Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.3/2943
Título: Recursos hidrominerais dos Açores: hidrogeologia e avaliação do potencial sócioeconómico
Autor: Freire, Pedro Artur Teles
Orientador: Cruz, José Virgílio de Matos Figueira
Coutinho, Rui Moreira da Silva
Vieira, José Cabral
Palavras-chave: Águas Minerais
Hidrogeologia
Hidrogeoquímica
Açores
Data de Defesa: 17-Dez-2013
Citação: Freire, Pedro Artur Teles. "Recursos hidrominerais dos Açores: hidrogeologia e avaliação do potencial sócioeconómico". 2013. xxxvi, 533, [A38] p.. (Tese de Doutoramento em Geologia, especialidade Hidrogeologia) - Ponta Delgada: Universidade dos Açores, 2013.
Resumo: A origem vulcânica dos Açores explica a ocorrência de numerosas nascentes de águas minerais, predominantemente gasocarbónicas ou termais, que denotam uma elevada variabilidade de tipos químicos e de magnitude de mineralização, em particular na ilha de São Miguel, mas também nas ilhas Terceira, Graciosa, São Jorge, Faial, Pico e Flores. Não obstante a variabilidade hidrogeoquímica nos 116 pontos de água mineral referenciados, a predominância da fácies bicarbonatada sódica, associada a águas minerais gasocarbónicas e termais, é especificamente focada neste estudo, o qual engloba também a determinação de fluxos elementares subterrâneos transferidos para o escoamento de superfície, particularmente importante para a monitorização da actividade sismovulcânica. A composição química dos recursos hidrominerais dos Açores foi comparada com a das 14 águas minerais tipologicamente similares, com origem num ambiente geologicamente diverso, localizadas na Zona de Falha Penacova - Régua - Verín, troço Chaves - Verín, o que permitiu evidenciar as especificidades das águas minerais dos Açores. Para a concretização do objectivo principal referido inicialmente começou por se efectuar uma recolha exaustiva de elementos bibliográficos relativos às nascentes minerais dos Açores, mediante a consulta de acervos históricos e publicações mais recentes. Promoveu-se a compilação de todas as referências a fenómenos relacionados com a ocorrência de águas minerais dos Açores que incluíram dados geológicos, hidrogeológicos e analíticos e utilizou-se como ponto de partida a base de dados HYDROVULC (2005/2006). Seleccionaram-se também as emergências minerais de Trás-os-Montes e da Galiza para permitir efectuar um estudo comparativo com as águas minerais dos Açores. A realização de amostragem e análises periódicas de águas minerais, de acordo com os métodos usualmente descritos na literatura científica, permitiu a actualização da base de dados HYDROVULC (2005/2006), acrescentando 4418 análises às 953 então compiladas, respeitantes às águas minerais dos Açores. Elaboraram-se mapas temáticos para cada ilha do arquipélago dos Açores, relativos aos pontos de água mineral respectivos, para cada um dos parâmetros físico-químicos (temperatura, pH, condutividade eléctrica e CO2 livre), dos catiões (Na+, K+, Ca²+, Mg²+) e aniões principais (Cl¯, SO4²̄, HCO³̄) e da SiO2. Os valores que figuram em cada um dos mapas são os valores médios obtidos a partir das análises que se encontram na base de dados "Hydrovulc restrita 2000" , circunscritas, apenas, ao século XXI. A determinação de fluxos elementares e de CO2, foi efectuada em massas de água seleccionadas de acordo com a sua litologia dominante e posição relativamente aos centros vulcânicos activos (vulcão das Furnas e vulcão do Fogo), onde ocorrem águas minerais. Estes fluxos permitiram estimar a descarga de CO2 e dos elementos dissolvidos e relacioná-los com a descarga associada às emergências de águas minerais existentes no leito ou margens dos cursos de água permanentes. Os dados obtidos no decurso das análises efectuadas foram integrados e tratados com o objectivo de definir os principais processos hidrogeoquímicos e distinguir entre as variações sazonais ou as induzidas pelas actividades vulcânica e antropogénica. Elaborou-se um modelo hidrogeoquímico conceptual capaz de explicar a composição hidrogeoquímica de cada grupo de águas minerais. A avaliação do potencial socioeconómico das ilhas do arquipélago dos Açores, relativamente às águas minerais baseou-se numa expressão matemática que tem em conta a ponderação de dois critérios, um de coeficiente igual a 0,2, ligado indirectamente às águas minerais, e outro de coeficiente igual a 0,8, relacionado directamente com a temática hidrogeológica. Os resultados permitiram confirmar que este potencial é mais relevante no caso da ilha de São Miguel.
ABSTRACT: The volcanic nature of the Azores explain the occurrence of numerous mineral water springs, mainly carbonated or thermal discharges, with diverse chemical water types and mineralization magnitude, namely in São Miguel islands, as well as in Terceira, Graciosa, São Jorge, Fail, Pico and Flores. Despite the diverse water chemistry depicted by the 116 discharges that were identified, waters are mainly of the sodium bicarbonated water type, associated to carbonated and thermal springs, subject studied in the present thesis, as well as the quantification of elemental fluxes in groundwater to rivers, being both topics relevant toward volcanic surveillance. The chemical composition of the hydromineral resources in the Azores was compared to the chemistry of 14 springs of similar chemical type, discharging in a diverse geological environment, namely in the area Chaves - Verín of the fault zone Penacova - Régua - Verín, which allow to address the specific character of the mineral waters in the archipelago. In order to fulfill the main goal of the present dissertation the first task was a detailed survey of all references to mineral waters in the Azores, both historical documents and more recent publications. All geological, hydrogeological and analytical data on the occurrence of mineral waters were compiled, using the database HYDROVULC (2005/2006) as a starting point. The mineral springs in Trás-os-Montes to be sampled for the comparative study were also selected. The sampling and analytical work that was developed, using methods described in the scientific literature, allow to add 4418 new analyses on the chemistry of the mineral waters in the Azores to the 953 references already stored in the data base HYDROVULC (2005/2006). A set of specific hydrocheochemical maps was made for each island of the Azores, considering master variables (temperature, pH, electrical conductivity, dissolved CO2), major-ion composition (Na+, K+, Ca²+, Mg²+, Cl¯, SO4²̄, HCO³̄) and SiO2. These maps were prepared in the basis of the average values of the database "Hydrovulc restrita 2000", corresponding to a restriction to the original database, considering data gathered only in the present century. The quantification of CO2 and elemental fluxes was made on selected water bodies according their main lithology and position regarding the Furnas and Fogo volcanoes, where a large number of mineral water discharges are located. These fluxes allow estimating the fraction of mineral water in the main rivers on those volcanoes, with several discharges occurring in the margins. All the water chemistry data was integrated and interpreted in order to identify the main hydrogeochemical processes, and to distinguish between seasonal variations as well as the fluctuations associated to volcanic or anthropogenic sources. A conceptual hydrogeochemical model was developed to explain the composition of the mineral waters in the Azores. The assessment of the socioeconomic potential of the mineral water resources in the Azores was made according a mathematical expression, based on a set of criteria indirectly associated to the occurrence of mineral waters, and directly to the hydrogeological setting. Results have shown that the highest socioeconomic potential is estimated in the case of São Miguel island.
Descrição: Tese de Doutoramento, Geologia (Hidrogeologia), 17 de Dezembro de 2013, Universidade dos Açores.
URI: http://hdl.handle.net/10400.3/2943
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