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  13.05.13

guas subterrneas


Estágio de pesquisadora no Canadá amplia competências do IPT em avaliação hidrogeológica e modelagem numérica


Para aprimorar os conhecimentos em águas subterrâneas, a geóloga e pesquisadora assistente Ana Maciel de Carvalho, do Laboratório de Recursos Hídricos e Avaliação Geoambiental, realizou um estágio de oito meses no Earth and Environmental Sciences Department da University of Waterloo, situada na cidade de mesmo nome na Província de Ontário, no Canadá. As atividades foram realizadas no âmbito do Programa de Desenvolvimento e Capacitação no Exterior do IPT no período de julho de 2012 e março de 2013, com financiamento da Fundação de Apoio ao IPT (Fipt).

A ideia inicial da pesquisadora era concentrar os estudos na modelagem numérica computacional de aquíferos, uma área em que o IPT se encontrava praticamente sem capacitação e com grande demanda no Brasil, mas o escopo do estágio se expandiu para as etapas anteriores à inserção de dados e até posteriores, quando as ferramentas dão subsídios à gestão: “É necessário conhecer previamente o meio hidrogeológico para diminuir incertezas e formular um modelo conceitual de fluxo de águas subterrâneas que abranja a maior compreensão do aquífero estudado. Uma caracterização bem realizada e um modelo numérico bem definido permitem subsidiar de maneira mais eficiente a gestão das águas”.

Escopo do estágio da pesquisadora em Waterloo abrangeu etapas anteriores e posteriores à inserção de dados para a modelagem numérica computacional de aquíferos
 
Ana atuou em dois projetos no Canadá (envolvendo trabalhos de campo, ensaios e coleta de amostras), cursou três disciplinas e participou de cursos, palestras e congressos para conhecer as diversas técnicas empregadas e todo o processo que envolve a modelagem.

QUALIDADE DAS ÁGUAS – Um dos projetos envolveu atividades de campo no aquífero experimental da Base Militar de Borden, área conhecida internacionalmente pelas pesquisas envolvendo derramamentos controlados de contaminantes e estudos de hidrogeologia e remediação de aquíferos, caracterizando-se como um laboratório a céu aberto da universidade.

O objetivo do projeto proposto por uma aluna de doutorado era estudar a combinação da técnica de biorremediação intrínseca, baseada em processos naturais de atenuação para remover os contaminantes, com a aplicação de oxidação química in situ (ISCO, de in-situ chemical oxidation) para remediação em subsuperfície de pluma dissolvida de hidrocarbonetos derivados de petróleo. Ana participou em diversas etapas do projeto, entre elas as injeções de traçadores no aquífero para avaliar as características hidrogeológicas; de contaminantes e amostragem de água para medir a contaminação do aquífero, e de compostos para avaliar a eficiência da remediação, além da compreensão sobre a construção do modelo numérico.

 
  • Atividades de campo no aquífero experimental da Base Militar de Borden
 


Uma técnica comumente empregada na universidade para redução de custos e maior agilidade nas coletas chamou a atenção da pesquisadora, que é a utilização de poços multiníveis (denominada Waterloo Multilevel Systems) para instalação de tubos com diferentes profundidades de filtro: “Em um único furo, os pesquisadores podem coletar amostras de água do aquífero em diferentes alturas; como Borden é uma área experimental, eles instalam ainda sistemas metálicos no solo, que funcionam como barreiras, para direcionar o fluxo da água subterrânea – isso permite entender todo o processo físico em uma área delimitada”.

Ana também participou da etapa de coleta das amostras de água e conheceu um sistema dotado de bomba de baixa vazão capaz de coletar até seis delas em uma única operação. “Ele foi desenvolvido pela própria universidade e trouxe como resultado uma redução drástica no tempo dispendido pelos pesquisadores”, completa ela. Todas as atividades desenvolvidas pela pesquisadora foram realizadas em seis meses, dentro de um projeto com duração total prevista de quatro anos.

ABASTECIMENTO PÚBLICO – O segundo projeto foi o estudo de gestão de um poço de água subterrânea para abastecimento público sob a coordenação do professor David Rudolph, responsável pela orientação da pesquisadora durante o estágio na universidade. Os estudos avaliavam diferentes métodos para a delimitação do perímetro de proteção do poço, entre eles a modelagem numérica e a avaliação de ocupação ao redor da instalação para não prejudicar o fornecimento.

“O projeto proposto por um aluno de doutorado me foi apresentado, incluindo os estudos hidrogeológicos para a gestão do poço e os procedimentos para a modelagem numérica, empregando vários tipos de modelos e fazendo uma comparação entre eles”, completa ela. Parte do projeto envolvia ainda a análise das melhores formas de realizar a calibração, etapa em que os pesquisadores buscam uma reprodução das situações conhecidas de distribuição de cargas hidráulicas para as condições simuladas serem as mais fiéis às condições de campo.

Como resultado do aprendizado da pesquisadora com as técnicas empregadas no projeto, um artigo sobre gestão de águas subterrâneas está em discussão e a intenção é de apresentação no III Congresso Internacional de Meio Ambiente Subterrâneo, que será realizado em outubro no Brasil.

CONGRESSOS, DISCIPLINAS E CURSOS – Em setembro de 2012, Ana teve a oportunidade de auxiliar a organização e assistir às palestras do 39th IAH Congress (International Association of Hydrogeologists Congress) na cidade de Niagara Falls, localizada a 70 km de Waterloo. O evento reuniu cerca de mil profissionais da área de hidrogeologia para discutir temas como energia e mudanças climáticas, gestão de recursos hídricos subterrâneos e interação água superficial x subterrânea.

“Assisti às apresentações de pesquisadores mundialmente reconhecidos e pude compartilhar experiências sobre a aplicação dos principais softwares de hidrogeologia em diferentes situações, além de conhecer as ferramentas e técnicas mais indicadas para cada etapa de trabalho”, afirma ela.

O curso de modelagem Integrated Conceptual and Numerical Modeling foi oferecido durante o congresso pela Schlumberger Water Services, desenvolvedora de uma linha de softwares de modelagem de águas conhecida em todo o mundo, entre eles o Visual MODFLOW – este é o programa usado pela pesquisadora em trabalhos no IPT e em seu mestrado como aluna do programa de pós-graduação de Recursos Minerais e Hidrogeologia do Instituto de Geociências da USP, no tema ‘Modelagem numérica como ferramenta para a gestão das águas subterrâneas em São José do Rio Preto’. “Explanações e exercícios práticos na versão atual do software, o Visual MODFLOW Flex, me permitiram entender como reduzir as incertezas e o tempo de construção de um modelo numérico, melhorando os resultados”, explica ela.

Quanto às disciplinas, a pesquisadora participou de três: a primeira delas ministrada pelo professor Rudolph (Groundwater Research Management) sobre as técnicas utilizadas para a caracterização do meio hidrogeológico, modelagem numérica e utilização das ferramentas como auxílio para a gestão; a segunda teve como foco a compreensão dos processos físicos que ocorrem no meio ambiente subterrâneo e esteve a cargo do professor Walter Ilman (Physical Process in Groundwater Systems). A terceira envolveu discussões referentes à caracterização de contaminação e métodos de remediação e foi ministrada pelos professores Jim Barker e Neil Thomson (Organic Contaminants in the Subsurface).

Outra experiência importante foi a oportunidade de participar do curso The Groundwater Pollution and Hydrology, oferecido pela Princeton Groundwater, Inc. Concebido para difundir conceitos, princípios e práticas profissionais em poluição de águas subterrâneas, hidrogeologia e remediação, o curso é oferecido anualmente nos EUA em diferentes cidades e a pesquisadora participou durante uma semana da edição na cidade de Tampa (EUA).

A experiência internacional adquirida durante os oito meses do estágio mostrou à pesquisadora a importância de atender a todas as etapas de elaboração do modelo numérico para alcançar um melhor resultado na projeção de cenários que auxiliem na gestão: “Um modelo numérico de águas subterrâneas permite, por exemplo, avaliar como um aquífero irá responder de acordo com o aumento da demanda e do número de poços de explotação, e até mesmo a uma mudança climática, como diminuição ou aumento de recarga. Quando se fala em contaminação, o modelo permite não apenas visualizar e calcular o tempo, mas de que forma a contaminação pode chegar a um poço de abastecimento e como a remediação poderá ter efeito”.

A expectativa da pesquisadora agora é de os métodos e as técnicas assimiladas no Canadá facilitarem a contratação de projetos, tanto de órgãos públicos quanto empresas privadas, e abrirem uma nova fronteira para o IPT.