PERFIL DE TESIS INFILTROMETRO CANTABRO FIJO

INTRODUCCIÓN. –[pic 3]

Las mezclas bituminosas porosas o drenantes fueron desarrolladas en Francia en 1968, donde la experiencia mostró que, al cabo de diez años, aún colmatas, mantenía buena rugosidad superficial y un aceptable drenaje superficial. A mediados de los años setenta, la utilización de betunes modificados con polímeros permitió mejorar sus características reológicas y de adherencia aumentando su cohesión y disminuyendo su susceptibilidad térmica. No obstante, debido a la confrontación entre ventajas e inconvenientes, el desarrollo de esta técnica en Francia se bloqueó hasta 1985 cuando, gracias a la acción de determinadas asociaciones de automovilistas, se retomó su aplicación e investigación. Brule et al., (1993).

En 1972 en los Estados Unidos se llevó a cabo probablemente la primera investigación acerca de los firmes permeables. La utilización de firmes permeables tenía la intención de aliviar la contaminación debida a los vertidos de los sistemas de saneamiento unitarios en tiempos de lluvia, reduciendo además los parámetros de diseño de las infraestructuras de drenaje urbano. Este primer análisis de laboratorio mostró como la mezcla bituminosa porosa era un material muy adecuado para la construcción de este tipo de pavimentos. Además, estudios económicos complementarios demostraron que las carreteras diseñadas con aglomerado poroso resultaban generalmente más económicas que las carreteras convencionales. Grover et al., (1972). Posteriormente, con el paso de los años, la experiencia y la investigación, el uso de mezclas bituminosas se ha extendido por todo el mundo, adaptándose a todo tipo de condiciones climáticas y técnicas correspondientes a países como Suiza, Japón, Malasia o China. En América Latina, países como Chile han desarrollado alternativas de diseño, Colombia por su parte posee normativa para el diseño de mezclas drenantes, basándose en estudios internacionales.

El agua de lluvia tiene efectos fundamentalmente beneficiosos en las ciudades: purifica el aire, refresca el ambiente, limpia tejados y pavimentos, ayuda a mantener con vida a los arboles ya a las superficies verdes, etc. Sin embargo, la carencia o exceso de agua en las ciudades, como en el caso de cualquier otro recurso, causan problemas. Actualmente la gestión del agua de lluvia en las zonas urbanizadas se limita a su drenaje. Si bien la lluvia es fundamental para llenar los embalses y acuíferos a partir de los cuales se realizan los abastecimientos de agua potable a las ciudades, esa misma lluvia es tratada como residuo indeseable dentro de las urbes. Así, toda el agua de lluvia que precipita en las áreas urbanas es drenada rápidamente y vertida directamente al medio natural o al sistema de saneamiento, donde se mezcla con aguas negras y pierde toda su calidad forzando su paso por las instalaciones de depuración. La concentración rápida del agua de lluvia en un punto requiere la construcción de colectores de dimensiones tan grandes como túneles de metro, lo cual supone sistemas totalmente sobredimensionados desde el punto de vista de saneamiento de aguas negras. Rodríguez (2008).  

En 2008, Rodríguez, llevo a cabo un estudio acerca de superficies permeables para evaluar el comportamiento frente a la colmatación y la capacidad portante para tráficos ligeros, en la ciudad de Santander de España. Su trabajo lo llevo a desarrollar el Infiltrómetro Cántabro Fijo ICF, basado en el infiltrómetro empleado por Davies et al. (2002) en sus estudios de la capacidad de infiltración de adoquines con ranuras, realizados en la Universidad de Coventry. El ICF le permitió la simulación de la lluvia directa sobre una superficie ensayada. Por tanto, este aparato cuenta con la simulación de la lámina de escorrentía superficial. Con todos sus accesorios el ICF permite evaluar la capacidad  de infiltración de un pavimento permeable con diferentes inclinaciones, caudales entrantes de escorrentía superficial o intensidades de lluvia.

A pesar de los varios estudios en este tema, la mesclas asfálticas drenantes  no se han implementado ampliamente en el país y los resultados encontrados, no han sido utilizados para estandarizar las prácticas de construcción. Por lo tanto su diseño e instalación no representa una práctica generalizada en la ingeniería boliviana. Lo anterior puede deberse a que no existe aún en nuestro medio un documento que reúna los procesos de diseño, construcción y mantenimiento de éstos, aplicables a las principales ciudades del país, y que tenga en cuenta los resultados obtenidos de los diferentes estudios sobre aspectos estructurales, geotécnicos, hidráulicos y ambientales.

En esta investigación, se pretende evaluar la capacidad de infiltración y la resistencia a la colmatación de una mezcla asfáltica drenante con el ICF simulando la escorrentía superficial y la precipitación pluvial de la Ciudad de Oruro, tomando como referencia los estudios realizados por Rodríguez en su tesis doctoral. Además se evaluaran propiedades fundamentales de la mezcla como la cohesión, susceptibilidad térmica y adhesividad.  

1. ANTECEDENTES. -

2.1. Antecedentes Internacionales. -

Rodríguez (2008) en su trabajo de Estudio, Análisis y Diseño de Secciones Permeables de Firmes para Vías Urbanas con un Comportamiento Adecuado frente a la Colmatación y con la Capacidad Portante necesaria para soportar Tráficos Ligeros, propuso analizar experimentalmente, en laboratorio y a escala real, el comportamiento de diferentes firmes permeables, además de recoger las principales recomendaciones para el diseño y construcción de firmes permeables asegurando una buena calidad, también el desarrollo de un ensayo de laboratorio que permita la caracterización de la resistencia a la colmatación de distintos pavimentos permeables, también que permita la comparación desde el punto de vista de funcionalidad. Los resultados de sus estudios llevaron a concluir que la capacidad de infiltración disminuye, tanto al aumentar la carga de sedimentos sobre la superficie, como al aumentar la inclinación de la misma. La mezcla bituminosa con menores huecos en la superficie, actúan a modo de filtro superficial condicionando la penetración y colocación de las partículas colmatantes. Los ensayos llevados a cabo con el Infiltrómetro Cántabro Fijo ICF en laboratorio, permitieron comparar la resistencia a la colmatación de diferentes tipos de pavimentos permeables.  Finalmente, la tesis probó la funcionalidad, desde el punto de vista de la capacidad de infiltración, y la durabilidad de varios tipos de firmes permeables, comprobando su correcta aplicación en aparcamientos con tráfico ligero y validando la hipótesis planteada.

Sañudo (2014) en su estudio sobre el Análisis de la Infiltración de Agua de lluvia en Firmes Permeables con Superficies de Adoquines y Aglomerados Porosos para el Control en Origen de Inundaciones, se planteó el estudio y la optimización de los métodos de captación de agua de lluvia a través de pavimentos filtrantes, basándose en la utilización de Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible, también propuso desarrollar y validar una metodología de laboratorio para el análisis de la escorrentía de superficies permeables, además de la capacidad de infiltración de pavimentos permeables. Su trabajo concluyo que las distintas superficies permeables evaluadas presentan diferente comportamiento bajo distintas condiciones, lo que permitió su caracterización hidráulica, la metodología de laboratorio que empleó, le permitió analizar la escorrentía superficial generada en distintas superficies permeables bajo distintas condiciones de colmatación y pendiente del pavimento, además de analizar la capacidad de infiltración de pavimentos permeables bajo todo tipo de intensidades de lluvia, duración de evento de lluvia, y condiciones de colmatación. La metodología de ensayos que desarrolló, permite el análisis de la funcionalidad hidráulica de un firme permeable, y su validación correspondiente mediante el estudio de una nueva capa de separación entre la subbase del firme permeable. El nuevo diseño del Infiltrómetro Cántabro Fijo ICF, permite la simulación de lluvia directa y de escorrentía superficial en laboratorio sobre probetas de pavimento permeable de forma muy precisa y para un amplio rango de intensidades de lluvia que van desde los 10 mm/h hasta los 150 mm/h.

Senior (2013) en su investigación sobre el Diseño de Mezclas Asfálticas Drenantes Tibias, a partir de la Mezcla de Cemento Asfaltico AC 60-70 con Licomont BS-100 para diferentes Niveles de Precipitación, propuso elaborar un diseño de mezcla asfáltica tibia a partir de la mezcla de cemento asfaltico normalizado con la adición de la amida grasa Licomont Bs-100 y validar su comportamiento mecánico frente a la acción permanente del agua. Concluyo que la amida grasa Licomont Bs-100, en una adición de 2% en masa respecto al cemento asfaltico lograba una reducción de 5ºC en la temperatura de calentamiento del ligante y respecto a la temperatura de mezclado el rango de temperaturas fue de 144ºC a 149ºC, logrando una reducción de 20ºC en comparación con la mezcla asfáltica sin adición de Licomont. La prueba Cántabro, practicada sobre briquetas en condiciones seca y húmeda, revelo que la amida grasa confiere a la mezcla mayor cohesión, cualidad que se manifestó con la poca perdida en masa que obtuvo. El módulo resiliente obtenido para una mezcla asfáltica con adición de Licomont al 2% sobrepasó los 7 000 MPa para una frecuencia de 10 Hz, cualidad estructural que solo era atribuida a mezclas asfálticas de gradación densa y elaboradas en caliente. Los resultados obtenidos en la prueba de permeabilidad mostraron un coeficiente de permeabilidad de 14.30 cm³/s infiriendo que es posible que la mezcla asfáltica drenante tibia estará en la capacidad de evacuar el agua superficial producto de una escorrentía pluvial.

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