La acumulación de conocimientos de la tecnología inca aplicada en la construcción de la ciudad de Machu Picchu demuestra sin duda la existencia de una ingenieria inca compatible con el contexto de la tecnología actual, lo cual se demuestra por la afinidad encontrada en la aplicación de la ingeniería en sus diferentes especialidades, tales como como: geológicos, civiles, hidráulicos, viales, agrícolas y ambientales, por nombrar aquellos de mayor intervención e impacto. La ingenieria inca en Machu Picchu alcanzó su mayor desarrollo y relevancia en la época del imperio Tawantinsuyu, el cual se vio favorecido por su ubicación geopolítica y estratégica, ocupando la parte central del continente sudamericano, abarcando extensos territorios de los actuales países de Perú, Ecuador. y Bolivia. y parte del norte de Argentina y Chile.
Asimismo, la ciudad de Machu Picchu constituye un paradigma de ingeniería ancestral, donde in situ se puede admirar la tecnología original inca, que asombra al mundo. Es posible imaginar cómo los ingenieros incas, a través de sus conocimientos técnicos, desafiaron y lograron superar los factores agrestes y agresivos de la naturaleza, de modo que adaptaron la ciudad a la topografía de la zona. Para los constructores incas no existían obstáculos que imposibilitaran el logro de sus objetivos, metas y propósitos. En este sentido, analizaron muy acertadamente, por un lado, las fortalezas y oportunidades de su avanzada tecnología; y, por otro lado, supieron prever la reversión de las amenazas de riesgo provenientes de fenómenos geodinámicos externos, un riesgo causado por el agua y la gravedad. Todos estos factores fueron evaluados antes de tomar la decisión de emprender la construcción de la ciudad.
El análisis de los alcances de la ingeniería incaica es una fuente inagotable de investigaciones, que siempre despertará el interés por explicaciones técnicas para revelar cada vez más la originalidad de la tecnología incaica. Es importante aclarar el uso de la palabra ciudad inca de Machu Picchu, ciudad y también ciudadela, como la llamó Hiram Bingham.
En el campo de la ingeniería geológica, la ubicación de la ciudadela es un factor de seguridad para garantizar la estabilidad y durabilidad de la ciudad inca, pues fue construida sobre un batolito de granito; También lo es el conocimiento de la prevención de fallas y de la posible ocurrencia de fenómenos geodinámicos externos en la zona. La ingeniería geológica aplicada por los constructores incas demuestra un conocimiento especializado de la petrología del lugar, lo que contribuyó a la elección del sitio para garantizar la calidad y cantidad de los materiales requeridos para la obra. La ubicación estratégica hace que la ciudad sea inexpugnable, ya que está rodeada de acantilados rocosos y laderas con inclinaciones muy pronunciadas.
El Santuario Histórico de Machu Picchu, según los estudios del Dr. Víctor Carlotto Caillaux, se ubica sobre un conjunto de rocas ígneas intrusivas del batolito de Vilcabamba, de edad Pérmico-Triásico, encontrándose también rocas metamórficas del Paleozoico Inferior, rocas sedimentarias del la era mesozoica. y depósitos cenozoicos y cuaternarios recientes. El estudio geológico detallado de los cerros Machu Picchu y Wayna Picchu y sus alrededores, incluida la zona de la ciudad Inca, nos permite especificar cuatro unidades mapeables de bloques de granito separados, altamente fracturadas y móviles por gravedad, lo que también se conoce como caos granítico, depósitos coluviales y material de relleno.
En el Camino Inca, entre los cerros de Uña Picchu y Machu Picchu, el mismo investigador ha identificado otras formaciones geológicas, como una presa de tonalita de 0,30 m de espesor. Esta roca tiene una textura de grano fino; Es de tono gris claro a verde y está formado por abundante plaglioclasa, con cuarzo, biotita, ortesis y hornblenda en menor proporción y poca presencia de máficas. Al sur de la ciudadela, existe una veta de talco serpentinicoclorítico incrustada en las paredes de esquistos cloríticos, micáceos y cuarzosos. El color del talco y del esquisto varía del verde claro al verde oscuro; Es un material utilizado por los artesanos locales para esculpir iconos y estatuillas de diferente significado. Los granitos de Machu Picchu se encuentran fracturados por sistemas de diaclasas y fallas que muestran tres direcciones principales: noroeste-sureste, noreste-suroeste, este-oeste.
El afloramiento granítico de Machu Picchu, también conocido como batolito de Vilcabamba, es de origen ígneo y corresponde a una roca intrusiva básica, importante, de formación plutónica que salió a la superficie y pertenece al clan o familia de las granodioritas y tonalitas, rocas unidas. por la similitud en su composición mineralógica; destacando que el granito de Machu Picchu tiene abundante cuarzo.
Aquí es importante abordar el concepto de excavación magmática, que significa que un cuerpo de magma excava o se abre paso hacia arriba dentro de la corteza terrestre, es decir, es el mecanismo de desplazamiento vertical del batolito, siendo posible ubicarlo en gran profundidad. de la enorme masa de granito enfriado, donde pudo reaccionar con el magma caliente y ser asimilado por el batolito, provocando un empuje ascendente que se materializó en el afloramiento en la capa superficial de la corteza terrestre. En este proceso, cuando el magma en su viaje ascendente calienta rápidamente la roca fría, esta se expande y puede fracturarse.
Esto es lo que pudo haber pasado con el batolito del sector de Machu Picchu. Como consecuencia de este proceso, el granito fue sometido a numerosas fuerzas que provocaron fuerzas de torsión, tracción, fractura y empuje, en forma de cuñas de rocas laterales producto de la geodinámica interna del magma, lo que finalmente facilitó la expulsión del batolito. a
la superficie de la Tierra. Evidentemente, este proceso duró millones de años. Esta explicación es válida para justificar el origen de las fallas geológicas, que eran conocidas por los incas, quienes supieron prever el posible impacto en la durabilidad de las construcciones. Por este motivo, el foso seco coincide con una de estas fallas y allí no existe ninguna construcción.
La era geológica de formación del batolito se ubica en el Paleozoico antiguo, período Ordovícico, entre el Silúrico y el Cámbrico con una duración de 67 millones de años y una edad geológica aproximada al presente de 505 millones de años. Es decir, la formación del batolito se ubicaría después del período Cámbrico, el cual tuvo una duración aproximada de 85 millones de años y una edad de 590 millones de años, considerando la edad de la Tierra en 4,6 mil millones de años.
Es relevante el estilo único y original de las construcciones de Machu Picchu, caracterizado por un sello de identidad inconfundible: las jambas de puertas, ventanas y hornacinas trapezoidales, que combinan con la inclinación de los muros, parámetros con aparejos de piedra de una belleza incomparable. En conjunto constituyen la ingeniería de la construcción inca. Es importante resaltar que la aplicación de la ingeniería civil en la época Inca es un consenso global, reconocido por reconocidas instituciones y entidades, entre ellas la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles y la Sociedad de Ingenieros Profesionales de Estados Unidos.
En el campo de la ingeniería de la construcción incaica se han identificado un conjunto de actividades o rubros de ejecución, como son los trabajos de cantera, la preparación y transporte de piezas líticas, su colocación en los muros, aplicando magistralmente una amplia variedad de estilos de aparejos, estos se definen por la importancia, significado y uso del local.
Esto se complementa con las huellas de la geometría ortogonal, la construcción de andenes con objetivos agrícolas y la de muros de contención, que en su conjunto lograron un portento inigualable. El proceso constructivo inca se puede compatibilizar con los aplicados en el contexto de la tecnología actual, es decir, es factible aplicar un orden secuencial para la ejecución de los elementos considerados en las construcciones actuales, planificación de trabajos de cantera, transporte de piezas de granito. , elección del tipo de suelo y programación del proceso constructivo. Para ello, se podrá proponer la ejecución de las partidas en el siguiente orden: trazado y trazado de edificaciones, excavaciones, construcción de cimentaciones, muros o estructuras líticas y cubiertas de madera, además de otras obras complementarias relacionadas con la infraestructura urbana (calles, escaleras, losas y circuitos peatonales, complementados con andenes).
Es importante considerar la optimización de las áreas disponibles durante el proceso constructivo de la ciudadela en función de la topografía y ubicación de la cantera, el cual se realizó con la idea de priorizar edificaciones por sectores. Primero, el sector Urbano Alto, con finas mamposterías para jerarquizar los complejos más importantes de la ciudad, donde los muros muestran una variedad de los más refinados estilos de aparejos. Las plataformas se construyeron utilizando trozos de rocas rústicas y las obtenidas como piezas sobrantes de las primeras mamposterías. Debido a la magnitud de la obra, fue fundamental programar los trabajos para optimizar el uso temporal de los espacios destinados a la instalación de las piezas líticas, el cual se extendió a los requerimientos de miles de personas que participaron en las construcciones. Es posible que se instalaran temporalmente en viviendas precarias, ubicadas en las primeras terrazas de los andenes o en instalaciones alrededor de la ciudadela.
La ciudadela se construyó sobre el batolito granítico, planificándose el trazado urbano y la ordenación territorial sobre el macizo granítico. Imaginemos apreciar panorámicamente la expresión geológica visual de la volumetría espacial del área ocupada por la ciudad inca, es decir, ver una serie de picos y protuberancias más altas del afloramiento de la roca matriz. Lo que lleva a concluir que la construcción de la ciudadela y la infraestructura urbana se adaptaron a la topografía del lugar, dotándola de andenes de diferentes niveles. Se priorizó el aprovechamiento de las rocas que más destacaban de la zona, producto del caos granítico. Estas piezas no han perdido el sustrato rocoso, es decir, constituyen piezas originales únicas y fueron consideradas en las construcciones de los recintos emblemáticos sobre una base estable. Los trabajos de explotación de la cantera se realizaron en la zona concentrada del caos granítico, priorizando la extracción de los bloques graníticos de mayor tamaño para las edificaciones más importantes; Las piezas restantes se utilizaron en aparejos rústicos. Es decir, no se desperdició ningún fragmento, incluso los más pequeños se utilizaron como cuñas, lo que ha permitido aplicar una variedad de variantes de aparejo, que se explican más adelante. Este trabajo de extracción se facilitó tomando como guías las líneas de las disyunciones, o clivajes, dispuestas casi paralelas a modo de enjambre, que definen las superficies de las microfallas o uniones, de tal manera que las piezas, o el foso de Las rocas tenían medidas aproximadas a los requerimientos de la obra y fueron preparadas (desbastadas) con cantería preliminar antes de ser transportadas.
Los trozos de roca, al ser extraídos, tenían generalmente forma de paralelepípedos, de diferente tamaño y peso, en algunos casos de varias toneladas, que necesariamente debían ser transportados en las condiciones físicas existentes, como es el caso de las líticas del conjunto de templos, los cuales fueron trasladados sobre rampas de poca profundidad, ya que hay indicios de que las rocas más grandes fueron extraídas en un afloramiento ubicado en el área que corresponde a la Plaza Sagrada, donde convergen el Templo Principal y el Templo. de las Tres Ventanas.
Para transportar piezas pesadas a distancias mayores, además de rampas, se utilizaron rodillos redondos de soporte de madera en la base y palancas de madera aplicadas en la parte trasera (wanqhana), complementadas con fuerzas de tracción aplicadas en la parte delantera, tiradas con cuerdas de alta resistencia, conocidas como cabuya, hecha de maguey u otras especies vegetales. La mayor cantidad de lítica fue transportada desde la zona alta hacia niveles inferiores.
Para mayor conocimiento, se sabe que esta forma de transporte también se aplicó en distancias más considerables, como es el caso del grupo arqueológico de Ollantaytambo, donde se transportaron piezas líticas únicas de roca riolita rosa desde la cantera Kachiqhata, a 7 km de distancia. de Ollantaytambo, en la parte alta de la margen izquierda del río Vilcanota. El recorrido en el primer tramo se utilizó para bajar las piezas de la cantera por una pendiente con una pendiente muy pronunciada, luego el recorrido continuó por un tramo considerable con una pendiente menor hasta cruzar la margen derecha del río aguas abajo y finalmente se completó . por un tramo muy inclinado hasta la cima de otra ladera donde se ubica este conjunto arqueológico. Semejante recorrido es una proeza, teniendo en cuenta que cada pieza tiene un peso promedio de 40 toneladas y que fueron utilizadas exclusivamente en un muro, posiblemente ceremonial. Otras piezas de gran tamaño quedaron aisladas por el camino; Es decir, es posible que el conjunto arqueológico quedara inconcluso por motivos desconocidos. Este es un hecho que demuestra la capacidad de los incas para transportar líticas de gran tamaño y peso a distancias considerables.
En la tipología de los muros de las edificaciones se han identificado aquellas que corresponden a estructuras verticales de tipo lítico y portante, con un comportamiento estructural dependiente de la importancia y tamaño de la edificación, ubicación del solar, capacidad de carga del suelo. , estilo de aparejo y otros factores de construcción. En cuanto al diseño arquitectónico de las edificaciones, aproximadamente el 95% son de una sola planta y uniespacial, por lo tanto, la incidencia de sobrecarga es mínima y, de existir, se transmite directamente al terreno.
Las edificaciones de dos pisos conocidas ancestralmente como markawasi, tienen una presencia del 5%; Tienen un peculiar diseño arquitectónico, el primer piso destinado a vivienda, el segundo como almacén de productos agrícolas y enseres diversos del hogar. Esta concepción arquitectónica requiere sumar la carga permanente del peso propio del segundo piso, constituido por las paredes y techo y el entrepiso, el cual posiblemente estuvo constituido por una capa de mezcla de diversos materiales (arcilla, cal, áridos gruesos y finos mezclados). con agua), colocado sobre una plataforma de caña, cubriendo la superficie del segundo piso, lo que generaba una carga distribuida sobre las vigas redondas de madera que transmitían la carga total (la suma de la carga permanente y la carga viva o sobrecarga) sobre las paredes . del primer piso, mediante apoyo y fijación sobre extensiones situadas a lo largo de los muros longitudinales, extensiones formadas reduciendo el ancho del muro de 0,85 m en el primer piso a 0,60 m en el segundo piso. Los muros del edificio no están sujetos a cargas laterales. Estos actúan sobre los muros de contención de los andenes, en los que sí interviene el empuje de los rellenos, generando cargas horizontales.
En las estructuras líticas, la calidad del suelo, el estilo de aparejo, el grado de inclinación, las secciones transversales, el espesor, altura y esbeltez de los muros, todos ellos asociados al peso específico del granito, son factores concurrentes y determinantes. que definen el comportamiento estructural requerido en las edificaciones y terrazas de Machu Picchu. Los estilos de aparejo son parámetros constructivos de tal gravitación que, con mayor perfección de la mampostería, se consiguieron uniones muy herméticas entre líticas hasta alcanzar la condición monolítica de los muros, lo que permite la estabilidad de las estructuras, garantizando la inclinación de los muros hacia arriba. hasta donde no haya riesgo de pérdida de estabilidad al girar. El elevado peso unitario del granito (2700 kg/m3) contribuye a la condición monolítica, que, asociada al bajo coeficiente de esbeltez, conduce a una estructura poco vulnerable, incluso ante exigencias sísmicas.
En cuanto a la sismicidad, los muros tienen condiciones monolíticas y actúan de manera similar a las placas antisísmicas ubicadas ortogonalmente, por lo que cumplen una función mitigante del efecto de las ondas sísmicas. Complementan, por tanto, la enorme masa del batolito granítico sobre el que se construye la ciudadela, actuando como un gran amortiguador contra los terremotos, por lo que históricamente se desconocen las alteraciones por la acción impactante de fenómenos geodinámicos internos.
El aparejo tiene diferentes estilos, los cuales se identifican por la belleza y estética de los muros y se definen por el objetivo social, cultural y religioso de las edificaciones. Las piezas líticas magistralmente colocadas muestran diversas formas geométricas y acabados, mostrando paramentos (superficies exteriores de los muros) de estilos insuperables, que confirman las condiciones artísticas y creativas de los incas.
En la tecnología incaica se consideró como material la roca granítica, para luego posibilitar la colocación de líticas con diferentes formas geométricas y acabados, en los muros sin el uso de argamasa en construcciones de cantería fina y líticas celulares de estilo poligonal con argamasa en edificaciones de menor rango. . A partir de la valorización constructiva de la ciudad inca en su conjunto, se requiere reiteradamente la intervención de las diferentes especialidades de ingeniería. En un recorrido por los circuitos peatonales de las edificaciones se puede apreciar la fuerza y energía que se tuvo para desafiar a la naturaleza y construir la ciudad y perpetuar el legado del espacio-tiempo sagrado andino, expresado ileso en Machu Picchu, el nuevo espacio cultural. y maravilla natural del mundo.
Los estilos de aparejos más importantes identificados en Machu Picchu son: el megaciclópeo poliédrico con textura canteada, el megaciclópeo poliédrico con cantería fina y el estilo rectangular en sus variantes (acolchado, intermedio, plano, liso y curvo).
Estas variantes se especifican considerando el isodoma, cuando se trata de hiladas de la misma altura, y el pseudoisodoma, cuando se refiere a hiladas de alturas diferentes o alternas; Adicionalmente, entre los más repetitivos se observan los aparejos poligonales celulares simples y poligonales ciclópeos rústicos, tal como se encuentran en las paredes de los andenes.
Los constructores incas eran expertos en elegir suelos de buena calidad para garantizar la estabilidad y durabilidad de sus construcciones; Asimismo, con criterio de prevención y precaución, ubicaron las construcciones más importantes en lugares de alto relieve topográfico, lo que protege de la erosión por fenómenos naturales, como lluvias, deshielo, avalanchas y otros relacionados con la geodinámica externa. La calificación y elección de los suelos se definió considerando, por un lado, la importancia, tamaño, uso y alcance de las edificaciones; y, por otro lado, la ordenación territorial, la topografía, la geología y las condiciones ambientales, por citar algunas variables. El suelo de la zona donde se ubica Machu Picchu tiene una alta capacidad de carga, estando construido sobre un afloramiento de roca sólida de granito cubierto por una capa de desechos cuaternarios de origen coluvial, materiales aluviales y otros provenientes de la meteorización y la meteorización, proceso que tuvo una duración de millones de años. Estas condiciones geológicas del lugar fueron analizadas y consideradas por los constructores. Es importante, por tanto, tener en cuenta el ancho de las cimentaciones, que varían entre 0,80 y 0,90 m, constituyendo un parámetro constructivo que define una mejor estructuración de los muros de mampostería y además permite aumentar el área de distribución y transmisión de las cargas. . de la estructura lítica en el suelo, de tal forma que, además de tener una buena capacidad portante del suelo, se consigue un mayor coeficiente de seguridad para anticiparse a posibles asentamientos diferenciales.
TRAZO Y DISEÑO
Los ingenieros incas al rediseñar en planta los recintos definieron las líneas y ejes, aplicando la relación 3:4:5 que forma un triángulo en ángulo recto con los dedos índice y pulgar, la cual luego se aplicó a gran escala y se Se adaptó a las medidas y constantes de medida utilizadas en el Imperio Inca. Este principio de geometría ortogonal se utilizó en las líneas perpendiculares para fijar los ejes centrales de los muros de cimentación y luego verificarlos con el cruce de diagonales de la misma longitud, uniendo las cuatro esquinas de los recintos. De esta manera se logró la perfección de la línea en un ángulo de 90° mediante una metodología práctica.
MUROS DE CIMENTACIÓN
Los cimientos en las construcciones incas son muros de paramentos verticales con lítica grande y mediana provenientes de una mampostería preliminar de diferentes longitudes y alturas estandarizadas. Las cimentaciones tienen una altura promedio de 1 m y un ancho variable de 0,80 a 0,90 m. Estas estructuras líticas descansan sobre suelos altamente resistentes; En casos especiales se construyó directamente sobre el afloramiento de granito. Una vez finalizada esta etapa, se reemplazó el relleno del sobreancho con el material proveniente de las excavaciones en capas compactadas hasta alcanzar el nivel del piso terminado. Este nivel se consideró el inicio del levantamiento de los muros, por lo que los cimientos fueron enterrados.
Para la construcción de muros con el estilo de aparejo elegido se utilizaron cuerdas, plomadas y escuadrones indeformables. La colocación de las líticas se verificó en hileras, tanto el alineamiento horizontal como las inclinaciones y ejes simétricos, verificando las secciones transversales que consideraron los vanos de puertas, ventanas y hornacinas, además del perfecto engaste y biselado. Para lograr una adhesión cohesiva con un perfecto ensamblaje, las superficies de contacto entre las piedras colocadas en hileras son convexas y cóncavas, según el caso, lo que permite encajar de forma inamovible con juntas herméticas y luego se logra la pared con un monolítico. comportamiento. . Esta condición se logró aplicando el método de prueba-error tantas veces como fuera necesario, contribuyendo a este logro el alto peso específico del granito.
En este caso las líticas se colocaron sin argamasa, es decir, piedra sobre piedra. Sin embargo, al observar algunos muros, hay indicios de la presencia de una capa de arcilla fina y muy delgada en algunas superficies de contacto, quizás utilizada como deslizador para facilitar la colocación definitiva de las piezas líticas de forma yuxtapuesta. Hay casos especiales, como los muros del Templo de las Tres Ventanas, donde debido al estilo de aparejo megaciclópeo poliédrico de textura granular, las líticas son de gran tamaño. Esta condición permitió colocar los elementos en una sola pieza, cubriendo ambos lados de los paramentos del muro. Es evidente que inicialmente las uniones horizontales y verticales entre las líticas eran herméticas; Hasta la fecha presentan vanos debido al asentamiento diferencial de los muros, lo que no compromete su estabilidad. Son muros que están bajo control, sin registrar variación alguna en los últimos años.
En el proceso constructivo de algunos conjuntos se aplicaron diferentes estilos de cantería en los muros: un estilo refinado hasta alcanzar alturas intermedias; el cual se completó en la parte superior con lítica celular de estilo poligonal unida con mortero, aplicando obviamente el mismo proceso de tecnología constructiva, ya que los muros se comportan como estructuras de gravedad y portante. El mortero está formado por una mezcla de arcillas, tierras naturales y áridos gruesos de arena mezclados con pequeños fragmentos de granito. En la construcción de muros con mortero fue factible transportar una gran cantidad de piezas líticas de forma individual, lo que permitió construir varios grupos en poco tiempo.
En las excavaciones del Qorikancha, como en las realizadas en Machu Picchu, se han encontrado herramientas similares utilizadas para el pulido de piezas líticas por percusión, compuestas por martillos y guijarros de gran dureza, conocidos como piedra hiwaya. Es un olivista pesado, de gran dureza y textura compacta, considerado tradicionalmente de origen meteórico. Se caracteriza por su forma ovalada y redondeada; Contiene óxidos de hierro (6%), mencionándose algunos como la geotita (Fe2O3H2).
Estas herramientas son de diferentes pesos, variando de uno a diez kilogramos y se utilizaban como pulidoras de bordes y desbastadoras, y las más pesadas se utilizaban para compactar rellenos de tierra. Para esculpir se utilizaba una variedad de cinceles planos; y en la colocación de las líticas, barras cortas y largas de bronce. Para rediseñar las inclinaciones de los muros se utilizaron elementos metálicos sueltos y pequeñas rocas de forma ovoide, similares a los plomos de mampostería que se utilizan en la actualidad. Para las excavaciones y remoción de suelos se utilizó la Chakitaqlla larga y corta.
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