Compartimentação dos fluxos do sistema hidrogeológico cárstico do Grupo Bambuí a partir dos isótopos ²H, ¹⁸O e ³H na região de Lagoa Santa, Minas Gerais

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Carolina Gomes Ribeiro
• Orientador(a): Leila Nunes Menegasse Velásquez
• Banca de defesa: José Elói Guimarães Campos, Carlos Alberto de Carvalho Filho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Geologia
• Departamento: IGC - INSTITUTO DE GEOCIENCIAS
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: APA Carste de Lagoa Santa; Aquíferos cárstico-fissurais; Traçadores isotópicos ambientais; Recarga
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/33956; https://orcid.org/0000-0002-6751-8635

A área de estudo (505 km²) engloba a Área de Proteção Ambiental (APA) Carste de Lagoa Santa, mundialmente conhecida pelo ambiente cárstico único. No contexto da Bacia Sedimentar do São Francisco, afloram seu embasamento e o Grupo Bambuí, esse último representado pelos metacalcários da Formação Sete Lagoas (membros Pedro Leopoldo, MbPL, e Lagoa Santa, MbLS) e metapelitos da Formação Serra de Santa Helena (FmSSH). Como essa região tem experimentado uma pressão antrópica progressiva, seus aquíferos cárstico-fissurais, naturalmente vulneráveis, são objetos de pesquisa para embasar uma rede de monitoramento de águas subterrâneas. Assim, o propósito desse estudo foi elaborar um modelo de compartimentação hidrogeológica, isotópica e hidroquímica para o sistema hidrogeológico cárstico da região de Lagoa Santa. Para tanto, realizou-se amostragem para análise isotópica de δ²H, δ¹⁸O e concentração de trítio de cinco tipos de ponto d’água: águas meteóricas, lagoas, córregos, nascentes e poços. Parâmetros físico-químicos, hidroquímicos, geológicos, hidrogeológicos e hidráulicos também foram utilizados. As assinaturas isotópicas e hidroquímicas de cada tipo de ponto foram investigadas conforme seu respectivo enfoque. As águas meteóricas foram usadas para traçar a Reta Meteórica Local (RML), obtendo alta precisão; as lagoas apresentaram forte evaporação; e os córregos ficaram com assinaturas semelhantes às das nascentes. Com foco nas águas subterrâneas, os dados de águas de nascentes e poços foram também submetidos às análises espacial e estatística multivariada. As nascentes foram separadas em dois grupos de acordo com a posição em relação à RML: o primeiro com contribuição majoritária de precipitações diretas e o segundo com contribuição significativa de águas que passaram por evaporação. As surgências cársticas de uma mesma bacia hidrogeológica mostraram alta similaridade entre si, revelando que, além de cota topográfica e vazão, concentração de trítio e condutividade elétrica diferenciam surgências de bacias distintas. Em relação às águas de poços, constatou-se que onde afloram o MbPL Superior e a FmSSH são áreas com concentrações de trítio relativamente menores. Isso sugere um menor tempo de residência ocasionado pela menor permeabilidade dessas unidades, afetando o tempo de sua recarga e condução de água. A forma de recarga aquífera profunda, direta e rápida através dos maciços, foi comprovada pelo trítio e isótopos estáveis, contrastando com as águas mais antigas das nascentes. Os compartimentos físico-hidrogeológicos foram delimitados conforme as bacias hidrográficas, ensaios de traçadores corantes e potenciometria. Já os compartimentos isotópico-hidroquímicos foram traçados considerando a concentração de trítio e os escores resultantes da primeira componente principal, gerando dois principais: um de água mais veloz e mais vulnerável qualitativamente, e outro de água um pouco mais lenta, porém de maior vulnerabilidade quantitativa. Os traçadores isotópicos se revelam uma técnica poderosa para a caracterização de origens e processos de recarga aquífera, bem como para a estratificação de fluxos. Além da confirmação das divisões hidrogeológicas da área de estudo, os dois compartimentos isotópico-hidroquímicos, influenciados pela composição das rochas, desenvolvimento de carstificação e configurações estratigráfica e estrutural, apresentam-se como indicadores valiosos dos diferentes contextos de circulação das águas. A compartimentação proposta será fundamental para nortear uma gestão mais eficiente dos recursos hídricos subterrâneos.