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may. 4 de 2014
Sostenibilidad
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Resumen:

La construcción de nuestras ciudades modernas se caracteriza por materializarse en grandes extensiones de superficies impermeables que alteran radicalmente el ciclo natural del agua (flujo libre del agua y el aire a los suelos), aumentan la temperatura, incrementan la acumulación y flujo de agua en superficie desbordando la capacidad de los sistemas de drenaje (Aoki, 2009) y transportando residuos contaminantes y agua a temperaturas elevadas que ingresan a los ecosistemas y vulneran la calidad de vida a todos los niveles.

 

Dicho esto, la utilización del concreto permeable es parte de una solución integral que permite abordar estos problemas de una manera sostenible, mediante un desarrollo urbano de bajo impacto. La ilustración muestra cómo el concreto permeable permite conservar lo más fielmente posible las condiciones hidrológicas que se tenían en la zona antes del desarrollo urbano.

El concreto permeable es parte de una solución integral

Desarrollo de bajo impacto. Ilustración propia.

Antecedentes y actualidad del concreto permeable

El primer registro de aplicación en construcción del concreto permeable (concreto sin finos o arena) data del año 1852 (ACI 522R-10, 2010) en la construcción de dos casas en el Reino Unido. En 1930, el uso del material para la construcción de casas fue adoptado por la Asociación de Vivienda Especial de Escocia.

Una vez finalizada la Segunda Guerra Mundial, con gran parte de Europa devastada, escasez de mano de obra calificada y materiales, y una necesidad imperante de viviendas, el concreto permeable se impone como una solución contribuyendo sustancialmente a la producción de viviendas nuevas en Reino Unido, Alemania, Holanda, Francia, Bélgica, Escocia y Hungría. En Inglaterra se empleó el concreto permeable en la construcción de viviendas de dos pisos conocidas como Wimpey Houses (Offenberg, 2008), que se caracterizaron por su eficiencia constructiva y buenas condiciones de aislamiento.

Durante los últimos 30 años las investigaciones del concreto permeable vienen en crecimiento, principalmente en países como Estados Unidos, Japón y Australia. Este material ha tomado fuerza en la industria de la construcción, siendo cada vez más común su aparición en especificaciones potenciado por la conciencia de protección y preservación medioambiental.

Actualmente, la aplicación más común del concreto permeable es en pavimentos de bajo tráfico en calles residenciales, parqueaderos, parques, áreas para peatones y bicicletas.

En Estados Unidos su uso es respaldado por la Agencia de Protección Medioambiental (EPA) como una de las buenas prácticas para gestionar el agua lluvia, el Instituto Americano del Concreto (ACI) tiene un comité específico trabajando sobre este tema (Committe 522) y la Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM) se ha enfocado en el desarrollo de estándares para caracterización de sus propiedades, producción y uso.

En Europa se valora no solo por su capacidad drenante, sino por sus propiedades de absorción acústica. En Japón se ha trabajado no solo para construir superficies para el tránsito de vehículos y peatones, sino también para estabilizar la vegetación en las márgenes de los ríos. En Australia, el concreto permeable es valorado como elemento esencial en el Diseño Urbano Sensible al Agua (WSUD) para mejorar la calidad y cantidad del agua en las zonas urbanas (Aoki, 2009).

Definición y aspectos técnicos del concreto permeable

El concreto permeable en su definición más simple es una mezcla de cemento, agua, agregado grueso y aditivos, que resulta en un material con una estructura de vacíos interconectados que permiten al agua y al aire, entre otros, pasar a través.

Corte de un cilindro de concreto permeable deja pasar el agua

Corte de un cilindro de concreto permeable dejando pasar el agua a través de su estructura de vacíos interconectados. Foto: Juan David Melo para Argos.

Los pavimentos de concreto permeable son una estructura compuesta por una capa superior de concreto permeable, una base como cualquier pavimento, que en este caso tiene capacidad de almacenamiento y gestión del agua, opcionalmente un sistema de drenaje que en función de las necesidades puede ser más o menos complejo, y el suelo natural de soporte, que en función de sus propiedades puede infiltrar el agua.


Esquema de estructura típica y funcionamiento de un pavimento

Esquema de estructura típica y funcionamiento de un pavimento de concreto permeable. Ilustración propia.

La estructura de pavimento permeable permite que el agua al caer sobre la superficie se infiltre instantáneamente e ingrese al sistema de drenaje donde puede ser: infiltrada al terreno natural y alimentar las reservas subterráneas, almacenada para su utilización y/o dirigida a la línea de alcantarillado de aguas lluvias.

Los pavimentos de concreto permeable tienen muchas ventajas, dentro de las que queremos destacar:

•    Mayor vida útil que sus competidores directos.
•    Otorga puntos en certificaciones para construcciones sostenibles.
•    Simplifica los sistemas de drenaje y reduce costos.
•    Reduce la acumulación de flujos de agua, limpia el agua lluvia y baja la temperatura, protegiendo el equilibrio de los ecosistemas.
•    Reduce o elimina el impacto de la urbanización en las líneas de alcantarillado existente.
•    Alimenta las reservas de agua subterránea.
•    Permite el paso de agua y oxígeno a las raíces de los arboles.
•    Mitiga el aumento de la temperatura ambiente debido a la urbanización tradicional.
•    Elimina el empozamiento del agua después de lluvias fuertes.
•    Reduce el riesgo de hidroplaneo y salpicaduras.

En este video pueden ver una prueba de infiltración en un tramo de pavimento en concreto permeable construido en dos celdas de parqueadero de la Universidad EAFIT en Medellín, Colombia.

Factores de éxito para el correcto funcionamiento de un pavimento de concreto permeable

Los pavimentos de concreto permeable se deben concebir como un sistema, donde cada una de sus partes es vital para su correcto funcionamiento. Para que ese sistema funcione adecuadamente, se debe tener especial cuidado en las siguientes etapas:

  • Diseño del pavimento de concreto permeable: el diseño se debe abordar desde un punto de vista estructural para garantizar la capacidad de absorber los esfuerzos y mantener su integridad durante la vida de diseño. Y por otro lado, desde un punto de vista hidráulico para así validar la capacidad de gestionar el agua del evento máximo de lluvia para el cual ha sido diseñado.
  • Diseño, fabricación y entrega del concreto permeable: el concreto permeable se debe diseñar evaluando los mismos criterios que el pavimento, estructural e hidráulico. Además, debe validarse con el cliente y el aplicador la mezcla en la aplicación para tener un producto de adecuado desempeño tanto en el proceso constructivo como en funcionamiento.
  • Construcción: la construcción de pavimentos de concreto permeable debe ser realizada por contratistas con experiencia específica en la aplicación de este tipo de concretos, ya que requiere técnicas, equipos y cuidados diferentes a las de un concreto convencional. La rapidez en su aplicación y el posterior curado, son puntos clave para garantizar su correcto desempeño en el largo plazo.
  • Uso y mantenimiento: es importante darle el uso para el que fueron diseñados, para así garantizar su vida de diseño y evitar un deterioro acelerado. Como se dijo anteriormente, estos pavimentos son para tráfico liviano y el uso inadecuado ocasiona el desprendimiento de partículas. La obstrucción de los vacíos causada por el material particulado que ingresa al sistema, ocasiona una pérdida de capacidad hidráulica, que se puede restaurar con mantenimiento como hidrolavado o aspirado.

Concreto permeable decorativo para los Juegos Olímpicos de 2008

Concreto permeable decorativo para los Juegos Olímpicos de 2008, Beijing (China). Foto: ConcreteDecor Journal. Vol.10 No.2 Feb/Marzo 2010.

Para finalizar, el concreto permeable a pesar de ser un material conocido en la industria de la construcción hace más de un siglo como una solución a necesidades específicas de mano de obra y materiales, solamente hasta hace un par de décadas empieza a potenciarse por sus prestaciones medioambientales y de sostenibilidad, entregando grandes ventajas que en sus inicios no eran conocidas y mucho menos explotadas.

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Referencias
Aoki, Yukari; 2009, “Development of Pervious Concrete”, Thesis of Master of Engineering, University of Technology, Sydney.
ACI 522R.1-10, 2010, “Report on Pervious Concrete”, American Concrete Institute.
Offenberg, Matthew, 2008, “Is Pervious Concrete Ready for Structural Applications?, Structure Magazine, February, pp. 48-49.

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.

"Actualmente, la aplicación más común del concreto permeable es en pavimentos de bajo tráfico en calles residenciales, parqueaderos, parques, áreas para peatones y bicicletas".

 

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Conclusión

Como se mencionó anteriormente, el concreto permeable requiere de unas consideraciones especiales en cuanto al diseño de la estructura de pavimento (sistema), material, construcción, uso y mantenimiento, para garantizar su éxito en la aplicación, que no son más que tener algunos cuidados adicionales respecto al concreto convencional y empezar a entenderlo como un sistema que entrega una potente solución para la gestión del agua, más que un material aislado, que nos ofrece grandes posibilidades como ingenieros en un mundo cada vez más consiente y responsable con el medioambiente, y las buenas prácticas para un desarrollo urbano sostenible permitiendo obras como las ejecutadas para los Juegos Olímpicos de Beijing (China) en 2008.

 

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