Una metodología para el diseño hidrológico de pavimentos de hormigón poroso
Contenido principal del artículo
Introducción: los pavimentos de hormigón poroso se presentan como una solución efectiva para reducir el escurrimiento superficial en entornos urbanos, lo que contribuye al desarrollo sustentable de las ciudades. Estos pavimentos permiten la infiltración del agua, lo cual es fundamental para mitigar los efectos de la urbanización, como las inundaciones. Sin embargo, la capacidad de infiltración del pavimento no depende únicamente de la capa de rodamiento de hormigón, sino también de las características de la base granular y la subrasante del suelo natural, lo que requiere un análisis integral del sistema de capas.
Objetivos: el objetivo principal de este estudio es presentar una metodología simplificada basada en el modelo de Horton para definir el espesor hidrológicamente necesario de la base granular y simular el movimiento del agua en el sistema de pavimento poroso. Esta metodología busca facilitar el diseño y análisis de pavimentos permeables en contextos urbanos.
Metodología: la metodología se basa en el modelo de Horton, que se utiliza para simular la infiltración del agua en suelos. Se define el espesor necesario de la base granular mediante un enfoque simplificado que considera tanto las características del pavimento como las de las capas subyacentes. Posteriormente, se realiza una simulación del movimiento del agua en el sistema para evaluar la eficiencia del diseño propuesto. Para ilustrar su aplicación, se presenta un ejemplo práctico de diseño hidrológico típico.
Resultados: la aplicación de la metodología propuesta en un caso de diseño típico permite determinar el espesor adecuado de la base granular necesario para asegurar la infiltración eficiente del agua. Los resultados muestran que el modelo puede ser utilizado como una herramienta efectiva para calcular y simular el comportamiento del agua en sistemas de pavimentos de hormigón poroso.
Conclusiones: el método simplificado presentado es útil para los ingenieros que trabajan en el diseño hidrológico de pavimentos permeables, ya que proporciona una manera rápida y eficaz de calcular el espesor de la base granular y simular el movimiento del agua. Además, esta metodología puede ser de gran valor en la formación académica en áreas de drenaje urbano, tanto a nivel de grado como de posgrado.
Chandrappa, A, Biligiri, K. Pervious concrete as a sustainable pavement material–Research findings and future prospects: A state-of-the-art review. Construction and building materials. 2016. 111:262-274. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.054
Sonebi M, Bassuoni M, Yahia A. Pervious concrete: mix design, properties and applications. RILEM Technical Letters. 2016; 1:109-115. DOI: https://doi.org/10.21809/rilemtechlett.2016.24
Ferguson B. Porous pavements. Boca Raton, FL: Taylor & Francis; 2005. DOI: https://doi.org/10.1201/9781420038439
Eisenberg B, Lindow K, Smith, D. Permeable pavements. Reston, VA: American Society of Civil Engineers; 2015. DOI: https://doi.org/10.1061/9780784413784
Tennis PD, Leming ML, Akers, DJ. Pervious concrete pavements (No. PCA Serial No. 2828). Skokie, IL: Portland Cement Association; 2004.
Wanielista M, Chopra M, Spence J, Ballock C. Hydraulic performance assessment of pervious concrete pavements for stormwater management credit. Orlando, FL.: Storm Water Management Academy, University of Central Florida; 2007.
Rodden, R, Voigt, G, Smith, T. Structural and hydrological design of sustainable pervious concrete pavements. 2011 Congress et Exhibition de l'Association des Transports du Canada. Les Succes en Transports: Une Tremplin vers l'Avenir Transportation Association of Canada (TAC); 2011.
American Concrete Pavement Association. PerviousPave: Background, Purpose, Assumptions and Equations. American Concrete Pavement Association; 2013.
Rossman, LA. Storm Water Management Model User’s Manual, Version 5.1. Cincinnati, Ohio, USA: US EPA National Risk Management Research Laboratory; 2015. Report No.: EPA-600/R-14/413b.
Hohaia, N, Fassman, E, Hunt, WF, Collins, KA. Hydraulic and hydrologic modelling of permeable pavement. World Environmental and Water Resources Congress 2011: Bearing Knowledge for Sustainability; 2011. p. 587-597. DOI: https://doi.org/10.1061/41173(414)61
Mogenfelt, P. Modeling LID-units in SWMM. Master of Science Thesis No. TVVR 17/5022. Division of Water Resources Engineering, Department of Building and Environmental Technology, Lund University; 2017. Disponible en: http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/8928265
Chow VT, Maidment DR, Mays, LW Hidrología Aplicada. Santa Fe de Bogotá, Colombia: McGraw-Hill; 1994.
Tucci CEM. Hidrologia: Ciência e Aplicação, 3ª Ed. Porto Alegre, Brasil: Editora da Universidade. UFRGS/ABRH; 2004.
Montes F, Haselbach L. Measuring Hydraulic Conductivity in Pervious Concrete. Environmental Engineering Science. 2006; 23(6):960–969. DOI: https://doi.org/10.1089/ees.2006.23.960
Wu W, Wang SSY. Formulas for Sediment Porosity and Settling Velocity. Journal of Hydraulic Engineering. 2006; 132(8): 858–862. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2006)132:8(858) DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2006)132:8(858)
Aceptado 2024-11-01
Publicado 2024-11-06

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los autores que publican en esta revista están de acuerdo con los siguientes términos:
Los autores ceden los derechos patrimoniales a la revista y a la Universidad del Valle sobre los manuscritos aceptados, pero podrán hacer los reusos que consideren pertinentes por motivos profesionales, educativos, académicos o científicos, de acuerdo con los términos de la licencia que otorga la revista a todos sus artículos.
Los artículos serán publicados bajo la licencia Creative Commons 4.0 BY-NC-SA (de atribución, no comercial, sin obras derivadas).