Sistemas como interações de elementos

Por Manoel Gomes

UM SISTEMA REPRESENTA UM CONJUNTO ORGANIZADO DE ELEMENTOS E DE INTERAÇÕES ENTRE OS ELEMENTOS.

Sistema é qualquer engenho que responda através de uma saída a uma entrada.

(HÍDRIA)- A definição mais antiga e difundida no conhecimento científico, cita que "sistema representa um conjunto organizado de elementos e de interações entre os elementos”.

Chorley e Kennedy (1971) salientaram o aspecto conectivo do conjunto, escrevendo que “um sistema é um conjunto estruturado de objetos e/ou atributos. 

Esses objetos e atributos consistem de componentes ou variáveis (isto é, fenômenos que são passíveis de assumir magnitudes variáveis) que exibem relações discerníveis um com os outros e operam conjuntamente como um todo complexo, de acordo com determinado padrão”. 

Haigh (1985), assinalou que “um sistema é uma totalidade que é criada pela integração de um conjunto estruturado de partes componentes, cujas inter-relações estruturais e funcionais criam uma inteireza que não se encontra implicada por aquelas partes componentes quando desagregadas”.

No entanto, numa visão mais pragmática, a definição de Dooge (1973) é mais sintética e de rápida compreensão, onde “sistema é qualquer estrutura, esquema ou procedimento, real ou abstrato, que num dado tempo de referência inter-relaciona-se com uma entrada, causa o estímulo de energia ou informação; e uma saída, efeito ou resposta de energia ou informação”. 

Em síntese, sistema é qualquer engenho que responda através de uma saída a uma entrada. E cada sistema possui suas próprias características e pode, em função de cada caso, ser subdividido em subsistemas, onde certas características são mais homogêneas.

Como exemplo, temos uma bacia hidrográfica, como um sistema que acionado por uma entrada ou estímulo, ou seja, a precipitação, e através dos diversos fenômenos hidrológicos transforma essa precipitação em vazão. A estrutura do sistema hidrológico depende de características, tais como solo, vegetação, topografia, etc. Os fenômenos que regem o comportamento do sistema são: infiltração, escoamento superficial, percolação, etc.

A bacia hidrográfica como um sistema real.

A bacia hidrográfica como um modelo conceitual.

Temos como equação do balanço hídrico: P – E – Q (± ΔS) = 0, onde:

• P: volume da água precipitado sobre a bacia;

• E: volume que retornou a atmosfera por evaporação e transpiração;

• Q: volume total de água escoada pela bacia durante um intervalo de tempo. Esse escoamento total Q representa a “produção” de água pela bacia, medida pela vazão do exutório durante o período de monitoramento.

• ΔS: refere-se as variações positivas e negativas devido ao armazenamento no interior da bacia. Esse armazenamento ocorre na forma de água retida nas formações geológicas do subsolo, cujo fluxo é muito mais lento que o do escoamento superficial. Os valores positivos (+) ocorrem quando o escoamento total da bacia é alimentado pela água subterrânea (período de estiagem), enquanto, os negativos (-) refletem períodos de recarga (época de chuvas), quando parte da precipitação sofre infiltração, realimentando a água subterrânea, em vez de escoar diretamente da bacia.

A bacia hidrográfica como um modelo matemático.

Em modelagem de sistemas ambientais, Christofoletti (1999) explica que quando os fenômenos são conceituados como sistemas, uma das principais atribuições e dificuldades está em identificar os elementos, seus atributos (variáveis) e suas relações, a fim de delinear com clareza a extensão abrangida pelo sistema em foco.

Praticamente, os sistemas envolvidos na análise ambiental funcionam dentro de um ambiente, fazendo parte de um conjunto maior. Esse conjunto maior, no qual se encontra inserido o sistema particular que se está estudando pode ser denominado de universo, o qual compreende o conjunto de todos os fenômenos e eventos que sofrem alterações e mudanças por causa do comportamento do referido sistema particular.

No âmbito do universo, a fim de estabelecer uma ordem classificatória, podem-se considerar os primeiros como sistemas antecedentes ou controlantes e os segundos como sistemas subsequentes ou controlados. Entretanto, não se deve pensar que exista apenas um encadeamento linear, sequencial, entre os sistemas antecedentes, o sistema que se está estudando, e os sistemas subsequentes.

Através do mecanismo de retroalimentação (feedback), os sistemas subsequentes podem voltar a exercer influências sobre os antecedentes, numa perfeita interação entre todo o universo.

O mecanismo de retroalimentação (feedback).

Para a análise e modelagem ambiental deve-se estar ciente de que um sistema na multiplicidade das características e fenômenos da superfície terrestre é ato mental, cuja ação procura abstrair o referido sistema da realidade envolvente. 

O procedimento de abstrair, procurando estabelecer os componentes e as relações existentes, depende da formação intelectual e da percepção apresentada pelo pesquisador.

Um pouco de história da modelagem de sistemas ambientais

Por: Manoel Gomes

A EVOLUÇÃO DA MODELAGEM AMBIENTAL AO LONGO DOS ANOS PERMITIU O ACESSO DE UM NOVO PERFIL DE USUÁRIOS.

(HÍDRIA)- A EVOLUÇÃO da modelagem pode ser dividida em fases relacionadas ao interesse social e a capacidade computacional da época. Os primeiros trabalhos de modelagem apareceram em meados da década de 1920 com Streeter & Phelps em 1925 no rio Ohio, que focava a avaliação dos níveis de oxigênio dissolvido (OD) em rios e estuários.

Os problemas de interesse social
contribuíram para o início da modelagem em sistemas ambientais.

O lançamento de esgotos em rios
já era um problema de interesse social no início de século XX.

Ainda sem computadores, as aplicações limitavam-se as soluções lineares, com geometria simples, e considerando um estado permanente no tempo.

O trabalho precursor foi de Streeter & Phelps em 1925, que focava a avaliação dos níveis de oxigênio dissolvido (OD) em rios e estuários.

Do ponto de vista histórico é importante entender que os modelos desenvolvidos nos últimos 40 anos foram influenciados por modelos físicos e elétricos analógicos, que os precederam nos anos 50 e 60.

Durante a II Guerra Mundial foi desenvolvido o ENIAC (1943), 
que pesava 30 toneladas e tinha 5,5 metros de altura, 2
5 metros de comprimento, 70 mil resistores e 17.468 válvulas.

Os primeiros esforços com modelos físicos de real interesse apareceram nos anos 50 e tratavam principalmente de fluxo de água subterrânea. Construiam-se caixas de areia ou placas de vidro paralelas, denominadas Hele-Shaw, onde injetavam-se traçadores coloridos e o movimento da água subterrânea era estudado pela observação da sua trajetória através desses arranjos geológicos simples, tais como lentes permeáveis e brechas de falha.

Caixa de areia com injeção de traçadores coloridos.

Representação por um bloco diagrama de um modelo conceitual
 mostrando o fluxo de água subterrânea a partir da zona de recarga até descarga no córrego.

Esses modelos físicos foram rapidamente sucedidos por modelos elétricos baseados na analogia entre a lei de Ohm para o fluxo de eletricidade, e a lei de Darcy para o fluxo de água subterrânea em meios porosos. Através do uso de grandes placas com resistores e capacitores, o fluxo de água subterrânea em grandes sistemas aquíferos poderia ser simulado.

Modelo com resistências elétricas.

Estes modelos analógicos eram muito populares nos anos 60, mas em meados dos anos 70 foram substituídos por modelos digitalizados para computadores. Modelos físicos e elétricos analógicos eram essencialmente modelos de fluxo, e o movimento de contaminantes em água subterrânea raramente era estudado. 

Modelos de caixas de areia ainda são excelentes para ilustrar visualmente o comportamento das águas subterrâneas, atualmente seu uso é restrito a cursos universitários e a aplicações ocasionais no estudo de migração complexa de contaminantes, como as exibidas por DNAPLs (Dense Non-Aquous Phase Liquid, ou fase líquida densa não aquosa).

O Pres.Juscelino Kubitschek, inaugurou em 13 de junho de 1960 com presença do futuro Papa Paulo VI, Cardeal Giovanni Battista Montini, o Centro de Processamento de Dados da PUC Rio, com o primeiro computador de grande porte para uso acadêmico do Brasil, um Burroughs B205 (24kb).

Na década de 1960, os computadores apareciam como ferramenta  disponível, e levou ao avanço dos modelos e potencial de aplicação. 

No caso de ecossistemas aquáticos, o oxigênio ainda era o foco, mas os computadores já permitiam resolver problemas mais complicados, com geometrias mais complexas, maior detalhamento das reações cinéticas, e simulações não permanentes no tempo (simulações dinâmicas). 

No final dos anos 60 e início dos anos 70, os computadores digitais de grande porte (mainframes) eram bastante disponíveis, e os primeiros modelos de computadores sofisticados para fluxo de água subterrânea e transporte de contaminantes começaram a surgir. 

Em geral, os esforços de modelagem digital foram feitos por modeladores profissionais que escreviam seus próprios programas em FORTRAN, chamados de papas pelos não modeladores; e embora outros profissionais de águas subterrâneas pudessem, em princípio, utilizar tais programas, estes raramente eram fáceis de serem usados ou suficientemente flexíveis para serem largamente usados por não modeladores. 

Durante os anos 60 e 70, a computação permaneceu centralizada fisicamente em computadores de grande porte, isolados em salas com ar condicionado, onde operadores em aventais brancos recebiam programas em FORTRAN, perfurados em cartões de 80 colunas, que posteriormente iriam alimentar uma leitora de alta velocidade. 

Para grandes programas, o tempo de espera era muitas vezes da ordem de horas, o que tornava a sua correção um processo frustrante e lento.

Exemplo de cartão perfurado de programação FORTRAN.

O computador de grande porte era mantido inacessível pelos seus administradores, e os usuários comuns raramente o viam, e nunca eram capazes de tocá-lo de fato.

A IBM surgiu e passou a dominar o mercado de mainframe por décadas. 

O System 360 foi lançado em 1964, e é considerado por alguns, 

o computador de grande porte mais bem sucedido de todos os tempos.

Os profissionais de águas subterrâneas não matemáticos, que não sabiam como programar em FORTRAN, raramente chegaram a executar eles próprios uma modelagem nestas duas décadas (1960 – 1980), marcadas pela centralização da computação de grande porte. 

Movida pela consciência ambiental, os problemas de oxigênio dissolvido e de fontes pontuais davam espaço para problemas de eutrofização em ecossistemas aquáticos e, então, foram desenvolvidos os primeiros problemas que representariam a dinâmica alimentar aquática. No entanto, agora, já com o avanço computacional, poderiam ser empregadas soluções não lineares, retroativas, em sistemas com geometrias complicadas.

Em 2012 a placa do Apple I do primeiro computador da Apple.
Feito à mão por Steve Wozniak, teve como lance vencedor US$ 374.500.

Com o aparecimento do primeiro computador pessoal IBM em agosto de 1981, seguido em 1983 pela versão em disco rígido de 10 Megabytes (IBM- PC XT), houve uma verdadeira revolução na modelagem de fluxo de água subterrânea e transporte de contaminantes, que resultou na quebra do monopólio desfrutado pelos papas da modelagem. Nos últimos 30 anos, finalmente a computação tem sido descentralizada, barateada e tornada rápida, tornando-se acessível e útil a todos.

Lançado em 12 de agosto de 1981, 
o modelo original recebeu a denominação IBM 5150, com memória 16 a 640kb.

Hoje, sofisticados modelos de águas subterrâneas e pacotes gráficos são fáceis de usar que mesmo não modeladores podem facilmente aplicá-los. Há alguns anos, para ser um modelador de sucesso, conhecimentos de programação e de matemática eram mais importantes que experiência prática em resolver problemas de águas subterrâneas. Hoje o oposto é o correto.

Exemplo de modelos atuais para sistemas ambientais.

A evolução dos computadores pessoais em velocidade e capacidade de memória nos últimos anos, juntamente com a ênfase em alta tecnologia aplicada à resolução de problemas práticos em águas subterrâneas, tornaram a modelagem matemática uma escolha natural como ferramenta altamente atualizada de avaliação, projeto e planejamento. Centenas de modelos foram desenvolvidos para o manejo da enorme variedade de aquíferos, rochas e combinações físico químicas específicas que são encontradas no campo. Com o passar dos anos, várias centenas de artigos foram escritos sobre o assunto. 

Ao contrário de alguns anos atrás, quando a modelagem matemática era encontrada apenas em artigos de pesquisa, hoje ela tornou-se uma ferramenta rotineira no auxílio a solução de problemas de águas subterrâneas. De fato, é difícil encontrar hoje em dia, um grande projeto em água subterrânea que não utilize de alguma forma a modelagem matemática. 

O mais recente estágio do desenvolvimento de modelos voltou-se aos problemas envolvendo substâncias tóxicas, patogênicos e metais pesados, que representam uma grande ameaça à saúde humana e aos ecossistemas aquáticos. Esse problema também é marcado efetivamente pelos debates políticos gerados, mas os problemas passados ainda perduram nos dias atuais, uma vez que o progresso computacional propiciou soluções mais próximas da realidade. 

Um modelador ente os anos 70 e 90 era fluente em FORTRAN; expert em métodos numéricos e equações diferenciais parciais; capaz de reduzir facilmente um complexo sistema tridimensional tridimensional para um modelo bidimensional simplificado; pouco experiente em métodos de campo (ex. hidrogeologia, hidrologia, meteorologia); acostumado a manusear pilhas de listagens numéricas; e possuir raciocínio matricial. 

Hoje temos uma interface gráfica do usuário totalmente integrada, ou seja, uma modelagem visual. Na modelagem atual os parâmetros que definem o modelo conceitual são definidos interativamente tanto em plantas como em seções ou perfis; a edição dos parâmetros é feita de maneira descomplicada; a interface é intuitiva e de fácil utilização; há aplicativos para auxiliar na calibração; a entrada de dados é integrada com a apresentação gráfica dos resultados. 

O estágio atual permitiu acesso de um novo perfil de usuários. Permite que a modelagem possa ser feita por não modeladores, hidrogeólogos, meteorologistas, hidrólogos, etc; e elaborem melhores modelos conceituais;  melhoria do entendimento dos resultados; maior eficiência com menores custos para um modelo melhor.

Atualmente, um modelo matemático pode ser comparado ao uso de um automóvel. Diferentemente de quando foram vendidos os primeiros veículos nos anos 10 e 20, para se dirigir um carro hoje em dia, não é necessário o menor conhecimento sobre mecânica. O que conta é a perícia ao volante e o senso de direção. 

Do mesmo modo, a modelagem atingiu uma condição onde não é necessário saber sobre a matemática e a programação que estão por trás do modelo. O que conta é como aplicá-lo de forma correta, criativa e produtiva. O futuro promete ainda ser mais excitante para profissionais não matemáticos de águas subterrâneas, com o uso crescente de interfaces gráficas para se inserir dados visualmente através do monitor, como mapas, propriedades geológicas, condições de contorno, fontes, etc.

Uma análise do contexto hidrogeológico e construtivo de um poço

Por: Manoel Gomes

O LEVANTAMENTO DE INFORMAÇÕES EXISTENTES, ALÉM DO PERFIL LITOLÓGICO CONSTRUTIVO DE UM POÇO TUBULAR PROFUNDO, É MUITO IMPORTANTE PARA ELABORAÇÃO DE BONS MODELOS CONCEITUAIS.

Uma análise do contexto hidrogeológico e construtivo de um poço tubular profundo.

(HÍDRIA)- COMECEI um projeto para a regularização de uma captação de águas subterrâneas para um novo cliente. Tratava-se de um poço tubular existente, construído em 1995; e portanto, até a data do início do projeto, o poço tubular contava com 22 anos de operação.

Recebi o perfil do poço artesiano (Figura 01). Foi assim que meu cliente me apresentou ao objeto do projeto. Raramente uso esse nome, e passei a chamá-lo de poço tubular profundo; e como geólogo em hidrogeologia, é claro, o apelo inicial foi verificar o perfil litológico construtivo dele e localizá-lo num mapa geológico. A gente gosta disso; e quando percebi escrevi uma breve análise do contexto hidrogeológico e construtivo do poço para o estudo e para o cliente.

Figura 01
Seção litológica construtiva do poço tubular profundo.

O mapa  geológico (Figura 02) mostrava que a região, situa-se onde estão rochas magmáticas e metamórficas que compõem o chamado Complexo Cristalino de rochas pré cambrianas, e que juntamente com intrusões ali alojadas, servem de embasamento sobre os quais acumularam-se depósitos sedimentares (TQa); e observando atento, o mapa mostrava que esses sedimentos eram bastante expressivos e dominavam grande parte da região, e constituídos  por argilas, siltes e areias argilosas finas, com algumas ocorrências de areias grossas e cascalhos finos.

Vi também, áreas de exposição de xistos migmatíticos (pЄAmx) constituídos por micaxistos e quartzoxistos alternados ritmicamente; e onde as condições geomorfológicas permitiram, ocorriam depósitos aluvionares recentes (Qa) ao longo das principais drenagens, nas margens, fundos de canal e planícies de inundação locais, com litologias variadas, resultantes dos processos de erosão, transporte, e deposição a partir de áreas de fontes diversas.

Figura 02 
Contexto geológico da região do estudo.

Conversando com o cliente sobre os trabalhos anteriores realizados no seu empreendimento, ele me forneceu alguns monitoramentos com medidas de níveis d'água realizadas em poços de monitoramentos lá instalados, que realizou para estudos no contexto do Gerenciamento de Áreas Contaminadas do seu empreendimento.

Com todas essas informações elaborei um modelo conceitual para a hidrogeologia no local. Nesse modelo, propus um sistema hidrogeológico composto pelos sedimentos (TQa) que constituem o chamado Aquífero São Paulo predominantemente argiloso de baixa produtividade hídrica, que está sobreposto aos micaxistos que compõem o embasamento cristalino, e constituem o chamado Aquífero Pré Cambriano de caráter confinado, onde as águas subterrâneas percolam por fraturas disponíveis no meio rochoso.

Nos topos da formação geológica de sedimentos, e mesmo onde afloram as rochas magmáticas e metamórficas do Complexo Cristalino, estabeleceram-se aquíferos locais de características freáticas, rasos e pouco espessos, com fluxo de águas subterrâneas através do meio poroso originado pela alteração intempérica in situ das rochas originais. No local (Figura 03), esse aquífero freático têm seus níveis d'água a cerca de 7,50 metros de profundidade, e fluxo preferencial no sentido de norte a sul.

Figura 03

Mapa de fluxo das águas subterrâneas no empreendimento.

De posse do perfil litológico construtivo do poço (Figura 01), notei que os sedimentos (TQa) ocorrem até a profundidade de 60,50 metros; e a partir daí, até a profundidade final do poço aos 174,00 metros ocorrem rochas do embasamento cristalino do Pré Cambriano (pЄAmx).

A partir dessa descrição realizada durante a perfuração, o poço tubular foi construído com revestimento liso instalado até 87,00 metros, e daí em diante a perfuração prosseguiu na rocha cristalina de embasamento. Foi importante notar, que a instalação obedeceu à época, a norma vigente, que já previa a instalação de pelo menos 20,00 metros de tubo na rocha após a mudança de litologia.

Nessa configuração litológica e construtiva, vê-se então, que o poço tubular capta águas do sistema de fraturas disponíveis na rocha, cujas áreas de recarga estão a grandes distâncias dos pontos de captação dentro da Região Metropolitana de São Paulo; e além de estar confinado naturalmente pelos sedimentos argilosos (TQa), o poço foi construído mantendo-se isolada toda a espessura geológica correspondente a estes sedimentos, de tal forma, que o poço capta água das fraturas profundas e isoladas.

A Investigação Confirmatória

Por: Manoel Gomes

A INVESTIGAÇÃO CONFIRMATÓRIA REALIZADA NUMA ÁREA SUSPEITA DE CONTAMINAÇÃO, DEVE DECLARÁ-LA COMO CONTAMINADA OU NÃO.

(HÍDRIA)- A INVESTIGAÇÃO confirmatória tem como objetivo confirmar ou não a existência de contaminação numa área suspeita de contaminação (AS), e verificar a necessidade de uma investigação detalhada na área.

Área suspeita de contaminação (AS).

A metodologia envolve a execução de um plano de amostragem definido a partir do modelo conceitual inicial elaborado na etapa anterior de avaliação preliminar, onde são definidos os métodos de perfuração, quantidade, profundidade e localização dos pontos de amostragens, como também, as substâncias químicas de interesse, técnicas de amostragem, e preservação das amostras.

Os pontos de amostragens são posicionados estrategicamente, e realizadas as sondagens de reconhecimento e instalações de poços de monitoramentos para amostragens de solos e águas subterrâneas; e as amostras coletadas e preservadas são enviadas aos laboratórios químicos para análises das substâncias químicas de interesse.

De posse dos resultados é feita a interpretação, que consiste na comparação dos valores das concentrações obtidos nas análises químicas, com os valores de concentração estabelecidos em listas padrões de referência definidas pelos órgão ambientais. 

Por fim, o modelo conceitual inicial, deve ser  atualizado com a  localização das fontes de contaminação, fluxo preferencial da água subterrânea, e receptores expostos a contaminação, e a conclusão deverá declarar a área como contaminada (AC) ou não.

A investigação confirmatória encerra o processo de identificação de áreas contaminadas, e no caso da área ser declarada como contaminada, irá fornecer as informações para o planejamento da etapa seguinte de investigação de detalhe, já pertencente ao processo de recuperação de áreas contaminadas, como apresentando no Manual de Gerenciamento de Áreas Contaminadas estabelecido pela CETESB em São Paulo (Figura) de acordo com Decisão de Diretoria 103/2007.

Fluxo das atividades de estudo da etapa de investigação confirmatória.

De âmbito nacional, a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), publicou em 22/03/2011 a norma NBR 15515-2 "Passivo Ambiental em Solo e Água Subterrânea Parte 2: Investigação confirmatória”, que estabelece os requisitos necessários para o desenvolvimento de investigação confirmatória em áreas onde foram identificados indícios reais ou potenciais de contaminação de solos e águas subterrâneas após a realização de uma avaliação preliminar, conforme ABNT NBR 15515-1.

A filtração de amostras de águas subterrâneas

Por: Manoel Gomes

A DECISÃO DE FILTRAR OU NÃO AS AMOSTRAS DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS É IMPORTANTE PARA AVALIAR A CONCENTRAÇÃO DE METAIS NESSAS ÁGUAS.

(HÍDRIA)- A FILTRAÇÃO ou não de amostras, normalmente é usada para avaliar a concentração de metais totais e dissolvidos nas águas subterrâneas (AS); e os métodos de purga empregados durante as amostragens devem reduzir os distúrbios na coluna d’água do poço de monitoramento (PM) e evitar o arraste de partículas sólidas em suspensão, particularmente quando a amostragem é feita para análise de metais.

Filtragem de amostras.

O sistema de AS normalmente era visto por duas fases: (1) uma imóvel formada pelas rochas/solo, e (2) outra móvel, de água, cujas moléculas dissolvidas na AS são muito menores que 0,1 µm; entretanto, uma visão mais complexa, trata sobre a presença dos colóides, cuja mobilidade nas AS tem sido tratada de forma mais ativa nos últimos anos.

Essas partículas são muito pequenas com diâmetros que variam de 0,1 µm a 10 µm, e podem ser inorgânicas ou orgânicas com composições, cargas, e condições no aquífero que variam ao longo do tempo e espaço; por exemplo, partículas com diâmetros de cerca de 2 µm podem mover-se com a AS, e partículas maiores podem ser prisioneiras nos espaços porosos da matriz devido a gravidade (Figura 01).

Figura 01
Tamanho e classificação das partículas.

As partículas coloidais estão presentes naturalmente nas AS, mas podem ser liberadas, e suas concentrações podem aumentar durante a instalação do PM ou durante os processos de amostragem, sobretudo quando são usados métodos que provocam muita movimentação d’água dentro do poço, do filtro e préfiltro, e na formação geológica. 
Então, deve-se evitar que a fase coloidal intermediária que normalmente estaria imóvel sob condições naturais, aprisionadas na fase imóvel solo/rocha, torne-se móvel devido aos distúrbios provocados no fluxo da AS. 

Nos procedimentos de filtragem para amostragem de metais são usadas membranas de 0,45 µm, e chama-se a atenção que esse diâmetro de poro da membrana situa-se no meio do intervalo dos diâmetros, nos quais estão situados os diâmetros das partículas coloidais  (0,1 a 10 µm) e, portanto, não fornece um corte preciso entre as espécies dissolvidas e coloidais, ainda mais se considerarmos que as características de aquíferos e aquitardes, poços, e condições de amostragens, podem variar largamente. 

O procedimento de filtração de amostras de AS para a análise química remove partículas em suspensão que podem representar um depósito adicional de metais adsorvidos. 
A não filtração exige adição de ácido nítrico para preservação química de amostras, mas que libera os metais adsorvidos para a fase dissolvida, e, serão detectados em quantidades superiores em relação ao conteúdo originalmente dissolvido na amostra e, portanto, a decisão de filtrar a amostra é determinante no momento de se declarar uma área como contaminada. 

A filtração em campo é normalmente usada para remover sedimentos mobilizados durante a construção do PM e na amostragem, pois a inclusão dessas partículas em suspensão pode influenciar nas determinações analíticas, fornecendo resultados elevados e errôneos de substâncias móveis. 

Embora, o procedimento de filtração em campo com filtros de 0,45 m ignorem a presença de partículas coloidais na AS, o diminuto tamanho dos colóides, faz com que estes sejam móveis em vários sistemas de AS, e juntamente com suas elevadas superfícies específicas expostas ao meio, há um incremento das capacidades de sorção; e diante disso, tem-se mostrado que a associação de metais com colóides compreendem um importante mecanismo para transporte desses metais em AS. 
Para a origem e transporte de partículas coloidais nas AS, basicamente são necessários: 

1. Uma fonte dessas partículas no meio; 

1. Condições que promovam a suspensão ou estabilidade das partículas; e 

1. Transporte advectivo sem filtração significativa ou interação superficial. 

O transporte começa com as partículas de tamanho correto a partir da fonte, como por exemplo, substâncias húmicas provenientes da zona vadosa, vírus e bactérias presentes em águas residuárias de fossas sépticas, macromoléculas variadas de lixiviados de aterros, sólidos precipitados a partir de soluções devido a supersaturação de uma fase mineral decorrente de abruptas mudanças na química da água por variações de pH, concentrações de ferro, ou potencial redox; e há também, outras partículas formadas por precipitação que podem ser pequenos metais sólidos ou radionuclídeos que se formam em reações de hidrólise. 

Mas a simples presença de colóides na AS não assegura que eles sejam transportados. Para o transporte é necessário que estejam estáveis. Essa estabilidade é determinada como resultado da competição entre as forças elétricas fracas de Van der Walls que atraem átomos e moléculas. Essas forças são criadas pelas oscilações superficiais na distribuição das cargas positivas e negativas envolvidas, e produzem forças eletrostáticas de atração entre cargas diferentes ou repulsa entre cargas similares. 

A carga superficial é o resultado de imperfeições ou substituições dentro da estrutura cristalina, ou reações de dissociação química na superfície da partícula. As substituições iônicas provocam uma distribuição de carga positivas ou negativas na rede cristalina. Este desbalanceamento de cargas é compensado por uma superfície de íons de carga oposta, que compreendem uma camada adsorvida de composição mutável, pois os íons dessa camada podem ser trocados continuamente por outros íons, e assim desbalanceando as cargas na rede cristalina.

Fonte:
SANTOS FILHO, M. G. dos. Comparação entre resultados analíticos de metais pesados obtidos de amostras não filtradas e filtradas amostradas pelo método de purga por baixa vazão. Uma contribuição ao gerenciamento de áreas contaminadas. In: XIX Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas, 2016, Campinas. XIC Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas, 2016.