Hormigón poroso con materiales locales, una contribución para la gestión de aguas de lluvias

Abstract

El desarrollo sostenible y su aplicación en la construcción son fundamentales hoy en día en el sector de la ingeniería civil. Dentro de la amplia variedad de procedimientos constructivos que forman parte de la tendencia de construcción sostenible, los pavimentos permeables son un subconjunto importante y ampliamente estudiado dentro de los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS) o BMPs (Best Management Practices o Buenas Prácticas Ambientales). Los pavimentos permeables son secciones compuestas de varias capas de materiales de construcción que permiten el paso del agua a través suyo, desde la superficie hasta la base de apoyo, y en conjunto ofrecen la capacidad portante necesaria para resistir un tránsito determinado. Pueden considerarse como una cadena de drenaje sustentable completa por sí mismos, pues proporcionan infiltración, captación, transporte y almacenamiento, al permitir controlar en origen la escorrentía superficial, laminando los flujos de aguas pluviales y ofreciendo además un servicio a la sociedad como pavimentos estéticos, cómodos y seguros. Los sistemas de drenaje sostenible en general, y los pavimentos permeables en particular, son de gran importancia para mejorar la gestión del agua, recurso indispensable para el desarrollo humano. En los últimos años, debido al rápido desarrollo urbano, los sistemas de drenaje urbano que forman parte del sistema de saneamiento de cualquier ciudad se han visto desbordados en época de lluvias debido a la gran cantidad de agua pluvial que reciben. Así, los problemas económicos más importantes causados por el agua de lluvia en las ciudades están asociados a la escorrentía que genera inundaciones, crecidas, desbordamientos, contaminación difusa y pérdida de servicio de los sistemas de saneamiento. Tras el análisis de estos problemas y de la necesidad de una gestión eficiente del agua de lluvia, se presenta el desarrollo sostenible como la herramienta integral de gestión presente y futura que debe ser aplicada también al drenaje urbano. Así, la ingeniería civil debe ofrecer soluciones a los problemas planteados y estas soluciones deben estar basadas en el concepto de desarrollo sostenible. Es en este punto donde nace el concepto del drenaje sostenible, como elemento fundamental para frenar las consecuencias perniciosas de la defectuosa gestión de aguas pluviales en las ciudades. Esta tesis contribuye al control del escurrimiento pluvial en áreas urbanas a través del diseño y elaboración de hormigones porosos con materiales locales evaluando su capacidad de infiltración como parte de un pavimento permeable. Se modelaron dos tipos de pavimentos, uno de pavimento permeable con el hormigón poroso desarrollado y otro de pavimento rígido de hormigón convencional. El modelado se realizó con el programa SWMM 5.1 de EPA de código abierto. El objeto de la modelación fue evaluar el impacto ambiental que genera la escorrentía superficial en un sistema permeable y en uno impermeable.

V Abstract The sustainable development and its application in construction are fundamental today in the field of civil engineering. Within the wide variety of construction procedures that are part of the trend of sustainable construction, permeable pavements are an important and widely studied subset of Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS) or BMPs (Best Management Practices). Permeable pavements are sections composed by several layers of building materials that allow the passage of water through them, from the surface to the base of support, and together offer the necessary bearing capacity to withstand a certain transit. They can be considered as a complete sustainable drainage chain by themselves since they provide infiltration, abstraction, transport, and storage, allowing to control surface runoff, laminating rainwater flows and also offering a service to society as aesthetic pavements, comfortable and safe. The sustainable drainage systems in general and permeable pavements, in particular, are really important to improving water management, an indispensable resource for human development. In recent years, due to rapid urban development, urban drainage systems that are part of the sanitation system of any city have been overwhelmed in rainy weather due to the large amount of rainwater they receive. Thus, the most important economic problems caused by rainwater in cities are associated with runoff that generates floods, floods, overflows, diffuse pollution and loss of service of sanitation systems. After analyzing these problems and the need for efficient rainwater management, sustainable development is presented as the present and future integral management tool that should be applied to urban drainage as well. Therefore, civil engineering must offer solutions to the problems raised and these solutions must be based on the concept of sustainable development. It is at this point that the concept of sustainable drainage is born, as a fundamental element to curb the pernicious consequences of the faulty management of rainwater in cities. This thesis contributes to the control of runoff in urban areas through the design and elaboration of porous concrete with local materials evaluating its infiltration capacity as part of a permeable pavement. Two types of pavements were modeled, one of permeable pavement with the porous concreconcrete developed and the other of rigid pavement of conventional concrete. The modeling was done with the SWMM 5.1 program of open source EPA. The object of the modeling was to evaluate the environmental impact generated by surface runoff in a permeable system and a waterproof system.