Em uma escala regional o ciclo hidrológico pode ser considerado aberto. Explique.
Passo 1
O enunciado pede que eu explique por que, em escala regional, o ciclo hidrológico pode ser considerado aberto.
Informações relevantes dadas ou implícitas no enunciado: a escala considerada é regional (não a escala global) e o objeto é o ciclo hidrológico (troca, movimento e armazenamento de água). O que é pedido: justificar, com argumentos físicos e práticos, por que nessa escala o sistema não é fechado.
Informações relevantes dadas ou implícitas no enunciado: a escala considerada é regional (não a escala global) e o objeto é o ciclo hidrológico (troca, movimento e armazenamento de água). O que é pedido: justificar, com argumentos físicos e práticos, por que nessa escala o sistema não é fechado.
Passo 2
Primeiro, vamos entender com clareza os sentidos de “sistema fechado” e “sistema aberto” — sem enrolação:
- Um sistema é fechado para massa quando não entra nem sai massa pela sua fronteira. Ou seja, a massa total dentro do volume de controle só muda por processos internos.
- Um sistema é aberto quando existem entradas e/ou saídas de massa através da fronteira do volume de controle. Essas trocas externas aparecem como termos no balanço de massa.
Isso é uma ideia geral de balanço de massa que você vai usar sempre: escolhe um volume de controle e contabiliza tudo que entra, tudo que sai e a variação do que está dentro.
Passo 3
Agora aplicamos isso ao ciclo hidrológico regional montando o balanço hídrico (a “conta da água”) para um volume de controle regional. A forma geral do balanço é:
onde:
-
= variação do armazenamento de água na região (superfície + solo + aquífero) durante o período considerado; -
= precipitação que cai dentro da região; -
= evapotranspiração (evaporação + transpiração) que sai para a atmosfera; -
e = vazões superficiais que entram e saem da região (rios, arroios); -
e = fluxos de água subterrânea que entram e saem da região; -
= retiradas humanas (captações para abastecimento, irrigação) menos lançamentos; pode ser positivo (extração líquida) ou negativo (injeção líquida).
Expliquei cada termo para você saber exatamente o que somar ou subtrair quando montar a conta na prova.
Passo 4
Observe o que significa cada termo em termos de fronteira do volume de controle:
,
,
,
e
são fluxos através da fronteira. Se algum desses for diferente de zero, há troca de massa com o exterior — e então o sistema é aberto. Em escala regional esses termos quase sempre são não nulos por várias razões práticas:
- rios e córregos frequentemente atravessam a região, importando ou exportando água (
); - aquíferos se conectam além da fronteira administrativa ou da bacia considerada, gerando fluxo subterrâneo (
); - o vapor d’água pode ser advectado horizontalmente pela atmosfera, o que aparece no balanço regional como necessidade de considerar um termo de convergência/ divergência de umidade (frequentemente contabilizado via diferença entre
e ou como meteorológico); - atividades humanas movem água para dentro ou para fora (transporte por canais, água potável, esgotos, irrigação), representadas por
.
Tudo isso mostra que a fronteira regional costuma permitir trocas significativas de água.
Passo 5
Para fixar a ideia com um raciocínio simples: imagine que você calcule
e
em uma região e encontre que
por um certo ano. Se não houvesse entrada lateral de água, a região teria que perder armazenamento todo o ano de forma inviável (lagos secariam de modo impossível). Na prática, isso se resolve porque existe advecção de vapor ou ingresso de água superficial/subterrânea que compensa o déficit — ou seja, água entra pela fronteira. Essa necessidade física de compensação demonstra que a região troca massa com o exterior — característica de sistema aberto.
Passo 6
Um mini-exemplo numérico (bem didático) para você levar na prova: suponha números médios em mm/ano (forma comum em hidrologia):
Se você aplicar o balanço simplificado
e quiser
(estado aproximado de equilíbrio), então
Ou seja, a região precisa de
mm/ano vindos de fora. Esse
pode ser água de rios que entram, fluxo subterrâneo ou transporte de vapor — prova matemática e intuitiva de que existe troca pela fronteira.
Passo 7
Por fim, como você deve responder numa prova ou usar esse raciocínio rapidamente:
- escolha o volume de controle regional;
- escreva o balanço hídrico com todos os termos de entrada/saída e defina cada letra;
- verifique se há termos de fronteira (escoamento superficial/subterrâneo, advecção de umidade, captações humanas). Se existir qualquer termo não nulo que cruze a fronteira, o sistema é aberto.
Dica: diferencie bem escala espacial e temporal — numa escala muito curta ou fechando por bacia hidrográfica pode-se reduzir alguns termos, mas em escala regional (administrativa, metropolitana, etc.) as trocas geralmente existem e não podem ser desprezadas.
Passo 8
Resposta conceitual direta e organizada: em escala regional o ciclo hidrológico é considerado aberto porque existem fluxos de água e vapor que cruzam a fronteira do volume de controle (escoamento superficial e subterrâneo, advecção de umidade e movimentação humana de água), ou seja, o balanço hídrico regional inclui termos de entrada e saída não nulos.
Resposta
Porque em escala regional há trocas de água e vapor através das fronteiras (escoamento superficial e subterrâneo, advecção de umidade e captações/lançamentos humanos), de modo que o balanço hídrico regional apresenta termos de entrada e saída diferentes de zero, caracterizando um sistema aberto.