Elaboración de un diseño óptimo de pavimento drenante de concreto y la utilización del software SWMM 5.1 para evaluar la efectividad en la reducción de la escorrentía superficial

Abstract

Las inundaciones a menudo son desafíos que enfrentan las ciudades que no cuentan con un sistema de drenaje. La utilización del pavimento drenante de concreto es una solución sostenible para la gestión de aguas pluviales, reduciendo en gran medida tanto la escorrentía superficial como el aumentando de la infiltración, y para comprobar la efectividad de lo antes mencionado, se utiliza el software SWMM 5.1. Este software también es útil para aminorar tiempo y dinero en la realización de pruebas hidráulicas, ya que habitualmente se efectúan con prototipos de pavimentos a escala industrial.

La presente investigación, propone la utilización del pavimento drenante de concreto de infiltración parcial; realizando cinco diseños de mezcla en base al ACI 522R-10 [1]. Los resultados indicaron que, de los 5 diseños de mezclas empleados, el diseño óptimo obtuvo f’c de 297.8 kg/cm2, Mr de 41.0 kg/cm2 y 0.82 cm/s de permeabilidad. Mientras que en la simulación con el software SWMM 5.1, se muestra una efectividad de la reducción de la escorrentía total y aumento de la infiltración en 73-80% y 53-70% respectivamente. Nuestros hallazgos demuestran que tanto el tipo (sistema de infiltración parcial) como el mantenimiento de pavimentos drenantes de concreto tienen efectos significativos en su desempeño en la mitigación de escorrentía superficial.

Floods are often challenges facing cities that do not have a drainage system. The use of concrete drainage pavement is a sustainable solution for stormwater management, greatly reducing both surface runoff and increasing infiltration, and to verify the effectiveness of the aforementioned, SWMM 5.1 software is used. This software is also useful to reduce time and money in the performance of hydraulic tests, since they are usually carried out with industrial scale pavement prototypes.

The present investigation proposes the use of concrete drainage pavement with partial infiltration; making five mix designs based on ACI 522R-10 [1]. The results indicated that, of the 5 mix designs used, the optimal design obtained f’c of 297.8 kg / cm2, Mr of 41.0 kg / cm2 and 0.82 cm / s of permeability. While in the simulation with SWMM 5.1 software, an effectiveness of the reduction of total runoff and increase of infiltration in 73-80% and 53-70% respectively is shown. Our findings demonstrate that both the type (partial infiltration system) and the maintenance of concrete draining pavements have significant effects on their performance in mitigating surface runoff.