Hemos escrito con profusión en estas páginas  sobre las ciudades aquainteligentes del futuro. Hoy, nos apetece echar la vista atrás y lo hacerlo sobre las del pasado, que también las hubo. Y, como ejemplo de ciudad inteligente de la que podemos todavía aprender mucho, nos fijamos en la mítica ciudad inca.  Sabremos de dónde sacaban el agua los incas y cómo la drenaban para evitar el deslizamiento de las construcciones. En ese lugar tan empinado donde esto parecía imposible. En Machu Picchu

EL PREDIO REAL DEL INCA PACHACUTI

Este paraje mágico, la ciudad perdidas de los incas, es el sitio arqueológico más importante de América del Sur. Y fue designado en 2006 “Hito internacional de la ingeniería civil” por los peruanos. En él pueden admirarse muchas maravillas evidentes de la arquitectura, metalurgia e industria textil de la cultura prehispánica. Sin embargo, para los profesionales de la ingeniería, son destacables los logros en materia hidrológica e hidráulica, realizados por una sociedad que no tuvo nunca un lenguaje escrito.

Su construcción se inició el año 1450 y su declive culminó al colapsar el imperio inca hacia 1540. El incendio de 1562 le dio la puntilla, quedando completamente abandonado 10 años más tarde. Sorprende al visitante la escarpada orografía del terreno con elevadísimas, a veces verticales, pendientes, con suelos muy húmedos y resbaladizos sustentados en una placa de granito blanco muy resistente. Ello pone de manifiesto la dificultad de la construcción de la ciudadela y el riesgo enorme para la integridad física de los que participaron en ella.

Las características del granito predominante, han permitido conservar hasta hoy la ciudadela, realizada con mampuestos con juntas verticales, de perfilado perfecto a pesar de no haber utilizado los canteros hierro ni acero.

Situada a 1.400 km al sur de la línea del Ecuador, en la vertiente oriental de los Andes y en la cuenca del Amazonas, el predio se extiende como una alfombra de 40 km² de superficie en la cúspide de un cerro. Cuenta con una pared vertical de 500m de altura sobre el fondo del valle del río Urubamba, que rodea su perímetro por 3 de sus 4 lados. El cerro está vigilado desde arriba por dos prominentes cimas. Machu Picchu (Pico Viejo en quechua), de 2.335 m de altura y Huayna Picchu (Pico Joven en quechua), de 2.667 m de altura.  Al otro lado del río se alza el imponente cerro Putucusi a cuya convexa cumbre aún rinden culto los descendientes del Inca. La línea del cielo está definida por dos picos andinos de nieves perpetuas: Verónica (5.850 m)  y Salcantay (6.257 m).

La abundancia de fallas provoca una gran fracturación de la roca madre. La cuña formada por el cruce de las dos fallas de mayor ángulo, conforma un bloque estructural deprimido en el que se ubicó la ciudadela. De una de las fallas brota el arroyo de Machu Picchu. Y él recoge las filtraciones de la lluvia  través de la tupida red de micro fallas existente, garantizando así un abastecimiento continuo de agua a la ciudadela. ¿Pero, de dónde venía el agua a la ciudadela?… De la lluvia, claro

Eso encontraron los incas: el agua que se filtraba. Y luego procedieron a canalizarla.

LA CONSTRUCCION DE LA CIUDADELA

Tras el desbroce del terreno, se comprobó que era factible definir dos áreas diferenciadas, una urbana, que contendría los templos mayores y la residencia real y otra agrícola. Una muralla externa adaptada a la orografía defendería ambas áreas de ataques del exterior y otra interna, abrigaría a los habitantes de la ciudadela. Una única puerta franquearía el acceso y la salida de la ciudadela a todos los que transitaran por el camino del Inca, que venía de Cuzco, la capital del imperio.

La base de toda esta planificación era la disponibilidad continua de agua, sin esto, no habría nada que hacer. Y fue el arroyo perenne que bajaba del cerro Machu Picchu, el encargado de abastecer el área por gravedad, siempre y cuando el canal a construir tuviera el diseño y la pendiente adecuados. El final del canal coincidiría con una serie de 16 fuentes, paralelas al trazado de la gran escalera que recorría la ciudadela. Como es lógico pensar, la residencia real y el templo del Sol  estaban situados muy cerca de la primera fuente, para garantizar la máxima pureza del agua y su máximo caudal circulante.

HIDROLOGIA

La cuenca vertiente tiene un desnivel de 592 m. Cuenta con una superficie de 0,16 km ², dividida en dos por el tramo final del camino del Inca. Los datos históricos de precipitación proceden del núcleo de hielo del casquete del glaciar Quelccaya que aporta luz sobre la climatología de la zona desde el siglo XV.

Las muestras extraídas determinan los períodos de grandes lluvias y de sequía y aportan valiosa información sobre llamada “pequeña edad del hielo” que abarcó los siglos XV i XVI.

La precipitación media anual durante la ocupación de la ciudadela (1445-1540) tiene un pico de 2220 mm en la década 1500-1510. Y un mínimo de 1770 mm en la de 1450-60 y 1480-90. Por su parte, la medición en pluviómetros entre 1964 y 1977, nos da una aportación  media anual de 1960 mm

Los suelos están cubiertos de vegetación de bosque tropical. La evapotranspiración es de  1760 mm/año y el caudal de 40.000 m³/año. Los investigadores, pudieron demostrar que con una evapotranspiración media de 4,82 mm y suponiendo que la fuente aportaba caudal siempre, su alimentación no solo procedía de la escorrentía superficial de la cuenca, sino también  de la aportación de agua subterránea infiltrada, cuyo acuífero duplicaba la superficie de la cuenca vertiente. 

Esta investigación refuta la teoría de que la ciudadela fue abandonada a causa de un episodio prolongado de sequía, ya que el núcleo del glaciar no aporta datos de sequía en esa época, perteneciente a la “pequeña edad del hielo”

HIDRÁULICA

La población servida fue de entre 300 y 1.000 personas durante un siglo. Para satisfacer sus necesidades, contaban con el caudal que naturalmente llegaba a la primera fuente. Lo hacía mediante un canal de 750 metros de largo, 12 centímetros de fondo y 15 centímetros de ancho, con una pendiente media del 3%. Esta fuente está junto a la residencia del inca Pachacuti. Por lo tanto, él era el primero en usar el agua. Después se hicieron 16 fuentes, donde todos ya podían captarla y transportarla en aríbalos, o cántaros de arcilla que cargaban en sus espaldas las mujeres

El caudal de la primera fuente iba siendo incrementado en las sucesivas mediante un innovador y bien estructurado sistema de recolección de arroyos de muros y acequias de piedra tallada. Afortunadamente, aún funciona. Muros de piedra permeables aplacan las laderas de la colina permitiendo que el agua drenada se recoja en acequias rectangulares de 0,8 x 0,6 m² de sección. Aguas abajo de la ciudadela, un canal de menor sección transportaba el agua a la zona agrícola.

La alimentación del sistema se lograba con el agua superficial de escorrentía pluvial, que circulaba por los arroyos en época húmeda. Y con  el agua subterránea que fluye a  la superficie unos meses más tarde, cuando los caudales superficiales bajan o desaparecen. Y siempre quedaba como último recurso, bajar al río, descendiendo los 500 m de desnivel existente.

Con un coeficiente de rugosidad de Manning de 0,02, el canal doméstico podía transportar un caudal máximo de 5 l/s. Era suficiente para integrar las aportaciones medias del arroyo (entre 0,4 y 2,5 l/s). Y para aceptar sin problemas tanto los caudales de avenidas no extremas como las aportaciones de los afluentes que se iban incorporando aguas abajo.

El perfecto ajuste de la mampostería evitaba filtraciones, estimadas en un máximo del 10% del caudal transportado. Para evitar afecciones por grandes avenidas, se construyeron zanjas drenantes. Y también una red secundaria de drenaje superficial que evitaba que  el flujo extremo entrase en el canal  principal. Este canal era en realidad un acueducto que discurría por encima del drenaje principal

La  plaza, es un ejemplo de pavimento drenante: bajo la hierba, colocaron cientos de miles de trozos de piedra y grava. El agua que circulaba sobre la hierba se iba infiltrando a través de la piedra triturada. Y ese es el secreto del éxito de la ciudadela.

Sin un sistema eficiente de drenaje, el agua se hubiera estancado y los muros y la ciudad se hubieran deslizado cerro abajo. Por eso, el milagro de la supervivencia en el tiempo de la ciudadela de Machu Picchu reside en lo que no se ve, al estar debajo de la tierra: la red de drenaje pluvial.

TÉCNICAS CONSTRUCTIVAS. INGENIERIA SANITARIA

¿Cómo hicieron los incas para construir esos muros perfectos para asegurar las terrazas, esos canales de gran longitud y pendiente justa? Muros que han resistido terremotos.

No hay documentos que lo expliquen, se supone que trabajando con cariño, lentamente, con dedicación . Para tallar la roca, usaron otras más duras que el granito. Las conseguían en el río, y para que la piedra quedara suave la lijaban con arena.

No hubo retretes, ni por supuesto red de evacuación sanitaria, aunque los vertidos fecales se aprovechaban como abono en la zona agrícola. Pero, en ningún caso podían entrar en el canal de abastecimiento. No se ha logrado averiguar cómo, pero lo cierto es que aprendieron de sus antepasados las reglas fundamentales para proteger el agua.

LAS FUENTES

Cada fuente es única en su diseño particular, aunque todas tienen la misma forma general, función y disposición. El canal entrega el agua en el cuenco receptor y el chorro agua sale por un orificio rectangular que cae en otro cuenco desde donde por un orificio de descarga de unos 4 cm de diámetro que envía el agua a la siguiente fuente. Para garantizar la privacidad, cada fuente está rodeada de un muro de 1,2 m de altura ¡todo perfectamente tallado en piedra!

Cada fuente regula un caudal de 0,4 l/s. No se usaban para baño o lavado de ropa. Solo el emperador disponía de una sala de baño privada que desaguaba en el drenaje principal. El canal agrícola dispone de vertederos laterales para evacuar avenidas, mientras que el agua que no puede salir por los orificios de las fuentes, se desliza por el lecho y muros de piedra hasta infiltrarse al drenaje en las terrazas permeables.

Se han descubierto fuentes adicionales en zonas no desbrozadas.

UTILIZACIÓN DE AGUAS SUBALVEAS

La infiltración en la zona no es fácil de controlar: casi 2000 mm de aportación anual en una cuenca de gran pendiente y muy difícil de trabajar con las herramientas de hace 500 años. Aunque aún no sabemos cómo lo hicieron (es posible que nunca se sepa), sí podemos admirar y medir lo que hicieron y celebrar su perfecto estado de conservación.

En la zona agrícola, 5 ha de terrazas curvas, defendidas por perfectos muros de piedra, con aporte de tierra vegetal, arena gruesa con diferentes granulometrías estratificadas para favorecer la infiltración. En el fondo, grandes piedras sueltas, unidas por piedra fragmentada para asegurar la presencia de caminos preferenciales para el agua drenada, formando una completa red de drenaje escalonada, con canales ajustados a las laderas. No hay erosión severa, después de más de 400 años de abandono.

En la zona urbana, con casi  9 ha utilizadas y más de 170 edificaciones cubiertas con techos de paja, se realizó una interconexión a base de escaleras y senderos que cubren la red de drenaje que discurre por debajo. Todo un ejemplo para nuestro urbanismo actual, en el que las redes de drenaje de pluviales son ineficientes en muchos casos, con las secuelas de todos conocidas al producirse episodios intensos de precipitación. Más del 60% del trabajo constructivo de Machu Picchu (preparación del terreno, drenaje y cimentaciones), está enterrado y no se ve. Gracias a esto, aún podemos admirar el 40% restante   

El drenaje de las terrazas agrícolas aportaba 7.400 m³/ha al año, mientras que el de la    zona urbana producía 13.400. Por eso, cerca del 90%  de la aportación anual de agua a la zona agrícola procedía del subsuelo y solo el 10% era debido a la escorrentía superficial. En la urbana, los porcentajes eran respectivamente 40-60, debido a la impermeabilidad de los techos de paja y a los suelos urbanos compactos.

CONCLUSIÓN

A diferencia de los mesoamericanos precolombinos, los habitantes andinos del Perú carecían de un sistema de escritura, lo que ha impedido que lleguen hasta nosotros fielmente narrados, episodios de su historia al no haber literatura anterior a la conquista.

A pesar de ello, disponemos de una riquísima información sobre su civilización, la que muestra su arquitectura, sus realizaciones artísticas, sus templos y ciudades, sus terrazas agrícolas, sus trabajos de irrigación y sus huesos y restos momificados. Gracias a ella, los arqueólogos han podido reconstruir la prehistoria de la Sudamérica andina.

Pero también disponían de un sistema mnemónico de ayuda a la memoria llamado “quipu” que se usaban para conservar registros históricos de dinastías y de personas, contenidos de almacenes y pagos de tributos y consistían en cuerdas con nudos de varios colores dispuestos en un orden particular. Y el problema es que solo el que lo hizo, podía interpretarlo.

Todavía quedan por aclarar muchos aspectos de la ubicación de Machu Picchu. No fue construida en un cruce de caminos ni en lugar de encuentro. Solo está en un lugar donde es fácil rendir culto a los espíritus de la montaña, con numerosos afloramientos de rocas sagradas, alineadas con las cumbres y algunas talladas para imitar los contornos de las grandes montañas andinas. El agua cae del cielo a la cuenca recolectora. Luego, es conducida por un complejo sistema de canales a las fuentes urbanas y a la zona agrícola, llegando finalmente al río Urubamba,  al Amazonas y al océano donde comienza de nuevo el ciclo.

Machu Picchu fue el lugar donde el emperador podía comunicarse con sus deidades. Y participar en el gran ciclo de la vida, la tierra y el agua. Así mantenía el equilibrio entre el mundo real y el sobrenatural, entre la biología y la cultura que nos completan como seres humanos.

La contribución de la ingeniería civil fue crucial para su construcción. Y ha permitido que 500 años más tarde, podamos aún disfrutar de su presencia casi intacta, fruto de una obra bien hecha

Lorenzo Correa

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