Modelos geoestatísticos para a gestão sustentável de recursos hídricos em Regiões Cársticas. - Gonçalves, Thiago dos Santos (2024)
Os aquíferos cársticos são fontes hídricas essenciais, responsáveis pelo abastecimento de cerca de 7% da população mundial. No Estado da Bahia, esses aquíferos cobrem uma vasta área, sendo particularmente relevantes na região semiárida, onde constituem o principal reservatório de água. Devido à sua complexa evolução morfológica, esses reservatórios apresentam uma grande heterogeneidade na distribuição de seus parâmetros hidrodinâmicos. Dentre esses, a transmissividade (T) é um dos mais importantes, representando a capacidade de um aquífero de transmitir água através de uma seção transversal. A transmissividade é fundamental para a compreensão do fluxo subterrâneo e do transporte de contaminantes. Sua medição é feita através de ensaios de bombeamento, que demandam técnicas específicas e investimentos financeiros, o que dificulta sua obtenção em estudos mais simples. Por outro lado, a capacidade específica (Sc) é um parâmetro mais facilmente adquirido, geralmente durante a perfuração de poços, e pode ser utilizada como dado auxiliar para estimar a transmissividade, ampliando a base de dados disponíveis para análise. Esta tese tem como objetivo preencher uma lacuna no conhecimento sobre a variabilidade espacial dos parâmetros hidrodinâmicos no Aquífero Cárstico Salitre, localizado na Chapada Diamantina, região central da Bahia. Para isso, foram estabelecidas hipóteses, tais como: quais parâmetros hidrodinâmicos e geomorfológicos se correlacionam com a transmissividade? É possível espacializar valores de T usando modelos geoestatísticos? E, é possível reduzir as incertezas das estimativas de T? A fim de responder essas perguntas, dois artigos científicos foram desenvolvidos e publicados na revista Water: o primeiro, intitulado "Geospatial analysis of transmissivity and uncertainty in a semi-arid karst region", e o segundo, "Multivariate geostatistics in the spatialization of transmissivity in karst aquifers". A tese está organizada em quatro capítulos: o Capítulo I traz uma introdução, enquanto os Capítulos II e III correspondem aos dois artigos. O Capítulo IV apresenta as conclusões. A pesquisa utilizou dados de 2.728 testes de bombeamento fornecidos pela Companhia de Engenharia Hídrica e Saneamento da Bahia (CERB), pelo Serviço Geológico do Brasil (SGB) e pelo Instituto do Meio Ambiente e Recursos Hídricos (INEMA). Esses dados cobrem os municípios de Iraquara, Irecê e a área próxima ao rio São Francisco, no Aquífero Cárstico Salitre. A partir desses dados, foram realizadas modelagens lineares e espaciais dos valores de transmissividade (T) e capacidade específica (Sc), calculados com base em modelos analíticos da literatura. No primeiro artigo, com 269 valores de Sc e 51 valores de T, foi estabelecido um modelo linear empírico para logT a partir de logSc. Esse modelo permitiu ampliar a base de dados para a aplicação da krigagem ordinária (KO) e da simulação sequencial gaussiana condicional (SGS). Este estudo focou na porção sul do aquífero, nos arredores de Iraquara, abrangendo a bacia do rio Paraguaçu. No segundo artigo, foram construídos modelos geoestatísticos multivariados usando co-krigagem ordinária (COK) e co-simulação sequencial gaussiana condicional (Co-SGS), com 174 dados primários de logT e 2.728 dados secundários de logSc. Ambos os estudos estimaram valores de logT em áreas não amostradas e avaliaram as incertezas associadas às modelagens. A CKO apresentou menores incertezas em comparação à KO, e a Co-SGS se mostrou mais precisa que a SGS. Apesar de sua maior complexidade e esforço computacional, os modelos geoestatísticos multivariados se destacaram pela melhor espacialização da transmissividade e das incertezas no Aquífero Cárstico Salitre. Os resultados desta tese podem auxiliar significativamente na gestão dos recursos hídricos, permitindo a inserção dos valores de transmissividade e suas incertezas em modelos numéricos de fluxo subterrâneo, como os baseados em elementos finitos ou diferenças finitas. Isso facilitará a estimativa do balanço hídrico e o estudo dos impactos da exploração do aquífero ou do transporte de contaminantes.