INTEGRATED ESTIMATION OF GROUNDWATER RESOURCES VULNERABILITY IN THE URBAN CORE OF VISCONDE DE MAUÁ (RJ): APPLICATION OF GEOPHYSICAL METHODS IN THE SERRA DA MANTIQUEIRA ENVIRONMENTAL PROTECTION AREA AND IMPLEMENTATION OF AN ADAPTED METHODOLOGY: ESTIMATIVA INTEGRADA DE VULNERABILIDADE DOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS NO NÚCLEO URBANO DE VISCONDE DE MAUÁ (RJ): APLICAÇÃO DE MÉTODOS GEOFÍSICOS NA APA SERRA DA MANTIQUEIRA E IMPLEMENTAÇÃO DE METODOLOGIA ADAPTADA

Andréa Alves Ferreira Silva; Daniele  Maia Bila; Alfredo  Akira Ohnuma Júnior; Marcelo dos Santos Salomão

doi:10.29183/2447-3073.MIX2025.v11.n4.160-188

Autores/as

Andréa Alves Ferreira Silva UERJ - UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
Daniele Maia Bila UERJ - UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
Alfredo Akira Ohnuma Júnior UERJ - UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
Marcelo dos Santos Salomão UERJ - UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

DOI:

https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2025.v11.n4.160-188

Palabras clave:

Aguas Subterráneas, Método EKV, Geofísica Terrestre, Área de Protección Ambiental

Resumen

Este estudio evaluó la vulnerabilidad natural de los recursos hídricos subterráneos en Visconde de Mauá (RJ) mediante la adaptación de la metodología EKv, combinada con la caracterización física del suelo y métodos geofísicos (GPR, resistividad eléctrica y magnetometría), en una región sin datos hidrogeológicos locales previos. La metodología EKv integra el espesor (E) y la permeabilidad vertical (Kv) de la zona no saturada, permitiendo estimar la capacidad de protección natural del acuífero. Se identificaron dos clases de vulnerabilidad: media en Campo do Centro (EKv = 7) y Praça da Igreja (EKv = 5), y alta en Lote-10 (EKv = 8). Factores como bajo contenido de arcilla, estructuras geológicas que favorecen la percolación vertical y una zona no saturada poco espesa limitaron la capacidad de atenuación natural. Además, contactos litológicos, foliaciones subhorizontales y fracturas aumentaron el riesgo de contaminación por facilitar flujos preferenciales. El enfoque integrado fue eficaz para delimitar zonas críticas de vulnerabilidad, y la incorporación de técnicas geofísicas mejoró la precisión del diagnóstico espacial del subsuelo, fortaleciendo la evaluación de la vulnerabilidad de los recursos hídricos subterráneos, incluso frente a las limitaciones inherentes a la metodología EKv.

Biografía del autor/a

Andréa Alves Ferreira Silva, UERJ - UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

Ingeniera Sanitaria y Ambiental, graduada de la Universidad Estácio de Sá (2014), con Maestría (2021) en Ingeniería Ambiental por la Universidad Estatal de Río de Janeiro (UERJ) y Doctorado en Ingeniería Ambiental, actualmente en curso, por la misma universidad. Tiene experiencia en Sistemas de Naturalización Urbana, licenciamiento ambiental y aplicación de métodos geofísicos para la caracterización ambiental. Trabaja en la coordinación ambiental de proyectos mineros, con énfasis en el cumplimiento de requisitos legales e implementación de programas de control y monitoreo ambiental. Desarrolla actividades técnicas relacionadas con la evaluación de niveles de presión sonora y calidad del aire, con foco en la mitigación de impactos ambientales en el estado de Bahía. Sus competencias abarcan la integración de la planificación territorial, la gestión ambiental y las tecnologías aplicadas a la sostenibilidad urbana.

LATTES: https://lattes.cnpq.br/7677774619472156

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2459-8409
Daniele Maia Bila, UERJ - UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

Profesora Asociada del Departamento de Ingeniería Sanitaria y Ambiental de la Universidad Estatal de Río de Janeiro (UERJ). Es licenciada en Ingeniería Química por la UFRRJ (1998), tiene una maestría (2000) y un doctorado (2005) en Ingeniería Química por la COPPE/UFRJ, además de realizar prácticas posdoctorales en la misma institución (2005-2006). Es profesora titular de los Programas de Posgrado en Ingeniería Ambiental (Maestría Profesional PEAMB) y Doctorado en Ingeniería Ambiental (DEAMB) de la UERJ, donde coordina el Laboratorio de Ingeniería Sanitaria (LES/UERJ) y lidera el grupo de investigación "Microcontaminantes y Microplásticos en Matrices Ambientales" del CNPq. Es Científica de Nuestro Estado por la FAPERJ. Tiene experiencia en Ingeniería Química y Ambiental, con énfasis en control de la contaminación, trabajando en los siguientes temas: monitoreo ambiental, procesos de tratamiento de agua y aguas residuales, y evaluación de la ecotoxicidad y la actividad estrogénica de contaminantes emergentes, incluyendo microcontaminantes orgánicos, microplásticos y nanoplásticos. Investiga en procesos de tratamiento de agua y aguas residuales, tanto convencionales como avanzados, como procesos de oxidación avanzada, ozonización, tratamientos biológicos y fisicoquímicos, además de la mitigación de lixiviados de vertederos de residuos sólidos.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/1791743137921382

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7988-0893
Alfredo Akira Ohnuma Júnior, UERJ - UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

Ingeniero Civil graduado de la UFSCar - Universidad Federal de São Carlos (2000), Máster (2005) y Doctorado en Ciencias de la Ingeniería Ambiental de la USP / EESC - Universidad de São Paulo (2008), Escuela de Ingeniería de São Carlos, Departamento de Hidráulica y Saneamiento. Es Profesor Asociado en la Universidad Estatal de Río de Janeiro (UERJ), por el Departamento de Ingeniería Sanitaria y Ambiental. Trabaja en la docencia de los cursos de Ingeniería Civil e Ingeniería Ambiental y Sanitaria, en el Programa de Posgrado de Maestría Profesional en Ingeniería Ambiental (PEAMB) y Doctorado en Ingeniería Ambiental (DEAMB), en la UERJ. Proscientista/UERJ desde 2015. Tiene cuatro patentes registradas en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial de Brasil (INPI). Trabaja con sistemas de aguas pluviales, incluyendo técnicas de drenaje urbano compensatorio, en las áreas de recursos hídricos, aguas pluviales, hidrología aplicada, huella hídrica, sistemas hidráulicos y de plomería de edificios, captación de agua de lluvia, techos verdes, restauración ambiental de cuencas hidrográficas, modelos hidrológicos y uso racional del agua. Sitio web del proyecto: https://projetosapuerj.com. Trabajó en Petrobras en el área de licencias ambientales para gasoductos e instalaciones de compresión y gas, con énfasis en gestión de procesos, análisis y revisión de Estudios de Impacto Ambiental, y planificación estratégica y organizacional en QHSE. También es profesor de Yoga y Meditación con formación en Yoga con Marco Schultz (2009) e Iyengar Yoga (2013) con Pedro Pessoa. Es practicante de Meditación Vipassana con formación de Dhamma Santi, Miguel Pereira-RJ (2008, 2009, 2011).

LATTES: http://lattes.cnpq.br/0181633220926313

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0772-9334
Marcelo dos Santos Salomão, UERJ - UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

Profesor Asociado del Departamento de Geología Aplicada de la Facultad de Geología de la UERJ. Coordinador del Laboratorio de Exploración Mineral (LEXMIN) de la FGEL. Científico del Estado de Río de Janeiro (UERJ). Coordinador del Grupo de Investigación "Prospección de Recursos Minerales", registrado en el CNPq/UERJ. Miembro del Grupo de Investigación en Geotectónica (TEKTOS). Doctor en Geología por el Programa de Posgrado en Análisis de Cuencas y Fajas Móviles (UERJ). Máster en Geología (Área de Concentración: Tectónica, Petrología y Recursos Minerales), en la línea de investigación de Geofísica Aplicada, por la Universidad Estatal de Río de Janeiro. Es licenciado en Geología y tiene experiencia en Prospección Mineral, Geología Económica, Geofísica Aplicada, análisis espacial de datos geoquímicos, Teledetección y SIG.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/7699327347971204

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7611-8353

Referencias

AGAFONKIN, Volodymyr. Classificação climática de Köppen para os municípios brasileiros. [S.l.]: [s.n.], [2025]. Available at:

<https://koppenbrasil.github.io/>. Accessed on Jan. 26, 2025>.

AGEVAP. Associação Pró-Gestão das Águas da Bacia Hidrográfica do rio Paraíba do Sul. Plano de manejo e Web SIG da APA da Serra da Mantiqueira. 342p. Paraná, 2018.

ALLER, L.; BENNETT, T.; LEHR, J. H.; PETTY, R. J.; HACKETT, G. DRASTIC: a standardized system for evaluating ground water pollution potential using hydrogeologic settings. Ada, OK: U.S. Environmental Protection Agency, 1987. (EPA/600/2-87/035). 252 p.

ALMEIDA, D. L.; BENASSI, R. F. Crise hídrica e de energia elétrica entre 2014-2015 na região Sudeste. Revista Hipótese, Bauru, v. 1, n. 2, p. 65–76, 2015. Available at:

<https://revistahipotese.editoraiberoamericana.com/revista/article/view/37>. Accessed on Jan. 2, 2025.

ANNAN, A. P. Ground penetrating radar: principles, procedures and applications. Ontario: Sensors & Software Inc. Canadá, 2005.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: Solo – amostras de solo – preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. São Paulo: ABNT, 2016.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6458:2016 — Grãos de pedregulho retidos na peneira de abertura 4,8 mm — Determinação da massa específica, da massa específica aparente e da absorção de água. Rio de Janeiro: ABNT, 2016.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6508: Grãos de solos que passam na peneira de 4,8 mm – determinação da massa específica. São Paulo: ABNT, 2016.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: Solo – determinação do limite de liquidez. São Paulo: ABNT, 2017.

AUGE, M. Vulnerabilidad de acuíferos. Revista Latino-Americana de Hidrogeologia, n. 4, p. 85- 103. 2004

BAIG, F.; SHERIF, M.; SEFELNASR, A.; FAIZ, M. A. Groundwater vulnerability to contamination in the Gulf Cooperation Council region: a review. Groundwater for Sustainable Development, v. 23, 2023. Art. 101023. DOI:

<https://doi.org/10.1016/j.gsd.2023.101023>.

BEZERRA, C. O.; CUSIOLI, L. F.; SANCHES, F. M.; QUESADA, H. B.; BELUCI, N. C. L.; MONTAVANI, D.; PINTO, M. R.; LEITAO, J. I. R.; ALMEIDA, J. R. F. Determinação do índice EKv: avaliação da vulnerabilidade ambiental de uma área aluvial do Riacho dos Macacos em Juazeiro do Norte – Ceará. Águas Subterrâneas, [S. l.], v. 31, n. 5, 2017. Available at: <https://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/view/29051>. Accessed on Apr. 19, 2025.

BONGA, C. S. J. Prospecção geoelétrica de água subterrânea no Fontão, Angeja-Portugal. 2014. Dissertação (Mestrado em Geomateriais e Recursos Geológicos) – Departamento de Geociências, Universidade de Aveiro, Aveiro, 2014.

CEIVAP – COMITÊ DE INTEGRAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PARAÍBA DO SUL. Segurança hídrica no Estado do Rio de Janeiro. Revista Pelas Águas Digital, ed. 14, 2023. Available at:

<https://ceivap.org.br/revista_digital/ed14/seguranca-hidrica-no-estado-do-rio-de-janeiro>. Accessed on: Fev. 14, 2025.

COSTA, M. V. T. da. Impactos ambientais associados ao turismo nos distritos de Maromba e Maringá – RJ – região de Visconde de Mauá – RJ: estudo de caso sobre o Rio Preto. 2024. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Programa de Pós-Graduação em Geografia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024.

CHRISPIM, Zélia Maria Peixoto. Análise da vulnerabilidade e caracterização hidrogeoquímica dos aquíferos livres rasos da parte emersa da Bacia Sedimentar de Campos. 2016. xxvii, 320 f.: il. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Centro de Ciência e Tecnologia, Laboratório de Engenharia Civil, Campos dos Goytacazes, 2016.

CUSTÓDIO, Emilio; LLAMAS, Manuel Ramón. Hidrologia subterrânea. 2. ed. Barcelona: Omega, 2001. 1200 p.

DAO, Phuong Uyen; HEUZARD, Arnaud Guillaume; LE, Thi Xuan Hoa; ZHAO, Jing; YIN, Ran; SHANG, Chii; FAN, Chihhao. The impacts of climate change on groundwater quality: a review. Science of the Total Environment, Amsterdam, v. 912, n. único, p. 169241, 2024. ISSN 0048-9697. DOI:

<https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169241>.

DAVIS, J. L.; ANNAN, A. P. Ground-penetrating radar for high-resolution mapping of soil and rock stratigraphy. Geophysical Prospecting, Oxford, v. 37, n. 5, p. 531–551, 1989. ISSN 0016-8025.

DOI:<https://doi.org/10.1111/j.1365- 2478.1989.tb02221.x>.

DEWANDEL, Benoît; LACHASSAGNE, Patrick; ZAIDI, Faisal K.; CHANDRA, Subash. A conceptual hydrodynamic model of a geological discontinuity in hard rock aquifers: example of a quartz reef in granitic terrain in South India. Journal of Hydrology, Amsterdam, v. 405, n. 3–4, p. 474–487, 2011. ISSN 0022-1694.

DOI:<https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2011.05.053>.

EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Normais climatológicas: 1961-1990. Brasília, DF: Embrapa, 1992. Available at: <https://www.cnpf.embrapa.br/pesquisa/efb/clima.htm>. Accessed on Oct. 14, 2024.

EYANKWARE, M.; ALEKE, G. Investigação geoelétrica para determinar zonas de fratura e vulnerabilidade do aquífero no sul do Vale de Benue, no sudeste da Nigéria. Arabian Journal of Geosciences, [S.l.], v. 14, n. 2259, 2021. ISSN 1866-7511.

DOI:<https://doi.org/10.1007/s12517-021-08542-w>.

FEITOSA, Fernando Antônio Carneiro (Coord.); MANOEL FILHO, João (Coord.); FEITOSA, Edilton Carneiro; DEMETRIO, José Geilson A. Hidrogeologia: conceitos e aplicações. 3. ed., rev. e ampl. Rio de Janeiro: CPRM; Recife: LABHID, 2008. 812 p. ISBN 978-85-7499-061-3. Available at:

<https://rigeo.sgb.gov.br/handle/doc/14818>. Accessed on Feb. 11, 2025.

FITTS, Charles R. Groundwater science. 2. ed. Waltham: Academic Press, 2012. 692 p. ISBN 978-0-12-384705-8. Available at:

<https://shop.elsevier.com/books/groundwater-science/fitts/978-0-12-384705-8>. Accessed on Dec. 21, 2025.

GRIEBLER, Christian; AVRAMOV, Maria. Groundwater ecosystem services: a review. Freshwater Science, Chicago, v. 34, n. 1, p. 355–367, mar. 2015. ISSN 2161-9549. DOI: <https://doi.org/10.1086/679903>.

HILBERG, Sylke. Revisão: traçadores naturais em aquíferos de rocha dura fraturada na parte austríaca dos Alpes Orientais — abordagens anteriores e perspectivas futuras para a hidrogeologia em regiões montanhosas. Hydrogeology Journal, [S.l.], v. 24, n. 5, p. 1091–1105, maio 2016. ISSN 1431-2174. DOI: <https://doi.org/10.1007/s10040-016-1395-x>.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). Mapeamento de recursos naturais: base contínua de geologia do Brasil – escala 1:250.000. Rio de Janeiro: IBGE, 2021. Available at:

https://www.ibge.gov.br/geociencias/informacoes-ambientais/geologia/15822-geologia-1-250-000.html. Accessed on Mar. 17, 2025.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). Mapeamento de recursos naturais: base contínua de pedologia por municípios – escala 1:250.000. Rio de Janeiro: IBGE, 2021. Available at:

https://www.ibge.gov.br/geociencias/informacoes-ambientais/pedologia/10871-pedologia.html. Accessed on Mar. 17, 2025.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). Mapa hidrogeológico da Região Sudeste – escala 1:1.800.000. Rio de Janeiro: IBGE, 2015. Available at:

https://geoftp.ibge.gov.br/informacoes_ambientais/geologia/levantamento_hidrogeologico_e_hidroquimico/mapas/regionais/sudeste_hidrogeologico.pdf. Accessed on Mar. 21, 2025.

INSTITUTO ESTADUAL DO AMBIENTE (INEA). Atlas dos mananciais de abastecimento público do Estado do Rio de Janeiro: subsídios ao planejamento e ordenamento territorial. Coordenação geral: Silvia Marie Ikemoto; coordenação executiva: Patrícia Rosa Martines Napoleão. Rio de Janeiro: INEA, 2018. 464 p. ISBN 978-85-63884-24-4.

KALAOUM, Jaqueline; SILVA, Jonathas Batista Gonçalves; AQUINO, Otávio Eurico de; PINHO, Camila Ferreira; PEREIRA, Marcos Gervasio; GOMES, João Henrique Gaia. Mapeamento da vulnerabilidade do sistema de aquífero do Distrito Industrial do Município de Queimados (RJ) utilizando a metodologia GOD. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, Maringá, v. 13, n. 3, p. 1069–1090, 2020.

DOI:<https://doi.org/10.17765/2176-9168.2020v13n3p1069-1090>.

MAIA, Sergio Wright. Governança ambiental e instituições no desenvolvimento sustentável: o caso de Visconde de Mauá. 2013. 278 f. Dissertação (Mestrado em Planejamento Urbano e Regional) – Instituto de Pesquisa e Planejamento Urbano e Regional, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2013.

MIRANDA, Ciomara de Souza; MIOTO, Camila Leonardo; LASTORIA, Giancarlo; GABAS, Sandra Garcia; PARANHOS FILHO, Antonio Conceição. Uso de sistemas de informação geográfica (SIG) na modelagem da vulnerabilidade de aquífero livre: comparação entre os métodos GOD e EKv na bacia do rio Coxim, São Gabriel do Oeste, MS, Brasil. Geociências, São Paulo, v. 34, n. 2, p. 312–322, jun. 2015.

OLSZEVSKI, Nelci; FERNANDES FILHO, Elpídio Inácio; COSTA, Liovando Marciano da; SCHAEFER, Carlos Ernesto Gonçalves Reynaud; SOUZA, Eliana de; COSTA, Oldair Del'Arco Vinhas. Morfologia e aspectos hidrológicos da bacia hidrográfica do rio Preto, divisa dos estados do Rio de Janeiro e de Minas Gerais. Revista Árvore, Viçosa, MG, v. 35, n. 3, p. 485–492, maio/jun. 2011. ISSN 0100-6762. DOI: <https://doi.org/10.1590/S0100-67622011000300011>.

SANTOS, Cristovaldo Bispo dos. Avaliação hidrogeológica do alto da bacia do rio Jiquiriçá, BA. 2010. 190 f. Tese (Doutorado em Geologia) – Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2010. Available at:

<https://rigeo.cprm.gov.br/handle/doc/375>. Accessed on Mar. 05, 2025.

VAN STEMPVOORT, Dale; EWERT, Lee; WASSENAAR, Leonard. AVI: a method for groundwater protection mapping in the Prairie Provinces of Canada. Saskatoon: Environmental Sciences Division, National Hydrology Research Institute, 1992. Prairie Provinces Water Board Report, 114.

ZHAO, Xiaoning; WANG, Daqing; XU, Haoli; DING, Zhibin; SHI, Yue; LU, Zhao; CHENG, Zijian. Groundwater pollution risk assessment based on groundwater vulnerability and pollution load on an isolated island. Chemosphere, Oxford, v. 289, p. 133134, fev. 2022. Available at:

https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133134. Accessed on Apr. 27, 2025.

ESTIMACIÓN INTEGRADA DE LA VULNERABILIDAD DE LOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÁNEOS EN EL CENTRO URBANO DE VISCONDE DE MAUÁ (RJ): APLICACIÓN DE MÉTODOS GEOFÍSICOS EN EL APA SERRA DA MANTIQUEIRA E IMPLEMENTACIÓN DE METODOLOGÍA ADAPTADA