identificadas a princípio três tipos de rochas sedimentares: arenito, argilito e calcário;
Desde o topo até os 20 primeiros metros de profundidade é caracterizado por material argiloso;
De 20 m em diante até 200 m predomina material arenoso:
 Em quase todos os poços, o arenito apresenta intensa silicificação, podendo ser chamado
informalmente de “Arenito Manaus”;
 Esta unidade funciona como uma rocha selante, onde os estratos subsequentes podem ter
potencialidade aquífera.
O calcário está presente apenas em um perfil a profundidade superior a 200 m.
23

24
Fonte: Souza (2005)
Figura 9: Perfis litológicos das amostras de calha dos poços. 1, 2 Est. Torquato Tapajós; 3, 4 Col. Sto. Antônio; 5 Amazonino Mendes; 6 São José; 7 Jorge Teixeira; 8 Zumbi.

SEÇÕES HIDROGEOLÓGICAS
Mostram a continuidade vertical em profundidade dos tipos litológicos aflorantes característicos
da Formação Alter do Chão;
 Considera-se que materiais pelíticos (argila/argilito), os quais são compostos por argilominerais,
possuem resistividade variando de 102 – 103 Ω.m;
Valores de 103 – 105 Ω.m referem-se a areia, grânulo, seixo, em geral, de quartzo.
25

Seção AA’
Está posicionada na porção oeste atravessando a área na direção NNW-SSE;
É constituída pelas PGPs (1, 2 e 3) e SEVs (1, 2, 3, 4, 5 e 16);
Os primeiros 40 m de profundidade são marcados pelo amplo predomínio de material arenoso;
De 40 m a 250 m há intercalação areia e argila.
26

27
Figura 10: Seção hidrogeológica inferida baseada nos dados geofísicos Seção transversal AA’.
Fonte: Souza (2005)

Seção BB’
A área de estudo é cortada no sentido E-W;
É formada pelas PGPs (1, 4, 5 e 12) e SEVs (4, 5, 8, 11, 13 e 14);
Nos 30 m iniciais predomina material arenoso com pontuais corpos argilosos;
Dos 30 m em diante até em torno de 230 m há intercalação de areia e argila.
28

29
Figura 11: Seção hidrogeológica inferida baseada nos dados geofísicos Seção transversal BB’.
Fonte: Souza (2005)

Seção CC’
Posiciona-se na porção centro-sul atravessando a área na direção SW-NE;
É formada pelas PGPs (8, 10 e 11) e SEVs (7, 9, 10 e 12);
Nos 5 m iniciais de profundidade, o material predominante é a argila.
Dos 5 m em diante até quase 50 m de profundidade, o material predominante é a areia com rara
presença de corpos argilosos;
A partir de 50m até 210 m há intercalação areia e argila.
30

31
Figura 12: Seção hidrogeológica inferida baseada nos dados geofísicos Seção transversal CC’.
Fonte: Souza (2005)

Seção DD’
Corta a área no sentido N-S;
É composta pelas PGPs (5, 6, 7, 8, 10, 13 e 14) e SEVs (12, 13 e 17);
Os 5 primeiros metros predomina material argiloso;
De 5 m em diante até em torno de 210 m de profundidade marcados pelo amplo predomínio dos
corpos arenosos com intercalações por argila.
32

33
Fonte: SOUZA, 2005.
Figura 13: Seção hidrogeológica inferida baseada nos dados geofísicos Seção transversal DD’.

Seção EE’
A área estudada é cortada no sentido SWW-NEE;
É constituída das PGPs (6 e 12) e SEVs (6, 8, 14, 15 e 16);
Os estratos apresentam baixa correlação ao longo dos quase 200m de profundidade, sendo a
areia o material predominante com presença moderada de corpos argilosos com espessura de
1m a 5m.
34

35
Figura 14: Seção hidrogeologia inferida baseada nos dados geofísicos Seção transversal EE’.
Fonte: SOUZA, 2005.

Seção FF’
Direção NNW-SSE;
É formada pelas PGPs (4, 13 e 14) e SEVs (10, 11, 12 e 15);
Nos 5 m iniciais de profundidade há predominância de argila;
A partir dos 5 m em diante até 220 m já predomina areia com presença de corpos argilosos.
36

37
Figura 15: Seção hidrogeologia inferida baseada nos dados geofísicos Seção transversal FF’.
Fonte: SOUZA, 2005.

RELAÇÃO ENTRE PARÂMETROS GEOELÉTRICOS E HIDROGEOLÓGICOS
 Analogia entre o fluxo de água e o de corrente;
 Esse fator é explicado quando comparamos a Lei de Ohm e Darcy:
 Lei de Ohm: Define uma relação empírica entre a corrente fluído através de um condutor e o
potencial de voltagem requerido para conduzir esta corrente.
 Lei de Darcy: Descreve o fluxo de um fluido através de um meio poroso.
 Dessa forma pode-se comparar e relacionar os parâmetros geoelétricos:
 Resistência transversal (R);
 Condutividade Longitudinal (S); e
 Transmissividade (T).
38

RESISTÊNCIA TRANSVERSAL (R) E CONDUTÂNCIA LONGITUDINAL (S)
A condutividade hidráulica depende da:
 Porosidade;
 Tamanho das partículas;
 Distribuição; e
 Forma das partículas.
 Para analisar a transmissividade, a partir de outras equações baseadas nessas leis, se chega
nessa equação:
39
 Onde:
 T= transmissividade;
 K= condutividade hidráulica;
 R= resistência.

RESISTÊNCIA TRANSVERSAL (R) E CONDUTÂNCIA LONGITUDINAL (S)
Mapa de Resistividade Transversal (R);
Mapa de Condutividade Longitudinal (S).
A partir das equações:
40
Utilizando os dados das SEV’s
 Onde:
 hi – espessura da camada geoelétrica da camada “i” (em m);
 ρi– resistividade verdadeira da camada geoelétrica da camada “i” (em Ω.m);
 R – resistência transversal (em ohm) e;
 S – condutância longitudinal (em siemens) de todas as camadas de uma
seção.

41
Figura 16: Mapa de encontro da resistência transversal dos horizontes geoelétricos inferiores a 50m de profundidade.
Fonte: SOUZA, 2005.

42
Figura 17: Mapa de contorno de condutância longitudinal dos horizontes geoelétricos inferiores a 50m de profundidade.
Fonte: SOUZA, 2005.

CONCLUSÕES
De acordo com os mapas de resistência transversal (R) e condutância longitudinal (S)
os setores NE e SW correspondem às zonas permeáveis. Portanto, possuem menos faixas
argilosas, sendo considerados os setores mais transmissivos do sistema aquífero da área estudada
em Manaus;
As técnicas geofísicas utilizadas neste trabalho tiveram como objetivo primordial reconhecer
propriedades/características que pudessem ser associadas a padrões litológicos, e assim
correlaciona-los lateralmente considerando as limitações de cada método.
43

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