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Tipo: Dissertação
Título: As mudanças climáticas e os desafios da gestão de águas subterrâneas no Estado do Ceará
Título em inglês: Climate change and the challenges of groundwater management in the State of Ceará
Autor(es): Castelo Branco, Gabriel Pimenta de Novaes
Orientador: Araujo, Carla Beatriz Costa de
Coorientador: Lousado, Eneas Oliveira
Palavras-chave em português: Mudanças climáticas;Matriz FPEIR;Balanço hídrico;Disponibilidade hídrica
Palavras-chave em inglês: Climate change;DPSIR matrix;Water balance;Water availability
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA
Data do documento: 2026
Citação: CASTELO BRANCO, Gabriel Pimenta de Novaes. As mudanças climáticas e os desafios da gestão de águas subterrâneas no Estado do Ceará. 2026. 96 f. Dissertação (Mestrado em Geologia) - Programa de Pós-Graduação em Geologia, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumo: As mudanças climáticas vêm provocando alterações significativas nos padrões de precipitação, temperatura e evapotranspiração, afetando diretamente o ciclo hidrológico e, consequentemente, a disponibilidade das águas subterrâneas. No Estado do Ceará, situado no semiárido brasileiro, esses impactos tornam-se ainda mais relevantes, dada a forte dependência dos aquíferos para o abastecimento humano, a agricultura e outras atividades económicas. A intensificação de eventos extremos, como secas prolongadas, aliada ao uso desordenado dos recursos hídricos, impõe desafios complexos à gestão sustentável das águas subterrâneas na região. Esse estudo analisa os principais conflitos e desafios relacionados à gestão das águas subterrâneas no Ceará, com base na aplicação da Matriz FPEIR (Força Motriz – Pressão – Estado – Impacto – Resposta) nas doze regiões hidrográficas do estado. A análise evidencia conflitos significativos, tais como a perfuração desordenada de poços, limitações no controle e gestão das outorgas de águas subterrâneas, a poluição e contaminação por resíduos (nitratos, adubos inorgânicos e agrotóxicos), bem como a fragilidade da governança institucional. Como resultado, foi elaborada uma matriz FPEIR geral, abrangendo as características e problemáticas de todo o território cearense. Além disso, foram desenvolvidas sete matrizes específicas, direcionadas aos principais domínios hidrogeológicos das diferentes regiões hidrográficas, permitindo uma análise mais detalhada e contextualizada das dinâmicas locais. Nesse contexto, a pesquisa também procura estimar os efeitos das mudanças climáticas sobre a disponibilidade hídrica do sistema aquífero Dunas/Paleodunas da Região Metropolitana de Fortaleza, com especial enfoque nos municípios de Paracuru e São Gonçalo do Amarante. Com base em dados climatológicos históricos de precipitação e temperatura, e por meio da aplicação do método do Balanço Hídrico Climatológico, estimou-se a infiltração eficaz para o período de 1977 a 2024. Para o município de Paracuru, obteve-se o valor de 344,60 mm/ano, enquanto para São Gonçalo do Amarante o valor estimado foi de 183,50 mm/ano. Adicionalmente, por meio do método da Flutuação da Superfície Piezométrica (Δh), estimou-se para uma área de 78,55 km², correspondente a zona aflorante do aquífero, uma reserva renovável da ordem de 39 milhões de m³. Com base em projeções de modelos climáticos do CMIP6 aplicadas à área de estudo, considerando os cenários SSP2-4.5 e SSP5-8.5, foram obtidos dados climatológicos futuros e estimados valores de infiltração eficaz a partir de 19 modelos, abrangendo três intervalos temporais (2025–2050, 2051–2075 e 2076–2100). Para o período de 2025 a 2050, no cenário mais crítico, os resultados indicam um aumento de 6% na temperatura média e uma redução de 55% na infiltração eficaz média. No intervalo seguinte (2051–2075), sob o mesmo cenário, observa-se um aumento de 11% na temperatura média e uma redução de 86% na infiltração eficaz. Para o período de 2076 a 2100, os modelos resultam para uma redução média de 98% no pior cenário (SSP 5-8.5) na recarga eficaz do sistema aquífero, evidenciando impactos potencialmente severos na sua capacidade de renovação.
Abstract: Climate change has been causing significant alterations in precipitation patterns, temperature, and evapotranspiration, directly affecting the hydrological cycle and, consequently, the availability of groundwater. In the State of Ceará, located in the Brazilian semi-arid region, these impacts become even more relevant given the strong dependence on aquifers for human supply, agriculture, and other economic activities. The intensification of extreme events, such as prolonged droughts, combined with the unregulated use of water resources, poses complex challenges for the sustainable management of groundwater in the region. This study analyzes the main conflicts and challenges related to groundwater management in Ceará, based on the application of the DPSIR Matrix (Driving Force – Pressure – State – Impact – Response) across the twelve hydrographic regions of the state. The analysis highlights significant conflicts, such as the unregulated drilling of wells, limitations in the control and management of groundwater permits, pollution and contamination by waste (nitrates, inorganic fertilizers, and pesticides), as well as the fragility of institutional governance.As a result, a general DPSIR matrix was developed, encompassing the characteristics and issues of the entire territory of Ceará. In addition, seven specific matrices were created, focused on the main hydrogeological domains of the different hydrographic regions, allowing for a more detailed and contextualized analysis of local dynamics.In this context, the research also seeks to estimate the effects of climate change on water availability in the Dunas/Paleodunas aquifer system in the Metropolitan Region of Fortaleza, with a particular focus on the municipalities of Paracuru and São Gonçalo do Amarante. Based on historical climatological data on precipitation and temperature, and through the application of the Climatic Water Balance method, effective infiltration was estimated for the period from 1977 to 2024. For the municipality of Paracuru, a value of 344.60 mm/year was obtained, while for São Gonçalo do Amarante the estimated value was 183.50 mm/year.Additionally, using the Water Table Fluctuation method (Δh), a renewable reserve of approximately 39 million m³ was estimated for an area of 78.55 km², corresponding to the outcropping zone of the aquifer.Based on projections from CMIP6 climate models applied to the study area, considering the SSP2-4.5 and SSP5-8.5 scenarios, future climatological data were obtained and effective infiltration values were estimated from 19 models, covering three time intervals (2025–2050, 2051–2075, and 2076–2100). For the period from 2025 to 2050, under the most critical scenario, the results indicate a 6% increase in average temperature and a 55% reduction in average effective infiltration. In the following interval (2051–2075), under the same scenario, there is an 11% increase in average temperature and an 86% reduction in effective infiltration. For the period from 2076 to 2100, the models indicate an average reduction of 98% in the worst-case scenario (SSP5-8.5) in the effective recharge of the aquifer system, highlighting potentially severe impacts on its renewal capacity.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86517
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/1512091848602430
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0001-6311-0440
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/9545907301174762
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/0831601833281899
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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