Caracterización del comportamiento frente al fuego de tres tipos de suelos provenientes de las parroquias Pano, Muyuna y Puerto Napo de la provincia de Napo utilizados en obras civiles
Date
2026-01-16
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
The present research addressed the problem of the thermal susceptibility of soils used in civil
works within the Amazon Region, specifically in the Pano, Muyuna, and Puerto Napo parishes
of Napo province, facing the growing threat of forest fires. The main objective was to quantify
the alteration of the material's physico-mechanical properties and bearing capacity when
subjected to a controlled temperature of 750ºC. To achieve this, a comparative experimental
methodology was implemented, structured around standardized laboratory tests, including grain
size analysis, Atterberg limits, permeability, Modified Proctor (Type B), and the California
Bearing Ratio (CBR). All geotechnical procedures were rigorously executed following
international ASTM and AASHTO standards, in addition to national NTE INEN standards,
which guaranteed the traceability, precision, and replicability of the results by contrasting the
soil in its natural state versus the post-thermal treatment state.
The results demonstrated an irreversible and significant alteration in the material's
properties. A systematic reduction in the structural capacity was verified, with the Pano sample
experiencing the greatest loss of support, showing a decrease in CBR of 32.86%, confirming
that heat exposure negatively affects its subgrade classification. This loss correlated with a
critical reduction in cohesion and plasticity, being more pronounced in Puerto Napo with a
decrease in the Plasticity Index of 62.78%. In contrast, thermal stress generated beneficial
secondary effects on the hydraulic properties, recording an increase in the permeability
coefficient (k) in all three samples, showing increases of up to 96.44% in the Muyuna parish
sample, attributed to the combustion of organic matter and micro-fissuring of the matrix. The
synthesis of the findings concluded that fire exposure compromises the soil's structural stability,
transforming it into a more fragile material, but one with better drainage capacity, which is
fundamental for risk management in the region's engineering.
Description
La presente investigación abordó la problemática de la susceptibilidad térmica de los suelos
utilizados en obras civiles dentro de la Región Amazónica, específicamente en las parroquias
Pano, Muyuna y Puerto Napo de la provincia de Napo, ante la creciente amenaza de incendios
forestales. El objetivo central fue cuantificar la alteración de las propiedades físico-mecánicas
y la capacidad portante del material al someterlo a una temperatura controlada de 750ºC. Para
lograr esto, se implementó una metodología experimental comparativa estructurada en ensayos
estandarizados de laboratorio, incluyendo granulometría, límites de Atterberg, permeabilidad,
Proctor Modificado tipo B e Índice de Soporte de California (CBR). Todos los procedimientos
geotécnicos se ejecutaron siguiendo rigurosamente las normativas internacionales ASTM y
AASHTO, además de las normativas nacionales NTE INEN, lo cual garantizó la trazabilidad,
precisión y replicabilidad de los resultados al contrastar el suelo en su estado natural frente al
estado post-tratamiento térmico.
Los resultados demostraron una alteración irreversible y significativa en las propiedades del
material. Se verificó una reducción sistemática de la capacidad estructural, siendo la muestra
de Pano la que experimentó la mayor pérdida de soporte, con una disminución del CBR de
32.86%, confirmando que la exposición al calor afecta negativamente su clasificación como
subrasante. Esta pérdida se correlacionó con una reducción crítica en la cohesión y plasticidad,
siendo más pronunciada en Puerto Napo con una disminución del IP del 62.78%. En contraste,
el estrés térmico generó efectos secundarios beneficiosos en las propiedades hidráulicas,
registrándose un aumento del coeficiente de permeabilidad (k) en las tres muestras mostrando
incrementos de hasta el 96.44% en la muestra de la parroquia Muyuna, atribuido a la
combustión de la materia orgánica y la microfisuración de la matriz. La síntesis de los hallazgos
concluyó que la exposición al fuego compromete la estabilidad estructural del suelo,
transformándolo en un material más frágil, pero con mejor capacidad de drenaje, lo cual es
fundamental para la gestión de riesgos en la ingeniería de la región.
Keywords
SUELOS AMAZÓNICOS, INCENDIOS FORESTALES, COHESIÓN DEL SUELO
Citation
Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica-Carrera de Ingeniería Civil