Pavimento permeable

Se ha demostrado que las superficies de pavimentación permeables son eficaces para gestionar la escorrentía de superficies pavimentadas y recargar acuíferos subterráneos. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Grandes volúmenes de escorrentía urbana causan erosión y sedimentación graves en cuerpos de agua superficiales . Los adoquines permeables proporcionan una superficie sólida, lo suficientemente resistente como para soportar cargas pesadas, como vehículos grandes, mientras que al mismo tiempo permiten que el agua se filtre a través de la superficie y llegue a los suelos subyacentes, imitando la absorción natural del suelo. ^{[ 9 ]} Pueden reducir las inundaciones aguas abajo y la erosión de las riberas de los arroyos, y mantener los caudales base en los ríos para mantener los ecosistemas autosostenibles. Los adoquines permeables también combaten la erosión que ocurre cuando el césped está seco o muerto, al reemplazar áreas de césped en entornos suburbanos y residenciales. ^{[ 10 ]} El objetivo es controlar el agua de lluvia en la fuente, reducir la escorrentía y mejorar la calidad del agua filtrando los contaminantes en las capas subsuperficiales. ^{[ 4 ]}

Para controlar los contaminantes presentes en la escorrentía superficial , las superficies de pavimentación permeables capturan el agua de lluvia en el suelo o la base de agregados debajo de la carretera o el camino, y posteriormente tratan la escorrentía mediante percolación , lo que permite que el agua se infiltre, apoyando la recarga de aguas subterráneas o conteniendo el agua de lluvia para que se libere de nuevo a los sistemas municipales de gestión de aguas pluviales después de una tormenta. ^{[ 11 ]} Los sistemas de pavimentación permeable han demostrado ser eficaces para reducir los sólidos en suspensión , la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno y las concentraciones de amonio en las aguas subterráneas . ^{[ 11 ]} En áreas donde la infiltración no es posible debido a condiciones inadecuadas del suelo, los pavimentos permeables se utilizan en el modo de atenuación , donde el agua se retiene en el pavimento y se libera lentamente a los sistemas de aguas superficiales entre eventos de tormenta. ^{[ 11 ]}

Los pavimentos permeables pueden proporcionar a los árboles urbanos el espacio de enraizamiento que necesitan para alcanzar su tamaño completo. Una base de pavimento de "suelo estructural" combina agregado estructural con suelo; una superficie porosa permite el paso de aire y agua vitales a la zona de enraizamiento. Esto integra una ecología saludable y ciudades prósperas, con la cubierta arbórea viva en la parte superior, el tráfico urbano en la superficie y las raíces vivas de los árboles en la parte inferior. Los beneficios de los pavimentos permeables en el crecimiento de los árboles urbanos no se han demostrado de forma concluyente, y muchos investigadores han observado que el crecimiento de los árboles no aumenta si las prácticas de construcción compactan los materiales antes de la instalación de los pavimentos permeables. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

Los resultados de la investigación indican que el uso de pavimentos permeables y de alto albedo (reflectantes) tiene el potencial de mitigar los efectos de isla de calor superficial y mejorar la calidad del aire, además de mejorar potencialmente el confort térmico humano . En comparación con los pavimentos impermeables, los pavimentos permeables presentan un impacto térmico mínimo en el aire superficial debido a su capacidad de intercambio de calor. ^{[ 14 ]}

Los pavimentos permeables están diseñados para reemplazar las Áreas Impermeables Efectivas (AIE), pero en algunos casos pueden utilizarse para gestionar las aguas pluviales procedentes de otras superficies impermeables en la misma obra. ^{[ 15 ]} El uso de esta técnica debe formar parte de un sistema integral de gestión de aguas pluviales en la obra y no sustituye a otras técnicas.

Durante las tormentas intensas, el nivel freático bajo el pavimento poroso puede elevarse, impidiendo que la precipitación se filtre en el suelo. Parte del agua se almacena en la base de grava de drenaje triturada o de granulometría abierta, donde permanece hasta que la subrasante la absorbe. En suelos arcillosos u otros suelos con drenaje deficiente o nulo, es importante aumentar la profundidad de la base de grava de drenaje triturada para permitir una mayor capacidad de almacenamiento del agua mientras espera infiltrarse.

La escorrentía en algunos usos del suelo puede contaminarse, donde las concentraciones de contaminantes superan las que se encuentran normalmente en las aguas pluviales. Estos "puntos críticos" incluyen viveros comerciales , instalaciones de reciclaje , estaciones de servicio , almacenes industriales, puertos deportivos , algunas instalaciones de carga al aire libre , depósitos de obras públicas, generadores de materiales peligrosos (si los contenedores están expuestos a la lluvia), áreas de servicio, lavado y mantenimiento de vehículos, e instalaciones de limpieza a vapor. Dado que el pavimento poroso es una práctica de infiltración, no debe aplicarse en puntos críticos de aguas pluviales debido al potencial de contaminación de las aguas subterráneas. Se debe evitar que toda la escorrentía contaminada ingrese a los sistemas de drenaje pluvial municipales mediante el uso de mejores prácticas de gestión (BMP, por sus siglas en inglés) para la industria o actividad específica. ^{[ 16 ]}

Las fuentes de referencia difieren en cuanto a si los volúmenes y pesos de tráfico bajos o medios son apropiados para pavimentos porosos debido a la variedad de propiedades físicas de cada sistema. Por ejemplo, en las cercanías de muelles de carga de camiones y áreas de alto tráfico comercial, a veces se cita el pavimento poroso como inapropiado. Sin embargo, dada la variabilidad de productos disponibles, el creciente número de instalaciones existentes en Norteamérica y la investigación específica realizada tanto por fabricantes como por agencias usuarias, el rango de aplicaciones aceptadas parece estar ampliándose. ^{[ 17 ]} Algunas empresas de pavimentación de hormigón han desarrollado productos específicamente para aplicaciones industriales. Existen ejemplos prácticos en estaciones de bomberos, estacionamientos de complejos comerciales concurridos y en carreteras públicas y privadas, incluidas intersecciones en partes de Norteamérica con condiciones invernales bastante severas.

Los pavimentos permeables pueden no ser adecuados cuando el terreno circundante o que drena hacia el pavimento supera una pendiente del 20 %, cuando el pavimento se encuentra en una pendiente descendente con respecto a los edificios o cuando los cimientos cuentan con drenaje entubado en sus bases. La clave reside en asegurar que el drenaje proveniente de otras partes del terreno se intercepte y gestione por separado, en lugar de dirigirlo hacia superficies permeables.

Los climas fríos pueden presentar desafíos especiales. La sal de carretera contiene cloruros que podrían migrar a través del pavimento poroso hacia el agua subterránea. Las cuchillas de las quitanieves podrían enganchar los bordes de los bloques de adoquines de hormigón u otras instalaciones de bloques, dañando las superficies y creando baches . No se puede usar arena para el control de nieve y hielo en superficies porosas porque obstruirá los poros y reducirá la permeabilidad. ^{[ 18 ]} Aunque hay modificaciones de diseño para reducir los riesgos, la escorrentía infiltrada puede congelarse debajo del pavimento, causando levantamiento por helada. Otro problema es el daño por desconchamiento , que ocurre exclusivamente en pavimentos de hormigón poroso debido a la aplicación de sal durante la temporada de invierno. Por lo tanto, se sugiere el pavimento poroso para climas más cálidos. Sin embargo, otros materiales han demostrado ser efectivos, incluso reduciendo los costos de mantenimiento invernal al conservar la sal en el propio pavimento. Esto también reduce la cantidad de escorrentía de agua de lluvia que está contaminada con cloruros de sal. ^{[ 19 ]} El hormigón permeable y el asfalto diseñados para reducir el levantamiento por helada y el daño por desconchamiento se han utilizado con éxito en Noruega y New Hampshire . ^{[ 20 ]} Además, la experiencia sugiere que se deben tomar medidas preventivas con drenaje rápido debajo de superficies porosas para aumentar la tasa de deshielo sobre el suelo.

Puede resultar difícil comparar los impactos de costos entre superficies impermeables convencionales y superficies permeables debido a variables como la vida útil, la ubicación geográfica, el tipo de sistema de pavimentación permeable y factores específicos del sitio. Algunas estimaciones sitúan el costo de la pavimentación permeable en aproximadamente un tercio más caro que el de la pavimentación impermeable convencional. ^{[ 21 ]} Sin embargo, el uso de pavimentación permeable puede reducir el costo de proporcionar BMP ( Mejores Prácticas de Manejo) de aguas pluviales más grandes o más numerosas en el sitio, y estos ahorros deben considerarse en cualquier análisis de costos. Además, los costos de impacto ambiental fuera del sitio por no reducir los volúmenes de aguas pluviales y la contaminación en el sitio se han ignorado históricamente o se han asignado a otros grupos (presupuestos de parques gubernamentales locales, obras públicas y restauración ambiental, pérdidas pesqueras, etc.). Los sistemas de pavimentación permeable, específicamente los adoquines de concreto permeable, han demostrado importantes beneficios de costos después de realizar una Evaluación del Ciclo de Vida , ya que la reducción en el peso total del material necesario para cada unidad se reduce debido a la naturaleza del diseño poroso. ^{[ 22 ]}

Los sistemas de pavimentación permeable, especialmente aquellos con superficies porosas, requieren mantenimiento para mantener los poros libres de agregados finos y así no obstaculizar la capacidad del sistema para infiltrar el agua de lluvia. La frecuencia de limpieza depende nuevamente de muchos factores específicos del sitio, como el volumen de escorrentía, los sitios vecinos y el clima. A menudo, la limpieza de los sistemas de pavimentación permeable se realiza con excavadoras de succión , que se utilizan alternativamente para excavaciones en áreas sensibles y, por lo tanto, se están volviendo cada vez más comunes. Si no se lleva a cabo un mantenimiento de forma regular, los pavimentos porosos pueden comenzar a funcionar más como superficies impermeables. ^{[ 4 ]} Con sistemas de pavimentación más avanzados, los niveles de mantenimiento necesarios pueden disminuir considerablemente; los pavimentos de vidrio ligados elastoméricamente requieren menos mantenimiento que el pavimento de concreto regular, ya que el pavimento ligado con vidrio tiene un 50% más de espacio vacío.

Los sistemas de rejillas de plástico, si se seleccionan e instalan correctamente, son cada vez más populares entre el personal de mantenimiento de los gobiernos locales debido a la reducción de las labores de mantenimiento: menor desplazamiento de grava y supresión de malezas en parques públicos.

Algunos pavimentos permeables son propensos a sufrir daños por un uso inadecuado, como el de conductores que, al circular por aparcamientos apartados por la noche, destrozan zonas de los sistemas de rejilla de plástico y grava. Si bien la reparación no es complicada, el resultado puede ser antiestético. Los pavimentos de césped requieren riego suplementario durante el primer año para que la vegetación se establezca; de lo contrario, puede ser necesario volver a sembrarlos. El clima regional también implica que la mayoría de las aplicaciones de césped entrarán en estado de latencia durante la estación seca. Aunque la vegetación seca es solo una cuestión estética, puede influir en la aceptación pública de este tipo de pavimento permeable.

Los adoquines de hormigón permeable tradicionales tienden a perder su color en un tiempo relativamente corto, lo que puede resultar costoso de reemplazar o limpiar, y se debe principalmente al problema de la eflorescencia .

El hormigón permeable está ampliamente disponible, puede soportar tráfico frecuente y es universalmente accesible. La calidad del hormigón permeable depende del conocimiento y la experiencia del instalador. ^{[ 23 ]}

Las rejillas de plástico permiten un sistema 100% poroso que utiliza sistemas de rejilla estructural para contener y estabilizar grava o césped. Estas rejillas vienen en una variedad de formas y tamaños según su uso, desde senderos hasta estacionamientos comerciales. Estos sistemas se han utilizado ampliamente en Europa durante más de una década, pero están ganando popularidad en Norteamérica debido a los requisitos gubernamentales para que muchos proyectos cumplan con los estándares de construcción ambiental LEED . Los sistemas de rejilla de plástico también son populares entre los propietarios de viviendas debido a su menor costo de instalación, facilidad de instalación y versatilidad. El diseño ideal para este tipo de sistema de rejilla es un sistema de celda cerrada, que evita que la grava, la arena o el césped migren lateralmente. ^{[ 24 ]}

El asfalto poroso se produce y coloca utilizando los mismos métodos que el hormigón asfáltico convencional ; se diferencia en que se omiten los agregados finos (pequeños) de la mezcla asfáltica. Las partículas de agregado grandes y uniformes restantes dejan huecos abiertos que le confieren al material su porosidad y permeabilidad. Para garantizar la resistencia del pavimento, se puede añadir fibra a la mezcla o utilizar un ligante asfáltico modificado con polímeros. ^{[ 25 ]} Generalmente, los pavimentos de asfalto poroso se diseñan con un depósito subterráneo que retiene el agua que pasa a través del pavimento, permitiendo que se evapore y/o se filtre lentamente en los suelos circundantes. ^{[ 26 ] [ 27 ]}

Las capas de fricción de granulometría abierta (OGFC, por sus siglas en inglés) son capas superficiales de asfalto poroso que se utilizan en carreteras para mejorar la seguridad vial al eliminar el agua de la superficie. Estas utilizan un diseño de mezcla de granulometría abierta para la capa superior de asfalto. A diferencia de un pavimento de asfalto poroso de espesor completo, las OGFC no drenan el agua hacia la base del pavimento. En cambio, permiten que el agua se infiltre en los primeros 19 a 38 milímetros ( 3/4 a 1 + 1/2 pulg . ) del pavimento y luego drene hacia los lados de la calzada. Esto puede mejorar las características de fricción de la carretera y reducir las salpicaduras. ^{[ 28 ]}  

En los Países Bajos y Bélgica, el asfalto poroso se conoce coloquialmente como "fluisterasfalt" (asfalto susurrante) debido a su reducido nivel de ruido.

Otra alternativa es el uso de áridos de tamaño uniforme sin aglutinante, como grava suelta o gravilla. Si bien solo se puede utilizar de forma segura en aceras y zonas de tráfico muy lento y a baja velocidad, como aparcamientos y caminos de acceso, su superficie total potencial es considerable.

El césped poroso, si se construye adecuadamente, puede usarse para estacionamiento ocasional como el de iglesias y estadios. Se pueden usar rejillas de refuerzo de césped de plástico para soportar la carga aumentada. ^{[ 29 ] : 2 [ 30 ]} El césped vivo transpira agua, contrarrestando activamente la "isla de calor" con lo que parece ser un césped verde abierto.

Los pavimentos de hormigón entrelazados permeables son unidades de hormigón con espacios abiertos y permeables entre las unidades. ^{[ 29 ] : 2} Más recientemente, los fabricantes en Estados Unidos han introducido estilos con juntas más pequeñas que permiten un mejor cumplimiento de la ADA y aún capturan una cantidad significativa de agua de lluvia. Ofrecen una apariencia arquitectónica y pueden soportar tráfico ligero y pesado, particularmente los adoquines de hormigón entrelazados, excepto en carreteras de alto volumen o alta velocidad. ^{[ 31 ]} Algunos productos están recubiertos de polímero y tienen una superficie completamente porosa.

Los pavimentos de ladrillo de arcilla permeable son unidades de ladrillo de arcilla cocida con espacios abiertos y permeables entre ellas. Los adoquines de arcilla proporcionan una superficie duradera que permite que el agua de lluvia se filtre a través de las juntas .

El pavimento de resina es una mezcla de aglutinante de resina y áridos. Se utiliza resina transparente para recubrir completamente cada partícula de árido antes de su colocación. Se emplea la cantidad suficiente de resina para que cada partícula de árido se adhiera entre sí y a la base, dejando a la vez espacios para que el agua se filtre. El pavimento de resina proporciona una superficie resistente y duradera, apta para el tráfico peatonal y vehicular en aplicaciones como senderos, entradas de vehículos, aparcamientos y vías de acceso .

El granito descompuesto estabilizado es una mezcla de un aglutinante no resinoso y agregados (granito descompuesto). El aglutinante, que puede incluir color, se mezcla con el granito descompuesto y la mezcla se humedece antes o después de su colocación. El granito descompuesto estabilizado proporciona una superficie resistente y duradera, apta para el tráfico peatonal y vehicular en aplicaciones como senderos, entradas de vehículos, estacionamientos y vías de acceso. La superficie cumple con la normativa ADA y se puede pintar .

Pavimento poroso de vidrio reciclado con aglutinante elastomérico, compuesto por vidrio posconsumo procesado unido con una mezcla de resinas, pigmentos, granito y agentes aglutinantes. Aproximadamente el 75 por ciento del vidrio en los EE. UU. se desecha en vertederos. ^{[ 32 ] [ 33 ]}

El pavimento permeable de madera es un material de construcción natural y sostenible. Los arquitectos y paisajistas que optan por adoquines permeables encontrarán que algunos tipos de maderas duras de alta durabilidad (por ejemplo, la robinia ) son un material eficaz para este fin. Los bloques de adoquines de robinia proporcionan una superficie altamente permeable y duradera que perdurará durante décadas debido a las características de la madera. ^{[ 34 ]} Los adoquines de madera de robinia superan los 70,19 kilopascales (10.180 psi) y tienen una dureza Janka de 7,6 kilonewtons (1.700 lbf) . ^{[ 35 ]} Son adecuados para el tráfico peatonal y vehicular en forma de senderos y entradas de vehículos, y se colocan sobre cimientos permeables. ^{[ 36 ]}  

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