ANÁLISIS DE LOS AVANCES EN LAS INVESTIGACIONES PARA UTILIZACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE RECURSOS, EN LOS DISEÑOS DE CONCRETO Y PAVIMENTO PERMEABLE

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Los pavimentos permeables resultan muy exitosos en cuanto al manejo de aguas lluvias, ya además de ayudar a drenar rápidamente las carreteras y por ende mejorar la seguridad y en tráfico en las vías, también favorecen la recarga de los mantos acuíferos subterráneos, a continuación se presentaran algunas evidencias que recalca la importancia de la utilización del pavimento permeable.

En el artículo “Pavimentos permeables. Una aproximación convergente en la construcción de vialidades urbanas y en la preservación del recurso agua” se analiza el uso de los concretos permeables en la infraestructura para la movilidad urbana. En este sentido, se revisa el diseño convencional de pavimentos y se observa que está en una condición de divergencia: atiende a la resistencia, pero no a la preservación del agua. Este diseño introduce los aspectos básicos en la aplicación de los concretos permeables. Se concluye que para una movilidad urbana sustentable la utilización de concretos permeables debe ser una alternativa, ya que atienden requerimientos de infraestructura, manejo y preservación del recurso agua. En la prospectiva se plantean acciones para mejorar y ampliar las posibilidades de utilización de los pavimentos permeables.[7]

Otra evidencia de la efectividad del pavimento permeable y que además se compromete con la mejora del medio ambiente es “Characterization of permeable pavement materials based on recycled rubber and chitosan” en donde se preparó una variedad de materiales compuestos de pavimento permeable a partir de caucho de miga incrustado en un matriz del biopolímero quitosano, que es un producto de desecho de la industria pesquera. Nosotros hemos caracterizado la conductividad hidráulica, las propiedades mecánicas y la capacidad de estos materiales para eliminar partículas y contaminantes disueltos (incluido el zinc) del agua. La dependencia de las propiedades materiales en los parámetros del proceso tales como el contenido de polímero de enlace difiere de lo que es típico de permeable basado en aglutinante pavimento, debido al mecanismo por el cual se introduce el quitosano, y en muchos casos la estabilidad del material compuesto aumenta con un contenido de polímero de unión disminuido.[8]

En la investigación “Field Survey of Permeable Pavement Surface Infiltration Rates” donde se estudiaron las tasas de infiltración de superficie de 40 sitios de pavimento permeables que se probaron en Carolina del Norte, Maryland, Virginia y Delaware. Realizando dos pruebas de infiltración de superficie, Pre y post mantenimiento, se realizaron en 15 lotes de adoquines de hormigón llenos de arena. Mantenimiento fue simulado mediante la eliminación de la capa superior de material residual (13-19 mm). Mantenimiento simulado significativamente (P

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Grafico 2: Comparación de la tasa de infiltración para pavimentos permeables sin y con mantenimiento. (Fuente propia)

En la publicación “A comprehensive numerical analysis of the hydraulic behavior of a permeable pavement” se afirma que la frecuencia cada vez mayor de eventos de inundación en cuencas urbanas se relaciona con un aumento en superficies impermeables y destaca la insuficiencia de los sistemas tradicionales de drenaje urbano. Desarrollo de bajo impacto (LID) técnicas han demostrado ser una alternativa viable y efectiva mediante la reducción de la escorrentía de aguas pluviales y aumentando la capacidad de infiltración y evapotranspiración de las áreas urbanas. Sin embargo, la falta de las herramientas de modelado representa una barrera en el diseño y la construcción de dichos sistemas. Este artículo investiga la idoneidad de un modelo mecánico, HYDRUS-1D, para describir correctamente el comportamiento hidráulico de permeables pavimento instalado en la Universidad de Calabria. Dos escenarios diferentes para describir el comportamiento hidráulico del sistema de pavimento permeable: el primero utiliza una sola porosidad, modelo para todas las capas del pavimento permeable; el segundo usa un modelo de doble porosidad para las capas base y sub-base. Los hidrogramas medidos y modelados de un mes se compararon usando el índice de eficiencia Nash-Sutcliffe (NSE). Un análisis de sensibilidad global (GSA) seguido de un Monte Carlo destacó la influencia de la capa de desgaste en el comportamiento hidráulico del pavimento e identificó los rangos de parámetros que generan soluciones de comportamiento. Se usaron rangos reducidos en la calibración procedimiento realizado con el algoritmo metaheurístico de optimización de enjambre de partículas (PSO) para la estimación de parámetros hidráulicos. El mejor valor de ajuste para el primer escenario fue NSE = 0,43; para el segundo escenario, fue NSE = 0,81, lo que indica que el enfoque de doble porosidad es más apropiado para que describe el flujo variablemente saturado en las capas base y sub-base. Los parámetros estimados fueron validados utilizando un conjunto independiente de mediciones de un mes de duración, lo que da como resultado valores de NSE de 0.43 y 0.86 para el primer y segundo escenario, respectivamente. La mejora en la correspondencia entre y los hidrogramas modelados confirmaron la fiabilidad de la combinación de GSA y PSO al tratar con problemas de optimización altamente dimensionales. Los resultados obtenidos han demostrado que PSO, debido a su facilidad de implementación y efectividad, puede representar una alternativa nueva y viable a la optimización tradicional algoritmos para la estimación inversa de propiedades hidráulicas insaturadas. Finalmente, los resultados confirmó la idoneidad y la precisión de HYDRUS-1D al describir correctamente el comportamiento hidráulico de pavimentos permeables.[10]

En España se realizó un estudio llamado “Construcción de pavimentos permeables para el control en origen de la escorrentía urbana: ejemplo práctico del aparcamiento del palacio de deportes de la guía” en donde La Universidad de Cantabria está desarrollando el primer manual para España de construcción de pavimentos permeables biodegradantes de hidrocarburos financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia. El objetivo de este manual es generalizar el uso de estos pavimentos en nuestras ciudades atajando de raíz problemas graves como contaminación difusa y la sobreexplotación de los saneamientos. Tomando como ejemplo el aparcamiento permeable de la Guía en Gijón. Además este aparcamiento es el primero de España que cuenta con 15 plazas experimentales. El seguimiento y monitorización de estas plazas desde su ejecución permiten el conocimiento y el estudio en profundidad de los pavimentos filtrantes biodegradantes de hidrocarburos. Tras el diseño y construcción se