Rev. IG, São Paulo, 3(1):25-35, jan.jjun. 1982

ALGUMAS OBSERVAÇOES SOBRE A TRANSMISSIVIDADE

EM AQüíFEROS DA FORMAÇÃO BAURU

Moacyr de CARVALHO *

RESUMO

o presente trabalho versa sobre a caractetrização de aquiferos que ocorrem naFormação Bauru, através da definição da transmissividade.

Discute-se o comportamento hidrogeológico da Formação, quando consideradaa sua interação com formações subjacentes e, também, a possibilidade de levanta­rem_se informações isoladas dos aquíferos do Bauru, pelos métodos disponí'Veise emque condições isto seria possível.

A investigação desenvolvida fundamenta-se principalmente em dados de regis­trOs e de relatór·ios constantes dos arquivos do Instituto Geológico.

ABSTRACT

This paper reports the characterization of aquifers wmch occur in the Forma­ção Bauru, through definition of the transmissivity.

The hydrological behaviour of the Formação Bauru discussed, is considered aninteraction with underlying geological structures and also the possibility of isolatedinformations obtention from Bauru aquifers through available methods and inwmch conditions this should be possible.

The developed investigation is established principal1y from the registered datafrom Instituto Geológico.

1 INTRODUÇÃO

A exploração de água subterrânea noEstado de São Paulo tem assumido gran­des proporções nestes últimos anos, omesmo acontecendo em várias regiões doPaís e do mundo. Por exemplo, nos EstadosUnidos o uso da água subterrânea atinge20% do total nacional; bombeada de maisde 14.000.000 de poços. Também nessemesmo país, é considerável a pesquisa de­senvolvida para o conhecimento de aqüí­feros e definição de parâmetros destinadosa aplicações práticas, obtidos através deinúmeras equações fundadas em dadosexperimentais.

Não obstante o empenho aplicado àsolução de problemas envolvendo aqüífe­ros, a contribuição brasileira no setor épouco significativa, uma vez que pesquisascobrindo necessidade de conhecimento de

aqüíferos não são realizadas, em geral, porrestrinções financeiras.

Anualmente várias dezenas de poçossão perfurados no país \sem a preocupaçãode obtenção de informações que caracteri­zem as rochas ou formações aqüíferas.

Somente o Instituto Geológico doEstado de São Paulo perfura, em média,10 poços por ano, dos quais resultam infor­mações incompletas, que dificilmente po­dem ser utilizadas para a obtenção deoutras fundamentais à definição de aspec­tos hidráulicos de interesse.

Considerações gerais

As pesquisas sobre aqüíferos têm-seconcentrado na obtenção de formulaçõesmatemáticas, via experimental, das quaistêm derivado métodos simplificados com afinalidade de reduzir custos sem perda con-

* Instituto Geológico - Caixa Postal 8772 - 01000 São Paulo, SP. Brasil.

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siderável da precisão necessária dos parâ­metros calculados. Dentre estes parâmetrosdestacam-se a transmissividade e o coefi­ciente de armazenamento, que podem serobtidos diretamente de ensaios de campopela análise de dados tempo-abaixamento e

de vazões no regime equilibrado ou não,durante bombeamentos.

Para um poço de penetração total emaqüífero confinado, a transmissividade Tliga-se ao rebaixamento s, a descarga" cons­tante, pela equação:

s = (Qj2 7r T) loge (1,123 B/re) + DQ2 (1)s - rebaixamentoQ - vazão observadaT - transmissividadere - raio efetivo do poçoD - um coeficiente de perda de carga não linear válido para re/B < 0,05B - fator de escoamento

A equação (1) é uma modificação daequação de Theiss, prop'Osta por Paul F.Worthington, que utiliza apenas um piezô­metro de observação.

Habitualmente em perfurações exe­cutadas pelo Instituto Geológico ficam de­finidos, após o bombeamento de teste dopoço, o rebaixamento, o tempo e as vazõesmedidas de intervalo a intervalo de tempo.

Se o teste de bombeamento é executa­do com cuidado pode-se aplicar o métododo C.E Jacob, que é uma modificação dafórmula de Theiss seguinte:

s = (Qj4 7r T) W(u), onde u = r2S/4Tte W(u) exprime uma função.

Quando u é suficientemente pequeno.da 'Ordem de 0,05 'Ou menor, conduz aerros pouco significativos, comparado comvalores obtidos com a aplicação da equa­ção de Theiss.

O método de Jacob consiste, em prin­cípio, na transformação da expressão:

s (0,183QjT) log 2,25Tt/r2S,onde se supõe s e t como únicas variáveispara um aqüífero determinado e um pontoqualquer especiiiicado (r constante) . Aquantidade r é o afastamento do pontoconsiderado do eixo do p'Oço, onde estariacolocad'O o piezômetro de 'Observação.

Nestas condições é possível aplicar ométodo que consiste na fórmula:

T = 0,183 Qj!J. s

26

!J. s é o declive da reta ajustada aospontos de coordenadas (t, s) construídosem papel semilogaritmico, com o tempo tcolocado na escala dos logarítmos.

Assim, nas condições consideradas,por simples análise de dados tempo-abai­xamento, pode-se obter com boa aproxima­ção a transmissividade, quando u < 0,05,o que soeverifica após os primeiros minutosde bombeamento.

A reta ajustada aos pontos (t, s) des­preza aqueles pontos obtidos nos primeirosminutos de bombeamento a descarga cons­tante, pois aquí não se verifica a condiçãou < 0,05.

Estas notas referem-se à aplicação dométodo aqui discutido, em alguns poçosconstruídbs pelo Instituto Geológico naárea da Formação Bauru, com a finalidadede mostrar em que condições podem-seobter algumas informações sobre os aqüí­feros que alí ocorrem.

Também o levantamento de dados adi­cionais referentes à geologia da FormaçãoBauru poderá oferecer uma base mais lar­ga de interpretação de aspectos hidrogeo­lógicos de aqüíferos, onde se nota comcerta frequência uma disparidade de com­portamento hidráulico de poços perfuradosnuma ampla região daquela Unidade Geo­lógica.

Alguns destes aspectos serão discutidosna conclusão destas notas.

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METODOLOGIA -abaixamentoe vazõesobservadasperio-dicamente do regime de equilíbrio e tam-

A intenção inicial deste trabalho foi a

bém não equilibrado. Também compulsa-

ram-se, para análise, observações contidasde, mediante dados disponíveis em regis- em relatórios que serviram de base para in-tros, avaliar a transmissividade em alguns terpretação, do que resultou um novo en-pontosdaFormaçãoBauru.Envolveu

foque.assim a análise de dados de ensaio de bom- beamento, constando de relação de tempo-Resultados de cálculos:

Dados de

tempo-abaixa mento dos poços testados

(t)

(t)s(t) (t)s (t)s

13h30m

39,58m10hOOm45,56m09h23m 16,Om14h46m3,50m07hOOm4,10rn

13 32

54,5710 0260,6909 3516,015 0047,07 0216,60

13 34

59,9810 0463,399 3716,015 1574,07 0433,54

13 36

63,1610 0664,1310 0054,015 3071,07 0637,36

13 38

67,1610 0864,3210 4554,015 3571,07 0838,82

13 40

70,0710 1064,2011 1560,016 3565,07 1039,46

13 42

70,8610 1264,4512 0060,017 2566,00712 39,55

13 44

71,4510 1464,3713 0060,018 0067,0714 39,60

13 46

71,6810 1664,4714 0060,019 0067,07 1639,63

]3 48

71,82]0 1864,4916 3464,020 3067,597 1839,50

13 50

71,9310 2064,4717 0064,021 0067,597 2039,56

13 52

71,9510 2264,4919 0064,022 0067,597 2239,55

13 54

72,0910 2464,5520 0064,023 0067,597 2439,71

13 56

72,23102664,6322 0064,024 0068,007 2639,63

13 58

72;2010 2864,6901 0064,001 0068,007 2839,63

14 00

72,2710 3064,6503 0078,002 0069,007 4564,65

14 05

72,5410 3564,8404 0078,003 0069,008 2067,15

14 10

72,.5210 4064,8705 0078,004 0069,009 0066,87

14 15

72,6110 4564,7706 0078,005 0069,0010 0066,75

14 20

72,7510 5064,8107 0078,306 0069,2011 0066,92

14 25

72,7910 5564,9808 0078,507 0069,4512 0067,39

14 40

72,9011 3065,0009 2378,909 0070,0014 0068,10

14 50

73,0612 0065,21 16 0069,67

(1)

(2)(3)(4) (5)

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NE -39,58m 30,12 m16,00 m

ND- 75,06m

66,95 m78,00m

Q

-10 m3/h 7,07 m3/h5,053 m3/h

-10h 30m

17h OOm13h 37m

s

- 0,055 0,0120,18

T- 33,27 m3/hm107,81 m3/hm5,14 m3/bm

1

Monte Aprazível

2 3

causas. Isto será tratado no comentário daconclusão que se segue.

Os gráficos de folhas 28-32 represen­tam os pontos de coordenadas (t, s), como ajustamento de uma reta para a determi­nação do declive da mesma representadopor .6. s, e também os correspondentes cál­culos de T.

3 CONCLUSÃO

Os valores calculados para os· dois po­ços perfurados em Penápolis monstram-secoerentes não somente para .6. s, que expri­me a variação da relação tempo-abaixamen­to, mas também as transmissividades nãosão discrepantes e as vazões são equivalen­tes.

Todos os poços examinados atraves­saram arenitos da Formação Bauru e pene­traram o basalto subjacente.

É possível que os desvios constatadospara a série de poços considerados devam­-se a variações locais da litologia, mas le­vantam a suspeita de que se trata de outras

Já os valores observados em MonteAprazível dispersam-se largamente. Emborano poço tenha sido constatada a presençade argila, a transmissividade é relativamen­te alta e também a vazão, se comparadocom o poço 3.

No poço 2 o afastamento de valor detransmissividade é elevado, com vazão rela­tivamente baixa.

A análise de inúmeros dados referen­tes ao comportamento hidráulico dos po­ços perfurados na Formação Bauru con­duz, inevitavelmente, à necessidade deum aprofundamento em face de uma inex­plicável dispersão de tais dados, o que levaa mudar a direção de investigação para asformações geológicas subjacentes, do pon­to de vista hidrogeológico.

No excelente trabalho "Sedimentação,Estratigrafiae Tectônica da série Bauru",FREITAS (1955), em análises texturaisde amostras de sondagens retiradas de vá­rios pontos e a profundidades diversas, ve­rifica-se que o diâmetro mais frequente emareias situa-se no intervalo 1/8-1/16 mm:Uma análise estatística também informa quede 78 amostras, observou-se a frequênciade 57 casos indicando o diâmetro de areiassituado no segmento 1/8-1/16 mm. O are­nito Bauru é pois de granulometria clas­sificada como predominantemente fina.

Também ficou patente, de um modogeral, que a granulometria de areias en­contradas na Formação, acusam diâmetrosque variam de 1/4 a 1/32 mm, e, dentreas frações texturais presentes, as areiasdominam com a presença de cerca de 80%.Ademais, registra-se no arenito Bauru apresença de material cimentante e argilas.

Pode-se concluir que, apesar de seruma Unidade predominantemente arenosa,as condições de permeabilidade não sãoelevadas. Mais uma vez observamos que ospoços perfurados pelo Instituto Geológicona Formação Bauru geralmente penetraramo basalto subjacente, às vezes, de mais de100 m de espessura.

De 91 poços, com vazões testadas,observa-se que 46% deles acusam vazõesque variam no intervalo de O a 10m3 /h,conforme distribuição abaixo.

3,50m

70,00 m

2,9 m3/h

19b 04m

0,11

4,82 m3/hm

Penápolis

54

NE- 4,lOmND -66,59 m

Q - 2,8 m3-20h 10m

s - 0,27

T - 1,89 m3/hm

NE - nível estático

ND - nível dinâmico

- tempo de bombeamento até o regime de

equilíbrio

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Na Formação Bauru deve-se, comoregra, conduzir a perfuração até atingir obasalto, o que é feito com freqüência.

Estes poços encontram-se dispérsospor uma larga área da Formação Bauru,com alguns grupos concentrados em áreasurbanas.

Pode-se considerar que a produção deágua característica, devida exclusivamenteàquela Formação, está contida no interva­lo considerado com a média de vazão de6 m3/h.

Os poços que acusam uma vazão ele­vada, como evidencia a amostra tabuladasão em número reduzido e recebem con~tribuição de formações inferiores atravésde circulação ascendente, das quais desta­camos a Formação Botucatu. Este tipo decirculação foi relatado por SZ1KSZAY, M.& TE1SSEDRE, J. M. (1981).

Na perfuração do poço 2-1GG, na lo­calidade de Matão, constam as seguintesobservações que transcrevemos: "A água,até o final da experiência, se apresentoulevemente escura. Não é cristalina, não temcheiro nem sabor. É isenta de areia. Apre­senta boas qualidades físicas.

° fato de o poço 2-1GG dar vazãoin~gnificante 4 m3/h, é inexplicável emface dos elementos disponíveis até o mo­mento presente.

Esperava-se desse poço, comparadocom o n.«) l-1GG (perfurado na mesma lo­calidade), uma vazão mínima de 30 m3/h.Este último poço forneceu 79,2 m3/h. Avazão de 30 m3/h esperada para o poço2-1GG, ficou subordinada ao fato da na­tureza geológica do basalto nesse poço serequivalente e comparável à natureza geoló­gica dessa rocha no poço n.O l-1GG. Éjustamente o que acontece. Daí o fato denão poder ser explicado o motivo peloqual o poço 2-100 forneceu vazão tão bai­xa em face do poço l-1GG, que fornecevazão elevada."

Os cálculos que constam de fIs. 28-32,sobre transmissividade em alguns pontos daFormação Bauru, monstram dispersões devalores que, conjuntamente, com o com-

Sobre este assunto remetemos o leitorpara o trabalho de CARVALHO, M. de(1980).

1nfelizmene a explosão não foi levadaa cabo, pois havia probabilidades de êxitoà tentativa de aumento de produção.

Tendo em vista estes fatos, a transmis­sividade em aqüíferos da Formação Baurufica afetada possivelmente por um escoa­mento vertical oriundo de fendas basálti­cas desenvolvidas, em profundidade, nobasalto subjacente, como evidencia o trechode relatório abaixo.

No trecho de relatório transcrito nestetrabalho, referente a poços perfurados nacidade de Matão, onde foram detectados7 poços com vazões de: 4,4, 6, 8, 14, 30,80 e 60 m3/h, este último com nível está­tico O, foi sugerida a explosão de uma car­ga de dinamite no poço 1GG-2 já mencio­nado.

91

f

422011

22O

22

Q(m3/h)

0-1010 - 2020 - 3030 - 4040 - 5050 - 6060 - 7070 - 80

Se, em regiões restritas da FormaçãoBauru, forem registrados alguns poços comvazões no intervalo 0- 10 m3/h e outroscom vazões muito superiores, estes terãoatingido fraturamento apreciável no basal­to subjacente.

Este fato poderá servir de critério paratentativas de melhoramento de produçãode poços que acusem baixas vazões nascondições acima assinaladas, quando o poçotenha atingido o basalto. Poderá ser tentadoo aprofundamento do poço ou a técnica deexplosões que poderia produzir uma interli­gação com fraturas. Os vários tipos de per­filagem e mesmo a medição de isótoposambientais, podem servir de indicadoressobre a conveniência ou de se tentar a me­lhoria de produção.

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portamento de dados de ensaio de bombea­mento e informações de relatórios levam àsconclusões gerais seguintes:

1 - '0S aqüíferos da Formação Bauruapresentam aspectos de confinamen­to, se considerado os derrames basál­ticos subjacentes. O confinamentoneste caso pode ser total ou parcial.Interpretamos como semi-confinado.

2 - A definição do comporamento hi­dráulico dos poços da FormaçãoBauru exige que o poço seja testadoem furos suficientemente isolados dobasalto, para que os resultados nãosejam influenciados por fluxo ascen­dente de água que procede das fen­das do basalto, que se propagam emprofundidade. O fendilhamento su­perficial, constantemente notado nacamada superior do basalto, não teminfluência direta sobre a produção depoços.

3 Dadas as características "sui-gêneris"da Formação Bauru, conjugada comas formações subjacentes, entende­mos que as formulações matemáticasexistentes, bem como os métodos dis­poníveis, não são aplicáveis sem res­trições para o cálculo de parâmetrosde poços que atinjam o basalto, emextensas regiões da Unidade. Daquíse infere a necessidade de se propor

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novos modelos de cálculos mais con­sentâneos com a realidade.

Cabe ainda as seguintes considerações.A Formação Botucatu se revela como umextraordinário armazenador de água, e ovolume de água que é capaz de reter, pelassuas condições de posição e topografia,poderá ser estimado com .relativa precisãose conhecido o volume que representa aformação.

Disto se infere a necessidade de ava­liação de suas dimensões e do índice médiode vazios para a quantificação de água ex­plotável e, por conseguinte, o estabeleci­mento de normas de extração por meio depoços tubulares, cuja profundidade poderáalcançar várias centenas de metros.

A necessidade de tais normas é óbvia,pois uma extração que ultrapasse a capaci­dade de recarga da Formação poderá con­duzir a uma redução do volume de águaretida na Formação Bauru, devido a inter­comunicabilid-ade dessas Formações. Outrasconsiderações não descartáveis é a possibili­dade de redução da capacidade de armaze­namento da própria Formação Botucatupela redução do índice de vazios devido àcompressão de camadas sobrejacentes, querepresenta peso considerável; pode tambéma redução da subpressão devido à água quepreenche os poros da Formação Botucatuprovocar fenômenos sísmicos.

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