Machu Picchu – Ejemplo de Ingeniería Agrícola

La real proeza de ingeniería en Machu Picchu no es de Hiram Bingham o de Kenneth Wright sino de los mismos Incas.

Nos acercamos a los 200 años de vida Republicana, creemos que debemos desarrollar acciones que permitan reconocer el gran conocimiento ancestral que desarrollaron nuestros antepasados para la solución de sus problemas y que son la base de nuestro emprendimiento actual.

Nos preocupamos de celebrar el “descubrimiento” de Machu Picchu por Hiram Bingham, a pesar que sabemos que él no fue quien hizo tal hallazgo, pues lo llevó hacia esta hermosa ciudad guías locales, que sabía de su existencia tiempo atrás.

No nos preocupamos en difundir quien fue el artífice de esta extraordinaria obra, y que se sepa de la clase de personas, de ingenieros que pudieron construir obras que vayan más allá del tiempo y que trasciendan a la humanidad misma. El Inca Pachacutec al lado de una élite de ingenieros pudo hacer posible la construcción de Machu Picchu, venciendo las más duras condiciones de clima y topografía.

Podemos identificar como el gran planificador y constructor al Inca Pachacutec, y plantear, sin dudarlo, que se le considere a Machu Picchu como maravilla de la Ingeniería Agrícola y a Pachacutec el Primer Ingeniero Agrícola.

Cuando ellos construyeron Machu Picchu, los Incas habían acumulado un gran conocimiento práctico de hidrología, drenaje, cimentación entre otras ciencias.

En 1450 los Incas llegaron a 2,440 m en lo más alto de la montaña con una meta en la mente: construir un lugar sagrado para el Inca Pachacutec. “Tuvieron un sitio perfecto”, dice Wright, pero su conformidad debía haber sido dada por un experto ingeniero. Las cuestas eran empinadas:

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  • ¿Cómo podrían construir previendo los deslizamientos probables en un clima lluvioso?
  •  ¿Cómo tendrían acceso al agua? y
  • ¿De dónde vendría el agua?

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La investigación de Wright reveló que el Inca debió planificar la ciudad cuidadosamente antes de construirla. Primero, los ingenieros Incas tenían que determinar el sitio exacto y como satisfacer las necesidades de la población anticipadamente. El equipo de Wright encontró que la fuente, sobre una empinada montaña al norte de Machu Picchu, era alimentada por el drenaje de un área tributaria de 16.3 hectáreas desde un dique.

Las terrazas agrícolas de Machu Picchu juegan un papel importante estabilizando las cuestas y controlando la erosión. Una cantera, al derecho superior, surtía el granito para la construcción.

Después de dirigir una evaluación de la afluencia y desagüe, el equipo concluyó que el manantial se desarrolla sobre el desagüe de un dique receptor hidrogeológico mucho más grande.

Los Incas mejoraron el rendimiento de la fuente construyendo un sistema colector ubicado en la ladera. El sistema consistía en una pared de piedra de aproximadamente 14.6 m de largo y 1.4 m alto.  El agua del manantial se filtra a través de la pared de una zanja de piedra rectangular aproximadamente 0.8 m de ancho. El agua del manantial secundario entra en el canal aproximadamente 80 m al oeste del manantial primario. Los Incas también construyeron una ancha terraza ancha para permitir el acceso fácil y operar el manantial trabajando. El estado de la fuente sorprendió a Wright. “Los mecanismos de la fuente están intactos y todavía trabajaban”, a pesar de todos estos siglos de abandono.

Antes de que la ciudad pudiera construirse, los ingenieros Incas tenían que planear cómo llevar el agua del manantial hacia una altura de 2,458 m.  Decidieron construir un canal de 749 m de largo con una inclinación de 3 por ciento. Dentro de las paredes de la ciudad, el agua se haría accesible a través de una serie de 16 surtidores, el primero de los cuales era reservado para el Inca. El diseño de este canal dice a Wright, determinó el lugar de residencia y el trazado de la ciudad de Machu Picchu.

Los Incas construyeron el canal de agua con una pendiente relativamente constante, dependiendo de la fuerza de gravedad para llevar el agua desde la fuente al centro de la ciudad. Ellos usaron piedras cortadas para construir el canal que normalmente alcanza de 10 a 16 cm de profundidad y de 10 a 12 centímetro de ancho. El equipo de Wright concluyó por el diseño, la capacidad del canal fue de aproximadamente 300 l/min, o más de dos veces el típico 25 a 150 l/min producidos por las fuentes primarias y secundarias.

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El canal desciende por la montaña, entra a los muros (paredes) de la ciudad, pasa a través del sector agrícola, cruza los muros del sector urbano, dónde alimenta a una serie surtidores conocidos como “escalera de surtidores”. Los surtidores son accesibles y parcialmente encerrados por paredes de aproximadamente 1.2 m alto, excepto el surtidor más bajo, que es un surtidor privado para el Templo del Cóndor y sus paredes son más altas. A la cabeza de cada surtidor un conducto de piedra cortada lleva el agua a un surtidor rectangular, el cual fue moldeado para un chorro de agua que llena una jarra típica de arcilla Inca llamada ARYBALO.

El agua se acumula en el dique de piedra cortada en el suelo de la fuente, luego entra en un drenaje que lleva el agua para el siguiente surtidor.  Wright y su equipo estudiaron los surtidores en detalle, hicieron pruebas de flujo de conducción hidráulica, mediciones de los canales y de las tomas. Concluyeron que los Incas diseñaron los surtidores para operar óptimamente con un flujo de aproximadamente 25 l/min, pero los surtidores operarían con flujos como mínimo de 10 l/min y un máximo de 100 l/min. El equipo encontró los puntos de control de agua en dos lugares a lo largo del canal dónde el exceso de agua era llevada a las terrazas de agricultura o al dren principal de Machu Picchu antes de llegar a los surtidores.

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Los estudios de la hidrología de Machu Picchu y de ingeniería hidráulica de Wright le permitieron concluir que los Incas entendieron la importancia de beber agua pura.

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El sistema de drenaje generalmente era dirigido a la agricultura y el torrente de agua urbano lejos del canal de Suministro de agua. Wright también noto que el Inca aparentemente no usó los surtidores para baños. Por ejemplo, el emperador tuvo un cuarto de baño con un drenaje separado, por lo que el agua del baño no regresaba al suministro de agua.

En 1998 el equipo de Wright descubrió una serie de surtidores desconocidos en la parte este de la montaña, ladera debajo de Machu Picchu. Estos surtidores recogían el agua no del canal pero si del drenaje no siendo necesario trabajos adicionales para piletas, Wright sostiene que el Inca debió haber identificado el flujo de agua subterránea y concentrar su flujo para usarla en los surtidores. Adyacentes a algunos surtidores, un importante sendero que también el equipo de Wright descubrió, conectaba a Machu Picchu con el Río de Urubamba en la parte baja del valle. Después de limpiar la maleza del bosque denso, el equipo restauró el flujo de agua con una serie de surtidores secundarios, probablemente por primera vez en 450 años.

¿Cómo los Incas tuvieron éxito en planear el suministro de agua? Los observadores han adelantado varias teorías para explicar por qué fue abandonado Machu Picchu; algunos sugirieron que la escasez de agua los obligo a irse. Wright dice que su investigación desecha esta teoría.

Un análisis hidrológico mostró que el terreno de la fuente principal dependía de las lluvias.

Para determinar los niveles de lluvia durante el tiempo que los Incas ocuparon Macchu Picchu desde 1450 a 1540. Wright analizó los hielos de un glaciar a 250 km al sudeste. El análisis sugería que Machu Picchu recibía casi 2,000 mm de lluvia anualmente y en la década final de ocupación la lluvia se incrementó.

Wright determinó que un flujo de 10 l/min de los surtidores durante los meses secos debió haber sido suficientes para satisfacer las necesidades de la población estimada entre 300 a 1,000 cuando el emperador estaba en la residencia. En el invierno de un año seco, Wright dijo, los Incas pudieron haber experimentado un periodo de escasez de agua. Pero su descubrimiento del sendero abajo del Río de Urubamba podría confirmar que los Incas podrían haber usado el río como un recurso de agua secundaria. Por consiguiente, Wright concluyó, que una escasez de agua no explica el abandono de Machu Picchu.

Para un ingeniero de riego, la materia lógica de investigación fueron los drenajes, Machu Picchu contiene numerosas señales de Ingeniería de drenajes, aunque el objetivo ha sido casi inadvertido en la literatura técnica, dice a Wright. Por ejemplo, los análisis arquitectónicos anteriores no habían mencionado los diferentes drenajes aun cuando los Incas integraron aproximadamente 130 de ellos a través de los muros y otras estructuras a lo largo de la ciudad.

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En Machu Picchu, el drenaje fue un problema serio. El sitio descansa en lo alto de un cerro con un 50% de inclinación y que recibe cerca de 2,000 mm de lluvia. Para que su ciudad resista, los Incas tuvieron que encontrar la forma de evitar los deslizamientos montaña abajo.

Quizás los aspectos más notables del sistema de drenaje fueron las terrazas para la agricultura.

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Machu Picchu tiene 4.9 ha de terrazas agrícolas o andenes las cuales son sostenidas en el lugar por muros de contención piedra. Adicionalmente de máximar la tierra para cultivo, las terrazas protegieron también el sector agrícola de la erosión. Wright dispuso el estudio de suelos que mostraron que el Incas construyeron las terrazas con sistemas de drenaje en mente. Ellos taparon cada terraza para un eficiente drenaje, con una capa de piedras al fondo, seguido de arena gruesa, material arenoso, y mantillo o suelo superior.

Las estructuras de la terraza también promovieron buen drenaje en la superficie. La inclinación de las terrazas generalmente dirige el agua hacia un sistema de canales de drenes que son integrados en “escaleras” y con otras estructuras. Estos canales dirigían el agua del drenaje a un gran dren de este a oeste que atraviesa el centro de Machu Picchu, separando los sectores agrícolas y urbanos. El flujo por gravedad lleva al gran dren a ambos sectores, asegurando el transporte líquido lejos de la ciudad.

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En algún momento los Incas experimentaron al parecer un gran derrumbe mientras una gran parte del área de la terraza estuvo en construcción. Wright nota que en esa área, se cerró el dren principal, las terrazas se desplazaron de 1 a 2 m. Wright especula que después del derrumbe, los Incas estabilizaron las terrazas y continuaron construyendo las paredes pero no intentaron corregir los desplomes.  Sin embargo los ingenieros Incas, determinaron la importancia de controlar el desagüe de esta superficie. Sobre el lugar dónde el canal de suministro de agua cruza las terrazas, ellos construyeron un dren del interceptor de norte a sur. Este gran canal de 42 m escurre desde arriba hacia el dren principal.

En el sector urbano, Los Incas tomaron igual cuidado con el curso de los drenajes. Las excavaciones de Wright encontraron que los Incas construyeron sus plazas de la misma manera que sus terrazas, con un profundo subsistema de rocas fracturadas.

Las plazas recibían el drenaje de otras áreas de Machu Picchu, y la sub base ayudaba al agua a penetrar la tierra rápidamente.

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Para entender el problema del drenaje urbano en Machu Picchu, es importante recordar que la ciudad era muy diferente en el siglo XV de lo que es hoy en día. Los edificios en el sector urbano deben haber sido cubiertos con tejados de paja tupida.

Debido a la densidad de estos edificios con los tejados impermeables, Wright estimó que aproximadamente 60 por ciento del agua del área urbana habrían escurrido como flujo superficial.

Para tratar el problema del escurrimiento, los Incas incorporaron cerca de   130 agujeros de drenajes en las paredes y otras estructuras de Machu Picchu. También integraron numerosos canales de drenaje en escaleras, pasadizos y en el interior del edificio para llevar el escurrimiento al dren principal.

Tuvieron especial cuidado en construir un canal lejos de la entrada de la residencia del emperador. Para dirigir el agua lejos de la cimentación de los edificios los Incas habilitaron cauces que coleccionarían el agua que goteaba de los tejados.

Basado en las medidas de los orificios de los drenajes urbanos, el equipo de Wright determinó el criterio que utilizaron los Incas en la construcción de los drenajes. Ellos determinaron que los Incas situaron una afluente de drenaje para un área tributaria de aproximadamente 200 m2, y el diseño del flujo en el drenaje de aproximadamente 500 lts/min. El cauce del drenaje típico era 10 cm por 13 cm. Los Incas se apartaban de esta solución cuando existían otras adecuadas para drenar. Por ejemplo en el Templo del Cóndor, se construyó un solo drenaje para un área de 0.045 ha, al parecer porque ellos entendieron que un sistema de cuevas subterráneas bajo el templo era suficiente ocuparse del escurrimiento.

La infraestructura del drenaje de Machu Picchu es uno de sus secretos más notables. También es una de las llaves a su longevidad, dice a Wright: “Ellos construyeron para permanecer.

Ellos no hicieron nada a medio tiempo”. Quizás el testimonio más importante es que la ciudad todavía existe y en buenas condiciones.

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También a menudo se preguntaban si los sembríos serán regados con lluvias y si estas eran suficientes, también se preguntaban si las terrazas eran suficientes para abastecer a toda la agricultura.

El agua que abastecía el canal no incluía desviaciones para regar solo atravesaba los andenes, ni siquiera con el canal de drenaje. Solo era de paso Esto indicaba que los Incas no irrigaban sus cultivos.

El estudio demostró que los cultivos en los andenes eran de papas y maíz y no abastecían a la ciudad y tuvieron que traer alimentos de otros lugares.

La ingeniería Inca no solo se limitaba al agua o drenaje agrícola si no a la construcción propiamente dicha. Se puede observar que el Incas esculpía la piedra para que estas cumplan sus diferentes funciones como dinteles, vigas, arcos de piedra para la parte superior de las puertas. Los incas no conocieron ni el acero ni el hierro ellos le dieron forma con martillos de piedra y herramientas de bronce. Wright diferenció 18 tipos de piedra para la construcción de muros en Machu Picchu, estima que el 60% del esfuerzo Incas está actualmente bajo tierra.

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Los Incas tuvieron un conocimiento tecnológico para estabilizar pendientes además de planificar una compleja estructura de drenajes ellos planificaron con cuidado las edificaciones principalmente las cimentaciones. Las excavaciones de Writght, descubrió que era típico de los Incas en la construcción de las paredes preparar el terreno con pequeñas rocas, y encima colocaban rocas cada vez más grande como cimentación y sobre esta base los muros. Se refleja la variedad de técnicas según el sitio y el lugar, en algunos sitios como el Templo del Sol, y del Cóndor incorporaron grandes piezas de roca para construir sus cimientos de apoyo dando armonía y simetría entre ambos. Wright señala que construyeron con estética en la mente.
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6 pensamientos en “Machu Picchu – Ejemplo de Ingeniería Agrícola

  1. Saludos, felicitaciones y muchas gracias a todos los integrantes de Hidráulica Inca por divulgar el trabajo de nuestros antepasados. A continuación resalto algunos aspectos:
    1) Las cifras que se indican en el documento sobre los caudales, la pendiente, los drenajes y dimensiones de los canales de Machu Pichu son muy importantes para su estudio, los cuales servirían para rehabilitar los andenes en otros lugares del Perú.
    2) En el sistema educativo del Perú, en todos los niveles, se debe estudiar la ingeniería de los Incas, para preservar y utilizar este legado en el uso adecuado de los recursos hídricos.
    3) La organización de nuestros antepasados para realizar sus obras de arquitectura e Ingeniería Hidráulica, fueron muy avanzadas para lograr tales proezas. Construyeron obras que han perdurado en el tiempo.

    • Gracias Walter el equipo de GSAGUA y de Hidráulica Inca te lo agradecen.
      Totalmente de acuerdo respecto de las cifras, data científica que se señala, producto del trabajo del Dr. Wright, y que nos puede servir para rehabilitar andenes.

      Cuanta razón tienes que se debe estudiar la ingeniería de los incas, estamos realizando nuestro esfuerzo mayor en propuestas, tal como te decía hemos logrado que se incorpore el curso de Hidráulica Inca en la maestría de Riego y Drenaje de la UNALM. Son procesos lentos pero avanzamos.

      La obras inca es de mucha ingeniería y de planificación, con el uso de tecnología y de ciencia superior que debemos conocer.

      Gracias Walter por tu visita y comentario.

      Abrazos fraternos desde el Perú, donde espero que estés muy pronto.

  2. Pingback: Machu Picchu – Ejemplo de Ingeniería Agrícola | Hidráulica Inca

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