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HIDROLOGIA 
AULA 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Profª Stéphanie Meyer Piazza 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Na hidrologia, um processo muito importante a ser estudado dentro do 
Ciclo Hidrológico é a infiltração e o estudo das águas subterrâneas. Ambos são 
discutidos em termo de disponibilidade para atender a demanda populacional 
bem como em análise da qualidade hídrica. Nesta etapa, aprenderemos sobre 
os conceitos e mecanismos da infiltração e da água subterrânea. 
TEMA 1 – A INFILTRAÇÃO E A ÁGUA SUBTERRÂNEA 
Denomina-se infiltração o fenômeno de penetração da água nas camadas 
de solo próximas à superfície do terreno, movendo-se para baixo, através dos 
vazios, sob a ação da gravidade, até atingir uma camada-suporte, que a retém, 
formando então a água do solo. 
Já as águas subterrâneas são os recursos hídricos que se encontram sob 
a superfície terrestre, preenchendo completamente os poros das rochas e dos 
sedimentos, constituindo os aquíferos (FUNDAJ, 2019). 
1.1 Infiltração 
Na infiltração, podem ser destacadas três fases: 
a) Fase de intercâmbio; 
b) Fase de descida; 
c) Fase de circulação. 
Na fase de intercâmbio, a água está próxima à superfície do terreno, 
sujeita a retornar à atmosfera por uma aspiração capilar, provocada pela ação 
da evaporação ou absorvida pelas raízes das plantas e em seguida transpirada 
pelo vegetal. 
Na fase de descida, dá-se o deslocamento vertical da água quando a ação 
de seu peso próprio supera a adesão e a capilaridade. Esse movimento se efetua 
até atingir uma camada-suporte de solo impermeável. 
Na fase de circulação, devido ao acúmulo da água, são constituídos os 
lençóis subterrâneos, cujo movimento se deve também à ação da gravidade, 
obedecendo às leis de escoamento subterrâneo. Assim, dois tipos de lençóis 
podem ser definidos: 
 
 
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• Lençol freático, quando a sua superfície é livre e está sujeita à pressão 
atmosférica. 
• Lençol cativo, quando está confinado entre duas camadas impermeáveis, 
sendo a pressão na superfície superior diferente da atmosférica. 
A região do solo onde ocorre o fenômeno de infiltração pode ser dividida 
em duas zonas: (i) zona de aeração, onde ocorrem as fases de intercâmbio e de 
descida, inclui a franja de ascensão por capilaridade; e (ii) zona de saturação, 
onde se dá o movimento da água do lençol subterrâneo (fase de circulação). 
Um esquema da infiltração é apresentado na Figura 1. 
Figura 1 – Infiltração da água 
 
Crédito: VectorMine/Shutterstock. 
1.2 Água subterrânea e lençol freático 
Segundo a Fundação Joaquim Nabuco (FUNDAJ, 2019), “as águas 
subterrâneas sustentam diversos sistemas aquáticos, como rios, lagos, 
 
 
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mangues e pântanos e são essenciais para a manutenção de florestas em 
regiões de clima tropical ou seco”. 
O fluxo das águas subterrâneas impede o ingresso da água salgada 
marinha no continente e consequentemente, a não salinização de aquíferos 
costeiros. Sem ela, o planeta seria muito mais seco e com menor biodiversidade. 
Figura 2 – Água subterrânea 
 
Crédito: Designua/Shutterstock. 
No Brasil, as águas subterrâneas são extraídas por meio de poços 
tubulares (popularmente conhecidos como artesianos ou semiartesianos), poços 
escavados e de nascentes. Infelizmente, o número real de poços no país é 
desconhecido. Apesar da obrigatoriedade por lei do registro e/ou de autorização 
de extração (outorga) de água, o número de captações regulares é de pouco 
mais de 1%, no caso dos poços tubulares (CPRM, 2018). 
As águas subterrâneas são extraídas por meio de poços ou pelo 
aproveitamento direto de nascentes. Já as nascentes são pontos de descarga 
natural dos aquíferos que interceptam a superfície de um e que depois darão 
origem a corpos de água superficiais, como rios ou lagos. 
TEMA 2 – FATORES INTERVENIENTES DA INFILTRAÇÃO E SUA 
DETERMINAÇÃO 
Na Tabela 1, são apresentados os fatores que intervém na capacidade de 
infiltração. 
 
 
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Tabela 1 – Fatores intervenientes da infiltração 
Fator Descrição 
Tipo de solo A capacidade de infiltração varia diretamente com a 
porosidade, o tamanho das partículas do solo e o 
estado de fissuração das rochas. 
Altura de retenção 
superficial e 
espessura da camada 
saturada 
A água penetra no solo sob a ação da gravidade, 
escoando nos canalículos formados pelos 
interstícios das partículas. No início da precipitação, 
o solo não está saturado, a água que nele penetra 
vai constituir uma camada de solo saturado cuja 
espessura cresce com o tempo. 
Grau de umidade do 
solo 
Parte da água que se precipita sobre o solo seco é 
absorvida por ação de capilaridade que se soma à 
ação da gravidade. Se o solo, no início da 
precipitação, já apresenta uma certa umidade, tem 
uma capacidade de infiltração menor do que a que 
teria se estivesse seco. 
Ação da precipitação 
sobre o solo 
As águas da chuva chocando-se contra o solo 
promovem a compactação da sua superfície, 
diminuindo a capacidade de infiltração, destacam e 
transportam os materiais finos que ao sedimentarem 
tenderão a diminuir a porosidade da superfície. A 
intensidade dessa ação varia com a granulometria 
dos solos, sendo mais importante em solos finos. A 
presença de vegetação atenua ou elimina esse 
efeito. 
Compactação devido 
ao homem e aos 
animais 
Em locais onde há tráfego constante de homem ou 
veículos ou em áreas de utilização intensa por 
animais (pastagens), a superfície é submetida a 
uma compactação que a torna relativamente 
impermeável. 
Macroestrutura do 
terreno 
A capacidade de infiltração pode ser elevada pela 
atuação de fenômenos naturais que provocam o 
aumentam da permeabilidade como: escavações 
 
 
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feitas por animais e insetos, decomposição das 
raízes dos vegetais, ação da geada e do sol, e 
aradura e cultivo da terra. 
Cobertura vegetal A presença de vegetação atenua ou elimina a ação 
de compactação da água da chuva. A cobertura 
vegetal densa favorece a infiltração, pois dificulta o 
escoamento superficial da água. 
Temperatura A temperatura influindo na viscosidade da água faz 
com que a capacidade de infiltração nos meses frios 
seja mais baixa do que nos meses quentes. 
Presença do ar O ar presente nos vazios do solo pode ficar retido 
temporariamente, comprimido pela água que 
penetra no solo, tendendo a retardar a infiltração. 
Variação da 
capacidade de 
infiltração 
As variações da capacidade de infiltração dos solos 
podem ser classificadas conforme as categorias: 
a) Variações em área geográfica. 
b) Variações no decorrer do tempo em uma 
área limitada: (i) variações anuais devidas à 
ação de animais, desmatamento, alteração 
das rochas superficiais etc.; (ii) variações 
anuais devidas à diferença de grau de 
umidade do solo, estágio de desenvolvimento 
da vegetação, atividade de animais, 
temperatura; (iii) variações no decorrer da 
própria precipitação. 
Fonte: Pinto,1976. 
Entre as principais formas de determinar a infiltração temos: infiltrômetros, 
método de Horner e Lloyd e método de Horton. 
Os infiltrômetros são aparelhos para determinação direta da capacidade 
de infiltração local dos solos. Existem dois tipos, a saber: 
a) Infiltrômetro com aplicação de água por inundação, ou simplesmente 
infiltrômetros. 
b) Infiltrômetro com aplicação de água por aspersão ou simuladores de 
chuvas. 
 
 
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Os infiltrômetros são tubos cilíndricos curtos, de chapa metálica, com 
diâmetros variando entre 200 e 900 mm, cravados verticalmente no solo de modo 
a restar uma pequena altura livre sobre este. Uma vez conhecida a taxa de 
aplicação da água adicionada é dividida pela área da seção transversal do tubo 
e tem-se a capacidade de infiltração. 
O método de Horner e Lloyd foi estudado para bacias de pequenas áreas. 
Ele é baseada na medida direta da precipitação e do escoamento superficial 
resultante, o que possibilita a determinação da curva da capacidade de infiltração 
emfunção do tempo. 
Já o método de Horton foi proposto para bacias hidrográficas muito 
grandes onde a intensidade de precipitação não é constante em toda a área. 
Sendo então caracterizado como um método para avaliação da capacidade 
média de infiltração. É necessário que a precipitação seja medida por diversos 
aparelhos dispostos na área da bacia hidrográfica. Um deles, pelo menos, deve 
ser pluviógrafo. 
TEMA 3 – DISTRIBUIÇÃO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 
As águas que atingem a superfície do solo a partir das precipitações, 
retidas nas depressões do terreno, ou escoando superficialmente ao longo dos 
talvegues, podem infiltrar-se por efeito das forças de gravidade e de capilaridade. 
A distribuição das águas subterrâneas, seu deslocamento e eventual 
ressurgimento na superfície, natural ou artificialmente, envolvem problemas 
extremamente variados e complexos, nos domínios da geologia e da hidráulica 
do escoamento em meios porosos. 
A água ao infiltrar no solo está sujeita às forças devidas à atração 
molecular ou adesão; à tensão superficial ou efeitos de capilaridade; e à atração 
gravitacional. 
Abaixo da superfície, em função das ações dessas forças e da natureza 
do terreno, a água pode se encontrar na zona de aeração ou na zona saturada. 
Na primeira, os interstícios do solo são parcialmente ocupados pela água, 
enquanto o ar preenche os demais espaços vazios e, na segunda, a água ocupa 
todos os vazios e se encontra sobre pressão hidrostática. 
Inúmeras atividades econômicas utilizam as águas subterrâneas para 
suprir suas necessidades pelo país (Figura 3), sendo o seu uso distribuído entre 
atendimento doméstico (30%), agropecuário (24%), abastecimento público 
 
 
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urbano (18%) e abastecimento múltiplo (14%), cujo destino é em grande parte 
diversificado para a prestação de serviços urbanos (CPRM, 2018). 
Figura 3 – Perfil de usuários de água subterrânea no país 
 
Fonte: CPRM, 2018. 
TEMA 4 – FLUXO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA NA ZONA SATURADA E NÃO 
SATURADA 
As águas subterrâneas são identificadas de duas formas, a primeira 
chamada de zona não saturada, onde a água se encontra espalhada entre ar, 
solo e rochas. A segunda é denominada de zona saturada, nesse caso, a água 
se encontra armazenada em grande quantidade, formando uma espécie de rio 
subterrâneo (Figura 4). 
 
24%
18%
14%
10%
30%
4%
Agricultura/Pecuária Abastecimento público urbano Abastecimento múltiplo
Abastecimento industrial Abastecimento doméstico Outros (lazer etc.)
 
 
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Figura 4 – Caracterização esquemática das zonas não saturada e saturada no 
subsolo 
Crédito: Davi Souza. 
ABAS (2021) define zona não saturada, ou zona de aeração ou vadosa 
como 
a parte do solo que está parcialmente preenchida por água. Nesta 
zona, pequenas quantidades de água distribuem-se uniformemente, 
sendo que as suas moléculas se aderem às superfícies dos grãos do 
solo. Nesta zona ocorre o fenômeno da transpiração pelas raízes das 
plantas, de filtração e de autodepuração da água. 
Já a zona saturada é definida por ABAS (2021) como 
a região abaixo da zona não saturada onde os poros ou fraturas da 
rocha estão totalmente preenchidos por água. As águas atingem esta 
zona por gravidade, através dos poros ou fraturas até alcançar uma 
profundidade limite, onde as rochas estão tão saturadas que a água 
não pode penetrar mais. 
De maneira geral, as águas subterrâneas são identificadas de duas 
formas, a primeira chamada de zona não saturada em que a água se encontra 
espalhada entre ar, solo e rochas. A segunda é denominada de zona saturada, 
nesse caso, a água se encontra armazenada em grande quantidade, formando 
uma espécie de rio subterrâneo (Figura 5). 
 
 
 
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Figura 5 – Zonas não saturada e saturada no subsolo 
 
Crédito: Jefferson Schnaider. 
O fluxo da água subterrânea é identificado a partir das diferenças de carga 
hidráulica do aquífero e da localização das drenagens. Na avaliação do regime 
de descarga dos aquíferos, deve ser considerado o tempo de renovação das 
águas, o tipo de solo e cobertura vegetal e ainda a geologia de cada sub-bacia. 
O movimento vertical da água subterrânea é extremamente lento e para 
alguns aquíferos profundos, pode levar séculos até a água penetrar nas suas 
profundidades. Já o fluxo horizontal em aquíferos confinados pode ser também 
um processo bastante lento, levando décadas a milhares de anos para 
finalmente chegar às áreas de descarga. 
Os fatores mais importantes que condicionam a taxa de infiltração dos 
contaminantes através do meio não saturado, até atingir a água subterrânea 
rasa, são os seguintes: a intensidade da precipitação pluviométrica, a 
composição litológica do solo, a condutividade hidráulica do meio não saturado, 
a porosidade total do meio não saturado e a profundidade do nível da água na 
zona saturada. 
Em grande parte, os contaminantes que infiltram são adsorvidos pela 
matéria orgânica ou por fácies argilosas, impedindo que estes alcancem as 
águas subterrâneas pertencentes a aquíferos livres e/ou confinados drenantes. 
A textura e a porosidade também são determinantes na capacidade do solo em 
reter ou não os contaminantes (Khan, 1980). 
 
 
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Já na zona saturada é possível, por meio da aplicação da equação de 
Darcy (1856), descrever o movimento da água subterrânea. O estudo de Darcy 
foi o primeiro a quantificar a densidade de fluxo em meio poroso saturado, em 
1856, estudou o escoamento de água que atravessa um meio poroso, calculando 
as diferenças de potências e distância dos pontos da entrada a saída do fluxo 
em um experimento (Ferraz et al., 2015). 
Darcy observou que a descarga de cada filtro aumentava 
proporcionalmente à diferença de carga hidráulica entre os dois pontos (poços 
de monitoramento) e inversamente proporcional a condutividade hidráulica que 
varia de acordo com as características do meio poroso (Simmons et al., 2008). 
Foi o primeiro experimento realizado que deu origem à lei de Darcy que 
correlaciona a taxa de perda de energia da água no solo com a sua velocidade 
de escoamento conhecida como a velocidade de descarga ou velocidade 
aparente (Brito, 2014; Fajardo et al., 2010; Oliva et al., 2005) diferente da 
velocidade real da água avaliada nos vazios do solo. 
TEMA 5 – UTILIZAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 
O uso das águas subterrâneas é interessante pois se trata do maior 
volume de água doce existente em nosso planeta. Além disso, o interesse de 
utilização desta água está baseada nos volumes insuficientes das fontes 
superficiais de abastecimento bem como o comprometimento das águas 
superficiais pela poluição (lançamento de efluentes contaminados). 
A preocupação referente à utilização das águas subterrâneas é devido ao 
fato de que uma parte dessa água pode ser bombeada através de poços, porém 
outra parte contém sais, ou encontra-se armazenada tão profundamente ou em 
formações geológicas tão complexas que não há, ainda, tecnologia que permita 
sua captação e utilização. Além disso, quando os volumes captados excedem a 
recarga natural ocorre decréscimo dos níveis freáticos com a possibilidade de 
mineralização da água pela intrusão de água de formações adjacentes. 
Entre as vantagens da utilização da água subterrâneas, temos: 
• Captação descentralizada (custos de captação e distribuição da ordem de 
20% dos custos relativos a águas superficiais); 
• Tratamento prévio mínimo; 
 
 
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• Atendimento de demandas industriais com o emprego de águas 
subterrâneas é vantajoso por apresentar, de forma geral, custo final 
reduzido. Estações de tratamento ao âmbito interno das indústrias são 
bastante frequentes, devido aos padrões de qualidade requeridos 
obedecerem a requisitos específicos, diferentes dos padrões para 
consumo doméstico, a exemplo do processamento direto em indústrias 
alimentícias, ou em processos de lavagem e resfriamento; 
• Não sofrem influências das variações sazonais como ocorre naságuas 
superficiais provenientes dos rios. 
Já a respeito das dificuldades do seu uso temos que no uso local, o 
bombeamento direto para os sistemas de abastecimento implica em redução de 
níveis freáticos e na redução da descarga dos rios. Além disso, as 
disponibilidades subterrâneas dependem das taxas de recarga natural e da 
capacidade de armazenamento/volumes armazenados. Já a utilização regional 
planejada e conservação torna recursos hídricos inesgotáveis. 
Mas de qualquer maneira é importante buscar a preservação das águas 
subterrâneas, pois os efeitos da poluição ou contaminação podem tornar-se 
irreversíveis devido às pequenas velocidades dos fluxos subterrâneos. Além 
disso, faz-se necessário melhorar a legislação, estabelecer os perímetros de 
proteção, promover normas de proteção de poços e sondagens, buscar o 
controle dos tipos de resíduos; reduzir os volumes de contaminantes lançados e 
promover um tratamento controlado de efluentes. 
A proteção dos reservatórios subterrâneos deve ser iniciada na zona não 
saturada do solo (faixa do solo compreendida entre sua superfície e o 
reservatório subterrâneo) que o reservatório subterrâneo é recarregado. Isto 
porque é nessa zona em que ocorrem o transporte de contaminantes e os 
fenômenos de autodepuração. Destaca-se que os processos de contaminação 
não se manifestam de forma imediata, sendo necessário um monitoramento 
contínuo dos fluxos subterrâneos, a montante e a jusante das fontes de poluição, 
de forma a permitir a aplicação de medidas preventivas ou corretivas a qualquer 
tempo. 
 
 
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NA PRÁTICA 
O Aquífero Guarani é um dos maiores aquíferos do mundo. Ele estende-
se pelas regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul do Brasil, além de abranger os 
territórios da Argentina, do Paraguai e do Uruguai, sendo, por isso, também 
chamado de Aquífero Gigante do Mercosul. 
A região onde esse aquífero se encontra é caracterizada por apresentar 
solos, em sua maioria, férteis ou de fácil correção, registrando um elevado índice 
de práticas agrícolas. Por esse motivo, alerta-se contra o uso indiscriminado de 
agrotóxico nas lavouras, pois se infiltra no solo e polui o reservatório em questão 
com elementos tóxicos (Pena, 2021). 
Apesar de boa parte dos estudos geológicos e geográficos sobre o 
Aquífero Guarani ainda estarem em desenvolvimento, podemos dizer que a sua 
presença concentrada, em maior parte, no território brasileiro torna-se 
importante para o abastecimento de distribuição de água no país. Por esse 
motivo, é necessária a sua correta preservação e exploração a fim de obter os 
recursos hídricos com a máxima qualidade sem danificar o ambiente (Pena, 
2021). 
FINALIZANDO 
Nesta etapa, aprendemos que Infiltração é o processo pelo qual a água 
proveniente da precipitação penetra no solo, movendo-se para baixo, através 
dos vazios, sob a ação da gravidade, até atingir uma camada suporte, que a 
retém, formando então a água do solo. 
Verificamos que a capacidade de infiltração do solo pode ser medida por 
infiltrômetros ou estimada mediante Fórmulas Empíricas. 
Vimos ainda que as águas subterrâneas podem ser utilizadas, porém é 
necessária uma atenção maior visando a sua não contaminação e preservação 
da área e, para tal, recomenda-se legislações mais rigorosas e o monitoramento 
do controle de qualidade da água. 
Por fim, aprendemos sobre o Aquífero Guarani, o qual é o maior 
manancial de água doce subterrânea transfronteiriço do mundo. Sendo uma das 
principais reservas de água doce do mundo, ele está localizado em países da 
América do Sul, abrangendo áreas de Brasil, Argentina, Paraguai e Uruguai. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
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. Acesso em: 31 maio 2023. 
BOSCARDIN BORGUETTI, N.R.; BORGHETTI, J.R.; ROSA FILHO, E. F. da. O 
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Manaus-AM. Dissertação de mestrado, Instituto de Ciências Exatas Programa 
de Pós-graduação em Geociências/Universidade Federal do Amazonas, 
Manaus, Amazonas. 129pp. 2014. 
CPRM. 2018. SIAGAS: Sistema de Informações de Águas Subterrâneas. 
Disponível em: . Acesso em: 31 maio 
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FARJADO, J. D. V. et al. Características hidrológicas do solo saturado na reserva 
florestal Adolpho Ducke: Amazônia central. Árvore, 34(4): 677-684. 2010. 
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10(1): 66-87. 2015. 
FUNDAJ. Fundação Joaquim Nabuco. Águas Subterrâneas: o que é e qual a 
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GEOGRAFIA. Águas Subterrâneas. 2012. Disponível em: 
. Acesso em: 31 maio 2023. 
KHAN, S. U. Pesticides in the soil environment. Amsterdam: Elsevier 
Scientific, 1980. 240 p. 
 
 
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hydraulic conductivity of the Rio Claro formation: comparative analysis through 
grain size analyses and Guelph permeameter and slug tests. Águas 
Subterrâneas, 19(2): 1-17. 2005. 
PENA, R. F. A. Prepara Enem. Aquífero Guarani. 2021. Disponível em: 
. Acesso em: 
31 maio 2023. 
PINTO, N. L. de S. et al. Hidrologia básica. São Paulo: Edgard Blucher, 1976. 
SIMMONS, C. T. Henry Darcy (1803 – 1858): immortalized by his scientific 
legacy. Hydrogeology Journal, v. 16, p. 1023–1038. 2008. 
	Conversa inicial
	Na prática
	FINALIZANDO