Como Funciona o 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.

Como Funciona.

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.

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 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.

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:

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.

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.

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 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.

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.

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 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.

Esquema do Clico

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.

Via: ebah