La mayoría de la gente considera que el hormigón es impermeable, después de todo, se utiliza para hacer piscinas y fregaderos de cocina. Y la mayor parte del hormigón es, de hecho, casi impermeable. Pero un nuevo tipo de hormigón que permite que el agua fluya prácticamente sin obstáculos está ganando popularidad. El hormigón permeable se está utilizando sobre todo en la construcción de aparcamientos, pero también en aceras, carriles bici, parques infantiles y en el control de la erosión. Sin embargo, el pavimento de hormigón permeable no es adecuado para las áreas sujetas a grandes volúmenes de tráfico o velocidades.

La mezcla lo es todo

El hormigón permeable es un material bastante simple – típicamente grava, cemento portland y agua (con mucho cemento, poco agua y sin agregado fino). Una yarda cúbica típica de hormigón permeable tendría 2650 libras de grava #89, 600 libras de cemento portland, y una relación agua-cemento de aproximadamente 0,30. Esta mezcla proporcionará una resistencia a la compresión de alrededor de 2500 psi y una proporción de vacío efectiva del 20%. Esto permitirá que el agua drene dentro de la capa base a una velocidad de 2 a 18 galones por minuto por pie cuadrado (de 275 a 400 pulgadas de lluvia por hora), mucho más de lo que es probable que se experimente.

En una obra, sin embargo, las cosas rara vez son tan simples. Se utilizan varios aditivos en función de los áridos y las condiciones ambientales. «Usamos agentes que arrastran el aire, reductores de agua, algunos retardadores y, a veces, un modificador de la viscosidad», dice Dale Fisher, de PCI Systems, Alpharetta, Georgia, un contratista especializado en pavimentos de hormigón permeable. «El diseño de la mezcla lo es todo. A menudo tenemos que ajustarlo un poco sobre el terreno. Especificamos el hormigón por peso unitario, lo que nos indica la estructura de huecos. Utilizamos entre un 15% y un 20% de huecos para los aparcamientos. Pero en una parada de autobús reciente, con cargas más pesadas, pasamos a un peso unitario más alto y a un 12% de huecos para conseguir una mayor resistencia». Utilizar una pequeña cantidad de finos es una forma habitual de aumentar la resistencia a la compresión, pero al hacerlo se reduce el índice de drenaje. A menudo los finos son cenizas volantes o cemento de escoria. «Hacemos pruebas de peso unitario porque nos dicen qué pasa con la mezcla», dice Fisher. «Si es pesada, puede significar más finos, así que cambiamos la mezcla para mantenerla un poco más seca. Si es ligera, entonces podemos verterla ligeramente más húmeda».

El hormigón impermeable se produce normalmente en una planta de premezclado y se entrega con camiones mezcladores, pero no es bombeable. Ohio Concrete, publicado por la Asociación de Hormigón Premezclado de Ohio, patrocinó recientemente un trabajo de demostración de pavimento permeable que fue instalado por Ball Brothers Foundations, Monroe, Ohio. Moraine Materials proporcionó el hormigón. Ohio Concrete informa de que «para la dosificación de una carga máxima de 8 yardas cúbicas, añadieron aditivos aireadores por adelantado con la mitad del agua, luego el agregado grueso, luego el cemento y luego el resto del agua». Esto produjo una mezcla exitosa.

Un pavimento permeable, sin embargo, no es sólo el pavimento, sino un sistema de suelo, subbase y pavimento (ver barra lateral). Cada parte del sistema es esencial para el éxito.

Diseño y construcción

Una especificación de muestra está disponible en el sitio web de Charger Enterprises, un contratista de hormigón en Seminole, Florida. (www.chargerconcrete.com). Los pavimentos permeables se han utilizado en Florida durante muchos años, y Charger ha adquirido mucha experiencia. Señaló que una primera consideración importante es el suelo que se encuentra debajo de la subbase: algunos pueden ser inadecuados, ya que el suelo debe ser capaz de soportar la subbase, el pavimento y las cargas que se aplicarán. Consiga que un ingeniero geotécnico evalúe el suelo.

La primera capa contra el suelo suele ser una tela geotextil no tejida (que drene fácilmente). Esta capa se cubre con una subbase construida con un mínimo de 15 centímetros de piedra del nº 57, bien compactada para que «no sea bacheada por un camión de premezclado completamente cargado», según el sitio web de Charger.

El grosor del pavimento variará en función de su carga de diseño y de la cantidad de agua que se espera que almacenen el pavimento y la subbase, pero 15 centímetros es el grosor típico de un aparcamiento. El contratista coloca los rieles de la regla o los encofrados laterales, a menudo calzándolos durante el arranque ½ a ¾ de pulgada más alto que la elevación final de la superficie para permitir la compactación posterior con rodillos.

Durante un reciente proyecto de PCI de construcción de un aparcamiento de Safeway en Denver (véase el recuadro), un trabajador dirigió el vertedero y empujó el hormigón de asentamiento casi nulo con la mano. Otros movían el hormigón a su posición con los pasadores. Cuando llegaba un nuevo camión, los trabajadores rociaban con agua la junta fría de 15 minutos. Una vez que el hormigón estaba en su sitio y se había repasado, se compactaba la superficie y se le daba un acabado con una regla de celosía seguida de un rodillo de tubo de acero accionado a mano que se rociaba regularmente con aceite desencofrante para evitar que se pegara. Por último, los trabajadores trazaron líneas de tiza y cortaron juntas de contracción a una distancia estándar utilizando un rodillo con una aleta de 1½ pulgadas. A continuación, los bordes se mecanizaron y se completó el fratasado final.

La vibración no es eficaz para el hormigón permeable. Cuando la vibración entra en contacto con el hormigón normal, éste se «funde» o se hunde en una masa consolidada causada tanto por el empuje como por el tirón de la energía de la vibración», dice David Mitchell de Bunyan. «En el perv, la energía suministrada por la vibración sólo tiene empuje y construye una masa que se desmorona en lugar de consolidarla. Una regla de rodillos* utiliza el cizallamiento aplicado a la superficie desde la cara de un tubo giratorio. Esto comprime el material, consolidándolo a medida que avanza sobre la superficie. El tubo giratorio se desplaza fácilmente en ambas direcciones, lo que permite a los operarios sembrar más material en la superficie y golpearlo de nuevo».

* Fisher utiliza un Bunyan Striker.

El perfil de la superficie no es crítico con el hormigón permeable -no va a conseguir ningún baño para pájaros- y una especificación típica exigirá una desviación máxima de 3/8 pulgadas en 10 pies. «La planicidad es más importante para la parte inferior de la subbase que para el pavimento», señala Fisher. «Cuanto más plano sea el terreno, más agua retendrán el pavimento y la subbase. Incluso una pendiente del 2% permitiría que el agua saliera con bastante rapidez y anularía parte del objetivo». En los lugares con pendiente, la superficie del suelo a veces se aterriza para ayudar al sistema a retener el agua. En un reciente proyecto de aparcamiento en Atlanta para la biblioteca de la ciudad, PCI instaló un «estanque» de 4.000 pies cúbicos dentro de la subbase (un sistema de tubos de PVC ranurados y sólidos). El agua almacenada en este sistema se utilizará para el riego de los jardines de la biblioteca.

Debido a la muy baja relación agua-cemento y a la matriz abierta que permite el movimiento del aire a través de la matriz de hormigón, el hormigón permeable puede secarse muy rápidamente. Por lo tanto, el curado es fundamental. «He visto hormigón permeable mal curado que se podía desenterrar con las manos», dice Fisher. Un curado inadecuado puede ser la causa más común de los fallos del hormigón permeable. Charger recomienda que el curado comience en los 20 minutos siguientes a la colocación del hormigón. Sin embargo, el curado húmedo estándar, como el de los aspersores, no es una opción, ya que cualquier exceso de agua se escurriría, arrastrando la pasta hasta el fondo del pavimento y destruyendo la permeabilidad. Por lo tanto, el pavimento se cubre simplemente con una lámina de polietileno de 6 milímetros que se sella herméticamente, a veces precedida de una ligera nebulización en condiciones secas.

Durabilidad en servicio

Ha habido instalaciones permeables que no funcionaron como se esperaba debido a la falta de experiencia en el diseño, los materiales o la construcción. Si hay demasiados finos y demasiada agua, la pasta puede asentarse y formar una capa impermeable en el fondo del pavimento. Si la mezcla está demasiado seca, puede ser impracticable. Si el contratista da un acabado excesivo a la superficie, puede formarse una capa impermeable. Si el curado no se hace correctamente, el hormigón no ganará resistencia. Pero todos estos problemas se superan fácilmente con la experiencia.

Las objeciones que se suelen plantear sobre el hormigón permeable en servicio son que será destruido por la acción de congelación/descongelación o que se obstruirá con la suciedad. La National Ready Mixed Concrete Association (www.nrmca.org) ha elaborado un excelente folleto sobre el permeable que responde a estas acusaciones. La conclusión sobre la congelación/descongelación es que ha habido muchos pavimentos permeables colocados con éxito en climas fríos. La NRMCA afirma que estos pavimentos «tienen dos características de diseño comunes: la pasta de cemento está retenida por el aire y el hormigón permeable se coloca sobre 6 a 12 pulgadas de base de agregado drenable».

El taponamiento tampoco es realmente un problema, siempre y cuando el suelo no se erosione en la superficie del pavimento. «El taponamiento no debería ser un problema con un buen pavimento permeable», dice Fisher. «Se puede lavar y aspirar si es necesario, y eso restablecerá el 90% del drenaje original. Si no drena, es más probable que se trate de un mal pavimento que de un tapón».

El pavimento de hormigón permeable está de camino a un aparcamiento cerca de usted. «No hay demasiados buenos contratistas de hormigón permeable en este momento», dice Fisher, «simplemente porque no tienen la experiencia. Llegará a medida que se coloquen más». La NRMCA está creando una certificación de artesano para el permeable que debería ayudar mucho».

Para información sobre PCI Systems, vaya a www.pervious.com: para información sobre Bunyan, vaya a www.bunyanusa.com.

Ventajas del hormigón permeable

• Retiene las aguas pluviales de modo que no se necesitan estanques de retención para los aparcamientos.
• Permite que las aguas pluviales se infiltren en el suelo para reponer los acuíferos subterráneos.
• Mantiene las superficies del pavimento secas incluso en situaciones de humedad como los invernaderos.
• Permite que los aparcamientos estén libres de hielo en las zonas de congelación/descongelación ya que la nieve derretida drena inmediatamente por la superficie.
• Permite que el agua y el aire lleguen a las raíces de los árboles dentro de una zona de aparcamiento.
• Las bacterias aeróbicas que se desarrollan dentro de la matriz del pavimento pueden descomponer el aceite y eliminar otros contaminantes del agua que se desprende de la superficie.
• La reflectividad de la luz, mayor que en las superficies de asfalto, reduce el efecto de isla de calor y ahorra costes de iluminación.
• Permite que un proyecto reclame puntos LEED.
• Puede recoger y retener el agua para utilizarla en el riego.

Aparcamiento permeable

En diciembre de 2004, PCI Systems instaló un aparcamiento de hormigón permeable de referencia en una tienda Safeway de Denver. «El aparcamiento era un reemplazo, y se utilizó el hormigón permeable a instancias de la ciudad para compensar la necesidad de un sistema de retención de aguas pluviales», dijo el experto en hormigón permeable de la NRMCA, Dan Huffman. Con el tiempo frío, el curado se hizo con mantas aislantes. Este lote será la prueba definitiva de la durabilidad de la congelación/descongelación, ya que, con los días soleados y las noches frías de Denver, se someterá a frecuentes ciclos en condiciones de humedad. Una de las primeras pruebas importantes de este pavimento fue una tormenta de nieve a finales de abril. A la tarde siguiente, las ventajas del hormigón permeable eran evidentes.

Diseño del pavimento permeable

• La pendiente del suelo no debe superar el 5%.
• No utilizar en zonas de posible contaminación (por ejemplo, gasolineras).
• La capa freática debe estar a un mínimo de 3 pies por debajo de la base.
• El lecho de roca debe estar a un mínimo de 2 pies por debajo de la base.

Suelo

• El suelo debe estar sin compactar y nivelado.
• La permeabilidad del suelo subyacente debe ser probada y encontrada aceptable.
• No debe haber material orgánico que pueda degradarse y permitir el asentamiento.
• Las arcillas expansivas no son adecuadas.
• Con suelos poco permeables, el sistema puede diseñarse para retener toda el agua de lluvia.
• Con suelos muy arenosos, el hormigón permeable puede colocarse directamente sobre la arena.

Tela geotextil

• El subsuelo y los lados de la excavación deben estar cubiertos por una tela geotextil no tejida; el Manual de Gestión de Aguas Pluviales de Pensilvania enumera Mirafi 140N, Amoco 4547 y Geotex 451 como tipos aceptables.

Subbase de áridos

• La profundidad de la subbase depende del volumen de escorrentía que se requiera retener.
• Asegure un espacio vacío del 40%.
• Se sugiere piedra de 6 a 12 pulgadas de piedra #57.

Hormigón impermeable

• Mezcla con piedra lavada del nº 89, 600 libras de cemento portland por yarda cúbica, una proporción de 0,30 w/c, pero sin arena.
• Típicamente tiene de 20% a 25% de huecos.
• Construido para permitir una tasa de infiltración de agua de 20 pulgadas por hora.
• Tiene una profundidad de 15 centímetros o más.
• Se golpea con una regla vibratoria y se hace rodar con un rodillo de tubo de acero, o se golpea y compacta toscamente con una regla de rodillo.
• Se cubre con plástico y se cura durante un mínimo de siete días.