Introdução
O lençol freático regula o fluxo de base dos rios. Quando o bombeamento excede a recarga natural, rios que antes eram alimentados pelo aquífero passam a perdê-lo — e o efeito aparece primeiro nas estiagens, quando a água subterrânea é tudo o que resta.
Sensores de baixo custo conectados via IoT permitem monitorar esse processo em tempo real, com transmissão de dados de longo alcance e custos operacionais uma fração do que exigem as redes tradicionais de piezômetros.
Este projeto aplica essa abordagem na Área de Proteção Ambiental (APA) da Serra do Japi, maciço montanhoso entre Jundiaí, Cabreúva, Pirapora do Bom Jesus e Cajamar — protegido pelo tombamento do CONDEPHAAT (Resolução SC nº 11/1983), pela Lei Municipal nº 3.672/1991 e pelo Plano Diretor de Jundiaí. A região abriga cabeceiras que alimentam mananciais de abastecimento público.
— Fundação Serra do Japi, Relatório Anual de Atividades
Objetivo Geral
Desenvolver e implantar um sistema de monitoramento contínuo de águas subterrâneas na região da Serra do Japi, baseado em sensores de baixo custo e tecnologias de IoT, utilizando poços já existentes (tubulares e escavados) como pontos de medição.
Objetivos Específicos
- Mapear e caracterizar poços pré-existentes na região da Serra do Japi passíveis de instrumentação
- Selecionar e validar sensores de nível e pressão de baixo custo adequados ao monitoramento em poços
- Projetar e implementar uma rede de sensores (topologia estrela via LoRaWAN) para transmissão contínua dos dados
- Integrar os dados a uma plataforma em nuvem para armazenamento, visualização e análise
- Correlacionar os dados de nível freático com variáveis climáticas (precipitação, evapotranspiração)
- Produzir séries temporais de nível e pressão para subsidiar a compreensão da recarga e da hidrodinâmica local
Caracterização da Área de Estudo
A Serra do Japi compreende um território de aproximadamente 350 km², estrategicamente localizado no interior do Estado de São Paulo. Desse total, 191,7 km² encontram-se formalmente protegidos e tombados pelo CONDEPHAAT.
Localização da Serra do Japi — Território de Gestão, zonas de conservação, reserva biológica e limites da APA.
O maciço representa um dos mais raros e significativos remanescentes contínuos do bioma Mata Atlântica no interior paulista, um ecossistema do qual restam apenas cerca de 7,9% da sua formação original no Brasil. Reconhecida como "Reserva da Biosfera da Mata Atlântica" pela UNESCO, a Serra do Japi é o maior entre os 72 fragmentos catalogados deste bioma.
Mapa de cobertura vegetal da APA da Serra do Japi — Território de Gestão Jundiaí.
— Referência: AB'SÁBER, A. N. Os domínios de natureza no Brasil: potencialidades paisagísticas. Ateliê Editorial, 2003.
Os recursos hídricos de Jundiaí são majoritariamente superficiais: o Rio Jundiaí Mirim responde por cerca de 95% do abastecimento. Mas o esgotamento e a poluição dos mananciais de superfície vêm acelerando a transição para águas subterrâneas. Estudos locais identificaram 335 poços no município, dos quais 29% (103 poços) estão a menos de 500 metros de áreas contaminadas.
Análise dos Dados: Distribuição e Consumo na Serra do Japi
O processamento geoespacial das outorgas deferidas no município de Jundiaí identificou 645 registros ativos, distribuídos em três tipos de uso. Destes, 112 outorgas situam-se dentro ou na zona de influência direta da Serra do Japi (buffer de 1 km), somando um consumo de 2,39 milhões de m³/ano.
Apesar de possuir menos outorgas (47 contra 65), a zona exclusiva do buffer concentra 56% do consumo total (1,34 Mi m³/ano), indicando a presença de grandes consumidores industriais na periferia imediata da serra.
Top 10 Consumidores — Serra do Japi + Buffer 1 km
A Bignardi Indústria e Comércio de Papéis responde sozinha por 56,6% de todo o consumo na região, somando outorgas de captação superficial e subterrânea que totalizam mais de 1,35 milhão de m³/ano. Considerando 150 litros/dia por habitante, esse volume seria suficiente para abastecer aproximadamente 24.700 pessoas durante um ano inteiro.
A lacuna: pressão documentada, impacto desconhecido
Os dados de outorga demonstram que a pressão sobre o aquífero da Serra do Japi é real e concentrada. Mas volumes outorgados não são o mesmo que rebaixamento observado. Não existem séries históricas de nível piezométrico na região que permitam quantificar se (e quanto) o bombeamento está de fato rebaixando o lençol freático, comprometendo nascentes ou reduzindo o fluxo de base dos rios.
Essa é precisamente a lacuna que a rede de monitoramento proposta visa preencher: transformar uma fotografia estática (quem tem outorga e quanto pode extrair) em um filme contínuo (como o aquífero responde à extração, à sazonalidade e às mudanças climáticas ao longo do tempo).
Justificativa
As cabeceiras da Serra do Japi alimentam mananciais de abastecimento público de Jundiaí e municípios vizinhos. A segurança hídrica e a conservação da biodiversidade da região dependem de dados que hoje não existem.
O monitoramento convencional por piezômetros e medições manuais tem custos elevados e dificuldades operacionais em áreas extensas ou de acesso difícil. Instrumentar poços já existentes com sensores de baixo custo e transmissão em tempo real permite ampliar a rede de monitoramento sem novas perfurações.
A aplicação de IoT na gestão de águas subterrâneas atende à necessidade de dados contínuos para modelagem hidrogeológica e tomada de decisão — e permite cruzar nível freático com variáveis climáticas e volumes de extração de forma automatizada.