Paper Influencia del concreto permeable en la reducción de inundaciones en los pavimentos

8/12/2019 Paper Influencia del concreto permeable en la reducción de inundaciones en los pavimentos

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E.A .P. INGENIERÍA CIVIL

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INFLUENCIA DEL CONCRETO PERMEABLE EN LA REDUCCIÓN DE INUNDACIONES EN LOSPAVIMENTOS CON RESISTENCIA 210 Kg/cm2 DE LA CIUDAD DE HUANCAYO

Alvarez Leiva, Aldair; Bustillos Matias,Carlos; Izarra Ludeña Axel; Mansilla Gastelu, Piero;PereiraPalacios, Alexandra; Prucil Acuña, Gelcy; Zevallos Ramos, Ricardo.

Sinopsis: las altas precipitaciones en la ciudad de Huancayo ocasionan inundaciones en calles y avenidas,la incapacidad de los concretos normales en pavimentos de filtrar el agua hacen que el problema seprolongue.Por otro lado el concreto permeable es una mezcla de cemento, agua y agregado grueso, que puedenusados en pavimentos, veredas, etc. Las características más importantes de este material son la resistenciay la permeabilidad y deben balancearse para lograr un desempeño adecuado del material.Esta investigación busca reducir las inundaciones causadas por las precipitaciones en la ciudad deHuancayo. Para esto buscaremos el rango de valores de % vacíos a partir de las variables (coeficiente de

permeabilidad y resistencia de pavimentos) tomando en cuenta la tasa de máxima precipitación enHuancayoPalabras Clave: Concreto permeable, permeabilidad, resistencia a la compresión uniaxial, pavimentos,

tasa de precipitación.

Abstract: high rainfall in the city of Huancayo causing flooding in streets and avenues, the inability of

normal concrete pavements to filter water cause the problem is prolonged.Furthermore pervious concrete is a material which can be used in paving streets, avenues, and / or parkingspaces, among others. Pervious concrete is a mixture of cement, water and coarse aggregate. The mostimportant characteristics of pervious concrete are strength and permeability and must be balanced for properperformance of the material.This research seeks to reduce floods caused by rainfall in the city of Huancayo, instead of using perviousconcrete pavements in paving resistance of 210 Kg/cm2 .-

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INTRODUCCIÓNLas propiedades del concreto permeable sonideales para gestionar las aguas pluviales demanera amable con el medio ambiente.Gracias al porcentaje de vacíos y su alta

permeabilidad, el concreto facilita la filtración delluvia a los acuíferos subterráneos garantizandosu reintegración al ciclo natural del agua, o sureutilización para usos como el riego. Asimismo,evita la acumulación de hielo y agua en lospavimentos, impidiendo la formación de charcos,

proporcionando ventajas que los pavimentoscomunes no poseen.

OBJETIVO

Reducir la tasa de inundaciones usando concretopermeable para pavimentos con un f’c de 210kg/cm2 en la ciudad de Huancayo.

.HIPÓTESISSe reduce la tasa de inundación en pavimentos

con un f’c de 210 kg/cm2 haciendo uso de la

norma ACI 522 para concreto permeable, en la

ciudad de Huancayo

FUNDAMENTO TEÓRICO

a) Resistencia a la compresión:Es el esfuerzo máximo que presenta un material ala compresión sin romperse.La relación a/c influye intrínsecamente en laresistencia a compresión ya que un exceso deagua provocaría que la pasta sea más fluida, estotaparía los vacíos que se generan entre losagregados, por otro lado la falta de agua demezclado provocaría una pobre adherencia entrela pasta y el agregado la cual se reflejaría en labaja de la resistencias y un deterioro del concreto.

Figura 1. Muestra después del ensayo de

compresión




2

b) Concreto permeable

Es un tipo de concreto con una alta porosidad,

aplicado en superficies de concreto, lo que

permite el paso él agua proveniente de

precipitación y otras fuentes, reduciendo la

escorrentía superficial de un sitio y recargando los

niveles de agua subterránea. Normalmente este

tipo presenta poca cantidad de agregados finos y

tiene la suficiente cantidad de pasta de cemento

para cubrir las partículas de agregado grueso

preservando la interconectividad de los vacíos

.Cabe resaltar que relación a/c es importante ya

que un exceso de agua provocaría que la pasta

sea más fluida y taparía los vacíos que se

generan entre los agregados y la falta de agua de

mezclado provocaría una pobre adherencia entre

la pasta y el agregado la cual se reflejaría en la

baja de la resistencias y un deterioro del

concreto.

Las ventajas de los pavimentos de concreto

permeable incluyen lo siguiente:

Reduce (casi a cero) descargas máximas

del agua de lluvia de las áreas

pavimentadas.

Ayuda a mitigar inundaciones y al mismo

tiempo incrementa la recarga del agua

subterránea.

a. Precipitación

Se define precipitación a toda forma de

humedad, que, originándose en las nubes, llega

hasta la superficie terrestre. De acuerdo a esta

definición, las lluvias, las granizadas, las garuas y

las nevadas son formas distintas del mismo

fenómeno de la precipitación

La ciudad de Huancayo presenta altas tasas de

precipitación, y más aún en los meses de enero,

febrero y marzo, esto ocasiona colapso en los

desagües pluviales y de aguas negras, que

inundan calles, avenidas, etc. La

falta de capacidad de los concretos enpavimentos para filtrar esta agua de lluvia hace

que el problema se mantenga por un tiempo

prolongado; utilizando un concreto permeable se

podría cerner estas aguas para prevenir las

inundaciones.

c) Permeabilidad:

Es la capacidad que tiene un material de

permitirle a un flujo que lo atraviese sin alterar su

estructura interna. Esta propiedad es de vital

importancia en este tipo de concreto ya que

permite la filtración de aguas pluviales ayudando

así a la recarga de acuíferos disminuyendo la

inundación en pavimentos.

La percolación del concreto permeable está

directamente relacionada con el contenido de

vacíos (%), la condición para que sea permeable

es que su porcentaje de vacíos debe ser mayor a

15%

Figura1.1-porcentaje de vacíos Vs

permeabilidad

Para determinar el coeficiente permeabilidad, serealiza el ensayo recomendado en el reporte

(ACI.522R-06, 2006) Usaremos permeámetro de

carga variable, donde se ensaya probetas de 10 cm

de diámetro por 15 cm de alto.

Llenar agua hasta cubrir los 280mm; abrir la válvula

y controlar el tiempo hasta que el agua descienda

hasta los 70mm; aplicar formula.

Figura1.2-Permeometro




3

RESULTADOSa) Resistencia a la compresión vs

porcentaje de vacíos

Grafico 1

b) Filtración vs porcentaje de vacíos

Grafica 2

De los gráfico s 1 y 2 se halló la relación en treresistencia y p orcentaje de vacíos obteni endoqu e par a un di seño c on 15% habrá un a

resis tenc ia de 211 kg/cm 2; para un 20% habráuna resistenc ia de 141 y para 25% hay unaresistencia de 84 kg/cm2

c) Rangos aceptables para el porcentaje de

vacíos de acuerdo a la tasa máxima de

precipitación de Huancayo.

211

141

84

15% 20% 25%

0

50

100

150

200

250

Porcentaje de vacíos

R E S I S T E N C I A A L A C O M P R E S I Ó N

k g f / c m 2 )

0.080.21

1.91

15% 20% 25%

0

0.5

1

1.5

2

2.5

porcentaje de vacíos

F i l t r a c i ó n c m / s e g

Filtración (cm/seg)




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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Con base en la investigación realizada para laelaboración de éste informe se obtuvieron lassiguientes conclusiones:

Para una resistencia de 210kgcm2 parapavimentos se puede diseñar con unrango de (15% - 16.1%) %de vacíos, conuna relación de a/c =0.5

El rango obtenido dé % vacíos satisfacelos parámetro de coeficientes depermeabilidad indicada en la norma ACI522,3R como también la tasa deprecipitación más crítica en Huancayo.

Es viable utilizar un concreto permeableen la ciudad de Huancayo en obras como

pavimentos para trafico ligero en el rangode vacíos ( 15% -16.1% )

Se recomienda usar concreto permeablecon 15% de vacíos para trafico normal, yaque la resistencia llega a 211Kgf/cm

2

Se debe tener especial cuidado almomento de su implementación, ya quesu metodología es ligeramente distinta alconcreto tradicional.

Se recomienda hacer un análisis con unarelación a/c distinta a 0.5 para alcanzarresistencia 210Kgf/cm

2para pavimentos.

REFERENCIAS

• ACCI 522R-06. (2006). PerviousConcrete. American Concrete Institute.• ACI 211-3R. (1997). Diseño yProporcionamiento de Mezcla. AmericanConcrete Institute.• ASOCEM. (2013). investigación enconcreto poroso. Arequipa.• Gamboa, T. G. (2010). Diseño de

mezclas para concreto permeable parapavimentos urbanos. sonora.• Aire, C. (2011). Hacia una construcciónsustentable. Construcción y tecnología enconcreto.

• Vélez, L. M. (2010). Permeabilidad yPorosidad en Concreto.• Senamhi. (08 de setiembre de 2013).condiciones del tiempo actual. Recuperado el 11de febrero de 2014, dehttp://www.senamhi.gob.pe/main_mapa.php?t=dHi• Ravindrarajah, S., & Yucari, A. (2010).

Environmetally friendly pervious concrete forsustainable construction. CI-Premier PTE, 1-9.• Aoki, Y. (2009). Development of PerviousConcrete. Sydney. Australia.

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