El Instituto de Tecnología Cerámica (ITC) se está posicionando como un referente en el desarrollo de soluciones innovadoras, en lo que se refiere a aplicaciones cerámicas para arquitectura y construcción, un sector donde lleva décadas impulsando la innovación y la investigación. Su compromiso con el bienestar de las personas y la sostenibilidad promueve el desarrollo de materiales y sistemas constructivos orientados a aumentar la resiliencia urbana frente a los efectos negativos del cambio climático, por ejemplo, también el diseño y desarrollo de sistemas que procuren mejoras sustanciales en la eficiencia energética de los edificios o profundizando en la construcción industrializada. El ITC apuesta por una construcción sostenible alineada con los Objetivos de Desarrollo Sostenible, enmarcados en el proyecto #ITCReto2030, reafirmando su liderazgo en la transformación del sector.

Entre las principales líneas estratégicas de I+D+i del centro, destaca la línea dedicada a la construcción resiliente y sostenible, en la que se lleva a cabo investigación en el campo de los sistemas urbanos de drenaje sostenible (SUDS), con especial atención a la pavimentación urbana permeable. 

Sistemas urbanos de drenaje sostenible

En las últimas décadas, las ciudades han experimentado un crecimiento y una transformación significativos, lo que ha provocado una progresiva impermeabilización del suelo. Este fenómeno está alterando considerablemente el ciclo hidrológico, aumentando los volúmenes de escorrentía, elevando los caudales punta y reduciendo los tiempos de respuesta, lo que puede comprometer el correcto funcionamiento de los sistemas de drenaje y saneamiento en nuestras ciudades.

Además, fenómenos relacionados con el cambio climático, como lluvias torrenciales y periodos prolongados de sequía, agravan esta problemática, evidenciando la necesidad de soluciones innovadoras y sostenibles para la gestión del agua de lluvia en entornos urbanos. 

En este contexto, los SUDS son un conjunto de enfoques innovadores para gestionar el agua de lluvia de manera sostenible, reproduciendo, de la manera más fiel posible, el ciclo hidrológico natural previo a la urbanización, minimizando los impactos del desarrollo urbanístico en cuanto a la cantidad y la calidad de la escorrentía, así como maximizando la integración paisajística y el valor social y ambiental de las actuaciones realizadas para el ciudadano y los ecosistemas urbanos.

Existen múltiples tipologías de estos sistemas, todos ellos catalogados como soluciones basadas en la naturaleza (NBS), entre las que se encuentran las cubiertas vegetadas, las zanjas filtrantes, las cunetas verdes, los depósitos de detención o los pavimentos permeables, entre otras. 

Tipos de pavimentos permeables

Los pavimentos permeables están considerados como una herramienta eficaz para la gestión de las escorrentías urbanas en origen, facilitando la infiltración del agua de lluvia, al mismo tiempo que proporcionan un soporte adecuado para el tráfico de peatones y vehículos. Existen diversas tipologías de pavimentación permeable que pueden agruparse en dos grandes grupos, los pavimentos continuos y discontinuos. 

Los pavimentos permeables continuos se caracterizan por permitir el drenaje del agua gracias al empleo de materiales porosos, como hormigones o asfaltos. En el caso de los pavimentos permeables discontinuos, el drenaje se puede obtener principalmente mediante el empleo de materiales porosos o bien a través de las juntas entre adoquines o bloques. Entre los materiales existentes en el mercado, destacan los adoquines de hormigón, pudiéndose encontrar en menor medida otros materiales pétreos, de caucho o cerámicos. 

Pavimentos permeables cerámicos 

En el ámbito de los pavimentos permeables discontinuos, los materiales cerámicos, dadas sus óptimas características técnicas y su durabilidad para su uso en espacios exteriores, representan una alternativa con gran potencial. Desde el ITC, se están llevando a cabo proyectos de investigación e innovación en este ámbito, con el objetivo de explorar nuevos enfoques para el desarrollo de pavimentos permeables cerámicos.

Entre las estrategias que se están estudiando para el desarrollo de pavimentos permeables cerámicos se pueden destacar: 

• Formulación de composiciones que permitan obtener materiales porosos. 
• Diseño piezas con perforaciones específicas obtenidas durante el proceso de conformado. 
• Diseño de pavimentos permeables a través de las juntas. 

Dentro de esta última estrategia, se han llevado a cabo diversas experiencias, las cuales se detallan a continuación:

En el marco del proyecto ECOSICER, se ha propuesto un pavimento permeable a partir de la integración de hormigón y tiesto cerámico reciclado. El diseño de este tipo de pavimentos permite disponer de unas juntas de colocación entre piezas que proporcionan la capacidad drenante al sistema. Este proyecto ha contado con la colaboración con el grupo de investigación TECASOS, de la Universitat Jaume I.

Por otra parte, en el marco de distintos proyectos de investigación, se ha impulsado el diseño y desarrollo de pavimentos cerámicos multijuntas. Estos pavimentos, obtenidos mediante el ensamblaje de diferentes piezas de canto, se caracterizan por ofrecer múltiples juntas, que actúan como canales de drenaje, otorgando al pavimento una elevada capacidad drenante. Para el desarrollo de estos proyectos, se ha contado con la colaboración de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), a través del Instituto Universitario de Investigación de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente (IIAMA), así como con el apoyo de la Cátedra Cerámica de Valencia (CCV).

El primero de ellos es el proyecto LIFECERSUDS, en el que se desarrolló un pavimento permeable utilizando material cerámico en stock, con una limitada salida comercial. El diseño del pavimento se basa en el ensamblado manual de piezas, previamente cortadas en cintas, mediante el empleo de un adhesivo cementoso para formar un módulo permeable. Para su validación, como parte de un SUDS, se construyó un demostrador de unos 3.000 m2 en Benicàssim (Castellón). La monitorización del demostrador confirmó el óptimo comportamiento del sistema en la gestión del agua de lluvia, tanto en términos de cantidad como de calidad del agua infiltrada.

El segundo de los proyectos es DRAINKER, desarrollado a partir de la experiencia adquirida en el proyecto anterior. En este caso, el objetivo fue crear un pavimento permeable compuesto por piezas cerámicas diseñadas específicamente para este propósito. Estas piezas incorporan relieves en sus caras frontal y posterior, lo que asegura la separación adecuada entre ellas y facilita su ensamblaje automatizado mediante un adhesivo respetuoso con el medio ambiente. La unión de cuatro piezas de gres de pasta roja da lugar a un módulo cerámico con una elevada capacidad drenante. 

Para validar este innovador sistema, se construyó un pequeño demostrador en el campus de la Universitat Jaume I de Castellón, con el objetivo de evaluar su rendimiento en áreas peatonales con tránsito ocasional de vehículos ligeros. La instalación del pavimento se llevó a cabo sobre una serie de subcapas drenantes, colocando los módulos en seco sobre una capa de áridos de nivelación, separada mediante un geotextil de una subbase de gravas drenantes. 

Por último, en el proyecto CERS-UP, se han formulado composiciones cerámicas de bajo impacto ambiental con diferentes tonalidades, para su aplicación en la fabricación de pavimentos permeables que permitan reducir la temperatura superficial, contribuyendo así a mitigar el efecto isla de calor en entornos urbanos. 

Conclusiones 

Los materiales cerámicos, tal y como hemos visto en los ejemplos anteriores, ofrecen una amplia gama de posibilidades para el desarrollo de pavimentos permeables. Su versatilidad y excelentes prestaciones permiten crear soluciones innovadoras para optimizar la gestión del agua de lluvia, contribuyendo al mismo tiempo a la mejora del entorno urbano y favoreciendo la creación de ciudades más resilientes y respetuosas con el medio ambiente.

Este artículo aparece publicado en el nº 599 de CIC, págs. 18 a 20.