EL DIARIO DE 

UN POLIT-ECO TURISTA

INGENIERIA PREHISPANICA
AMERICANA Y
SUS LECCIONES PARA HOY

Por

Kashyapa A. S. Yapa

(Ponencia al 49o Congreso Internacional de Americanistas, Quito, Ecuador, Julio 1997) 

Parte II  Parte III

Las obras de ingeniería en el continente Americano prehispánico, no han recibido de parte de los sabios occidentales ni de su propio pueblo, el respeto y la consideración que merecían, posiblemente porque los occidentales sólo se preocupaban en saquear su inmensa riqueza mineral y transplantar un esquema político totalmente dependiente de los polos del poder económico, ajenos a su ambiente. Los pueblos de América, la mayoría mestizados y entrenados a glorificar la “civilización” impuesta por los conquistadores, seguían desconociendo y a veces destruyendo su propio pasado.  Sólo recién, durante el último medio siglo, ha despertado en los países de América un interés por encontrar una identidad propia, basado en las culturas prehispánicas.  De allí surge la necesidad de un redescubrimiento y revalorización  de los sistemas antiguos de desarrollo económico y político.  Desafortunadamente la mayor parte de las investigaciones sobre las obras de ingeniería, han tenido una orientación arqueológica u antropológica pero no han sido sobre los conocimientos tecnológicos de las civilizaciones antiguas, peor una intención de difusión de los mismos entre la comunidad de ingenieros modernos.

La "ayuda" de los expertos importados
ha convertido
los paises americanos en museos de elefantes blancos.

Mientras tanto, la enseñanza y práctica de la ingeniería actual en los países Americanos es una transplantación directa de la ingeniería, evolucionada en los últimos dos siglos en Europa y en los Estados Unidos.  Las obras públicas de un país son la espina dorsal de su desarrollo económico y sus diseños deben fundamentarse en su estructura socioeconómica y política.  La geografía y el clima de una región también determinan la factibilidad y la efectividad de un proyecto de desarrollo.  Los diseños y las fórmulas de ingeniería, desarrollados en otros países, con bases socioeconómicas, políticas, ambientales y geográficas muy diferentes, han sido impuestos aquí muchas veces por la fuerza del poder económico de los donantes, a través de sus “expertos” importados.  Tales “ayudas” han transformado los débiles países Americanos en museos de elefantes blancos y por consiguiente en eternos deudores.  Los técnicos locales también, formados con textos importados, se sienten más cómodos en buscar “soluciones” de afuera, que adaptar sus conocimientos básicos a las condiciones locales.

Este trabajo es un esfuerzo, un paso inicial, para reevaluar la ingeniería actual e incorporar la sabiduría milenaria de la zona, en la práctica.  Comenzamos con un análisis de los principios básicos de la ingeniería prehispánica, evaluando sus obras en general; después, examinamos sus técnicas de diseño y construcción en relación con obras especificas, divididas en cuatro categorías por conveniencia, como ingeniería estructural, vial, hidráulica y agrícola.  Algunas obras civiles de gran envergadura, ejecutadas en tiempos modernos, también están descritas dentro de estas categorías, con el fin de indicar la falta de criterios adecuados para la realidad local.  En algunas instancias, comparaciones directas entre las soluciones de desarrollo dadas en tiempo antiguo y moderno serán posibles.  En otras, los proyectos modernos serán analizados comparando con los conceptos manejados por los antepasados.

Los conceptos básicos
La ingeniería moderna está fundamentada en dos conceptos básicos: el eficiente uso de los recursos disponibles y la efectividad de la obra.  Un análisis profundo de las obras públicas prehispánicas, nos muestra que los antepasados han respetado estos dos principios casi al pie de la letra.  Sabemos que las herramientas disponibles en esa época eran muy sencillas: nada de hierro, algunas de cobre y otros metales y la mayor parte eran de piedra y de madera.  Tampoco había medios de transporte sofisticados, sólo algunos animales de carga en algunas zonas.  La mayor fuerza de trabajo era producido manualmente por  los trabajadores, el cual nos parece, era un recurso bastante abundante, al menos cuando la organización política era suficientemente fuerte para asegurar su movilización.  Otro recurso que podemos considerar que era abundante, en comparación a la actualidad, es “el tiempo”, porque el periodo de construcción de muchas obras prehispánicas hay que contarlos no en años, sino en décadas o siglos.

Los antepasados manejaron eficientemente los dos recursos que eran abundantes:
el tiempo y
la mano de obra.

Podemos generalizar que los ingenieros antiguos supieron manejar muy eficientemente estos dos recursos, el tiempo y la mano de obra, para construir obras tan monumentales que aún hoy, con tanta maquinaría, son muy difíciles de lograr.  Para manejar el tiempo, ellos dividieron la obra en varias etapas de construcción, desde el momento de conceptualizar el proyecto.  Diseñaban de tal manera que la obra tuviera su utilidad al final de cualquier etapa de construcción y se pudiera edificar la siguiente etapa sin destruir ningún componente de la anterior. El mayor desafío era organizar el masivo ejército de trabajadores, compuesto por numerosos grupos pequeños, oriundos de distintas aldeas.  Pensamos que la posibilidad de aglutinar estos grupos alrededor de una gran tarea era mínima, porque como el trabajo no era remunerado sino sólo en cumplimiento de obligaciones “tributarias”: cada grupo respondía a las órdenes de su propio líder, probablemente los obreros también eran rotativamente reemplazados por otro grupo de la misma aldea.  

La solución encontrada por los ingenieros antiguos, al menos en algunas obras, para un problema tan complejo de control laboral, era la técnica de dividir la construcción en segmentos o tareas, independientes (a modo grosso), pequeñas y sencillas en cumplir.  Tal vez las tareas eran organizadas competitivamente para acelerar el trabajo.  Los trabajos de unificación de segmentos y terminación de la obra deberían entregarse a los equipos especializados.  La segmentación de una obra obligaba a los diseñadores a sacrificar la complejidad estructural de la misma, aunque hay evidencias como en la Huaca de la Luna del Perú (Uceda et al. 1994) donde los elementos arquitectónicos de una etapa fueron aprovechados en otra manera en la próxima. 

La efectividad de un proyecto se mide, por la efectividad a largo plazo de la solución que se ha dado al problema inicial.  Para analizar este aspecto debemos tomar en cuenta las realidades de las sociedades antiguas y sus aspiraciones.  Tomando como ejemplo el Estado Inca, su deseo de emprender una obra tan monumental como su gran sistema vial, de más de 23.000 km de extensión, estaba basado en mantener una comunicación rápida, entre la capital y los remotos territorios de su inmenso imperio.  Las vías bien diseñadas, abastecidas por numerosos tambos, podía sostener un rápido sistema de correo a través de los “chasquis” que, por ejemplo, comunicaba  entre Quito y Cuzco en menos de 5 días, una rapidez que se ha podido superar sólo después de algunos siglos (von Hagen 1977).  La vasta llanura alrededor del lago Titicaca hoy gran parte está abandonada, por la falta de drenaje y el problema grave de las heladas.  Granjas experimentales, construidas imitando el sistema de camellones que cubrían miles de hectáreas en el tiempo pasado, han mostrado no sólo una resistencia a las heladas, sino también cosechas muy superiores a las que se obtienen usando técnicas modernas (Kolata 1991).  En la depresión Momposina de Colombia, donde la densidad poblacional ahora es menos de una persona por km², por el problema de las inundaciones prolongadas, las investigaciones indican que el sistema de los canales y campos elevados en el tiempo de los Zenues sostenía alrededor de 170 personas por km² en la misma área (Plazas y Falchetti 1986).

Algunas obras prehispánicas, especialmente del tipo “desarrollo agrícola”, muestran su eficacia a muy largo plazo y aún hoy mantienen sus utilidades.  (Obviamente, estamos hablando de una selección privilegiada de obras que ya sobrevivieron y por ende no podemos generalizar este análisis a todas las obras, aunque podemos analizar cuales son las razones de la efectividad extraordinaria de estas obras).  En la costa del Perú, los sistemas agrícolas de riego y de agua subterránea, siguen siendo aprovechados por los campesinos desde hace muchos siglos.  El secreto de su efectividad y continuidad depende de la comprensión de la técnica de parte de los usuarios, la necesidad de la misma para su supervivencia y la factibilidad de la operación y el mantenimiento del sistema.  Aún en el tiempo colonial, cuando las estructuras sociales eran completamente inhabilitadas, las comunidades agrícolas pudieron preservar y mantener sus sistemas productivos porque el trabajo estaba dentro de su capacidad técnica y organizativa.  En otras palabras, estos sistemas pueden ser sostenidos con recursos locales, un concepto que se ha vuelto muy frecuente en los proyectos modernos de desarrollo, pero que se ha limitado solamente a la palabra.

La operación
y el mantenimiento de las obras antiguas estaban al alcance de
los mismos usuarios.

La conquista de la naturaleza es una ilusión creada por los vendedores de maquinarias costosas.

En tiempos modernos, sí algo fracasa, echamos la primera culpa a la naturaleza, aunque paradójicamente, casi todos los nuevos proyectos de desarrollo tienen como su base una lucha contra la naturaleza o una conquista de la misma.  Aún después de tantos y costosos fracasos no hemos aprendido que la “conquista” de la naturaleza es sólo una ilusión, creada por los vendedores de maquinarias y materiales costosos.  Un análisis de obras públicas prehispánicas nos muestra, que esos ingenieros han manejado otra filosofía frente a la naturaleza: una convivencia con el poder imprescindible de la naturaleza en vez de conquistarla.  Por ejemplo, el sistema antiguo de controlar inundaciones en la cuenca baja del río Guayas en la costa Ecuatoriana, que había modificado más de 50.000 ha de tierra anegable con sus canales y campos elevados, no contempló nunca bloquear o restringir el curso de los caudalosos ríos de la cuenca, más bien, este sistema facilitaba la entrada de los caudales picos a los canales artificiales, bajando el nivel del río y manteniendo los campos agrícolas y residenciales secos y seguros.  No podemos decir que los sistemas antiguos no sufrieron daños por la naturaleza, pero hay evidencias que indican que los antepasados aprendieron de sus fracasos y vivían armónicamente con la naturaleza.

Algunas obras antiguas y modernas
A continuación presentamos un análisis detallado de algunas obras de ingeniería prehispánica, las mejor investigadas y que contienen conceptos y soluciones que podemos aprovechar ahora.  Para mayor claridad y conveniencia, estas obras serán divididas en cuatro categorías: obras de ingeniería estructural, vial, hidráulica y agrícola, aunque algunas obras pertenecen a más de una categoría.  También presentamos detalles de algunas obras recientes de mayor envergadura dentro de las mismas categorías, criticando sus conceptos de diseño y técnicas de construcción, con miras de aprender de sus fracasos o sus impactos desastrosos.  Las experiencias de ingeniería prehispánica serán utilizadas para enriquecer esta discusión.

Ingeniería estructural

Presa Purrón - México
Woodbury y Neely (1972) descubrieron una presa de tierra, ya erosionada, de 18m de altura, 100m de ancho y 400m de longitud, sobre el arroyo Lencho Diego en el valle de Tehuacán.  Además de ser el mayor dique prehispánico en el continente Americano documentado hasta la fecha (según conoce este autor), éste presentó una buena oportunidad para conocer las técnicas antiguas de construcción. 

Corte del dique Purrón

Los investigadores han identificado 4 etapas principales de construcción en la estructura (Fig. 1) que han prolongado aproximadamente 1000 años.  La etapa inicial, posiblemente construido alrededor de 750 - 600 a.C., consistía en un dique de 2,8m de altura, que cruzaba sólo la parte más profunda del arroyo.  La segunda etapa, de otros 6m de altura, comenzó casi un siglo después, cuando la primera laguna estaba completamente sedimentada.  

Los nuevos constructores, sumamente sofisticados, utilizaron tabletas de roca cuidadosamente colocada en mortero de barro como el revestimiento del talud; el cuerpo interior del dique fue segmentado con paredes de 20 - 60 cm de ancho, de cantos rodados puestos sin mortero, que continuaban hasta la altura total de la etapa; los cuartos así formados facilitaban compactar el relleno de arena, grava y piedras angulares.  Woodbury y Neely (1972) encontraron otro dique, de 5m de altura, algunos metros aguas arriba del primero, posiblemente un dique auxiliar, construido usando las mismas técnicas.  La segunda etapa también fue usada, sedimentada y abandonada antes de que comenzara la próxima ampliación, casi 7 siglos después, cuando la altura fue incrementado en 8 metros más, pero en dos fases, siguiendo la misma técnica del relleno segmentado.  

Un muro ancho de buena calidad habían construido justo al interior del talud aguas abajo del dique, como para contener el relleno.  La laguna creada por esta etapa tenia 56 hectáreas de superficie, la cual podía almacenar un gran volumen de agua, presumiblemente para riego, aunque los investigadores no hallaron las estructuras correspondientes.  La última etapa de construcción, que siguió unos siglos después, consistía únicamente en algunos templos edificados sobre el dique ya abandonado.

Presas de Monte Albán - México
Un dique de 10m de altura y 80m de longitud, cerca del sitio Monte Albán, en el estado de Oaxaca, que pertenece al período Formativo Tardío (550 - 150 a.C.), también muestra las técnicas constructivas de los ingenieros antiguos (O’Brien et al. 1982).  El eje del dique no era perpendicular a la dirección del flujo del agua, sino en la forma de “V”, con ápice aguas arriba, para resistir mejor la fuerza de agua.  El relleno era una mezcla de piedras y tierra cementada con cal.  El mismo cemento selló firme el talud aguas abajo.  Posiblemente para resistir las erosiones por desbordes, el último metro del dique fue formado por piedras de caliza labradas y bien encajadas.  La laguna así creada podía almacenar unos 18.000 m³ y fue usada para riego en terrazas, a través de un canal.  Otro dique en la cercanía ha sido totalmente erosionado.

Pirámides de Cochasquí - Ecuador
Las pirámides de Cochasquí, cerca de Tabacundo, provincia de Pichincha, usaban posiblemente las más avanzadas técnicas en la construcción de tolas dentro del Ecuador.  La pirámide más grande tiene aproximadamente 20m de altura y consiste en casi 100.000 m³ del relleno artificial. 

El cuerpo interior de la pirámide fue dividido en segmentos, por paredes de cangagua no labrada y rellenado con material suelto, a veces cementado con barro (Oberem y Wuster 1989).  Los taludes exteriores eran muy pronunciadas y en algunas pirámides llegaba hasta 35º; para estabilizarlos, construyeron muros escalonados con grandes bloques de cangagua labrada.  Los constructores no quisieron exponer estos muros de cangagua a la vista, especialmente a la lluvia, la cual causa un rápido desmoronamiento en cangagua; por eso, compactaron  tierra y pedazos de cangagua encima de los muros, para formar los taludes.  

Estudiando los niveles de erosión de las pirámides por fotografías aéreas, han sido identificadas hasta 5 etapas de construcción en algunas pirámides (Benavides 1986).  Oberem y Wuster (1989) confirma la construcción en etapas, en la forma de las cortezas de cebolla, al menos en una pirámide.  El proceso de la construcción en Cochasquí había prolongado aproximadamente 300 años, dentro de los 7 siglos que duró la construcción de tolas en el norte del Ecuador y que culminó antes de la llegada de los Incas (Benavides 1986).

Huacas de la costa norte del Perú
En la costa norte del Perú, numerosas huacas (pirámides), construidas por distintas culturas, muestran la evolución de las técnicas constructivas.  Al lado del río La Leche, en la huaca Letrada, de la cultura Gallinazo (400 a.C. - 400 d.C.), la estructura principal, de 100 x 60m de base y 20m de altura, fue construida con paredes interiores de grandes bloques de tapia (tierra), que encajonaban rellenos sueltos (Shimada y Maguiña 1994).  Más tarde, aún en las huacas que pertenecen a la misma cultura, los muros interiores fueron construidos por medianos y pequeños bloques de adobe, hechos en moldes de caña (Shimada y Maguiña 1994).

En la huaca Vichanzao, en el valle del río Moche, de la cultura Moche (fases III - IV, aproximadamente 200 a.C. - 550 d.C.) el cuerpo de la estructura, de 5m de altura, fue construido enteramente con bloques de adobes moldeados, que variaban en peso desde 13 a 20 kg y en tamaño desde 27 x 19 x 11cm a 35 x 20 x 15cm (Pérez 1994).  Ellos fueron colocados con mortero de barro en hileras alternas de soga y cabeza, formando angostas paredes independientes.  Las juntas entre paredes estaban rellenadas con pedazos de adobe y pequeñas piedras.  Muchos adobes muestran distintas marcas, que eran atribuidas a distintos grupos de fabricantes.

Moseley y su grupo (Moseley 1975, Hastings y Moseley 1975) estudiaron detenidamente la incidencia de estas marcas de fabricación, en las huacas del Sol y de la Luna, consideradas como la cuna de la cultura Moche y construidas totalmente de bloques moldeados.  La huaca del Sol, de 342 x 159m de base y 28m de altura, necesitaba unos 143 millones de bloques y la de la Luna, de 95 x 85m de base y 23m de altura, más de 50 millones.  Los bloques estaban colocados en muros independientes de 0,4 - 2,0m de ancho, los cuales a su vez también estaban segmentados, a veces formando columnas verticales. 

Sorprendentemente, los investigadores no encontraron las juntas de segmentos rellenados, como en la huaca Vichanzao.  En 85% - 95% de los segmentos investigados, cada uno contenía adobes del mismo suelo, con la misma marca y los contiguos segmentos, marcas distintas; así, Moseley (1975) estableció que la segmentación fue utilizada para emplear simultáneamente varios grupos independientes de trabajadores en la construcción.  

Más tarde, una investigación arquitectónica de la huaca de la Luna (Uceda et al 1994), aclara que la segmentación también fue parte del diseño arquitectónico de la estructura; por ejemplo, algunos muros de separación de una etapa se convirtieron en parte del relleno para la próxima, el cual ahora aparece como era segmentado (Fig. 2).  Cuatro etapas constructivas, prolongadas por unos 1000 años, han sido determinadas para la huaca de la Luna.  Pérez (1994) postula que las “marcas de fabricación” de los bloques también pueden ser una forma de contabilizar de parte de los fabricantes, lo cual podría aclarar la confusión, generada por tener apenas 97 marcas en la huaca del Sol y 31 en la de la Luna, estructuras mucho más grandes que de Vichanzao, donde se encontraron 130 marcas.  La apariencia de marcas disminuye después de la cultura Moche.  En las estructuras más complejas de Chanchán, de la cultura Chimú, el uso de tapial fue preferido a los bloques (Pérez 1994).

Fig. 2 - La segmentación en la huaca de la Luna

Pirámides de Teotihuacán - México
La pirámide del Sol de Teotihuacán, de 250 x 250m de base y 68m de altura aproximadamente, también fue construido con bloques de adobe, alrededor de 150 d.C. (Tompkins 1987).  Bloques de 40 x 30 x 10cm (aproximadamente) fueron colocados horizontalmente donde dominaba la presión vertical y verticalmente donde dominaba la presión lateral.  

Los bloques de barro se descomponían rápidamente con la lluvia y por eso fueron cubiertos, primero con unas capas gruesas de piedras mezcladas con barro, después con una de hormigón, de cal quemado y barro y últimamente revestidos con bloques de piedras (Fig. 3a).

La pirámide de la Luna y el templo de Quetzalcoatl, del mismo complejo, fueron construidos unos 150 años después, con una técnica diferente, más rápida y estable (Kubler 1975); el núcleo fue formado por una combinación de columnas y paredes de tabletas de tufa (tepetate), que dejaba vacíos entre sí, que fueron rellenados con tierra.  Paredes del tipo “tablero” (Fig. 3b) delineaban los límites de las estructuras, que también apoyaban en contener el relleno.  Las estructuras de Teotihuacán se distinguen de sus antecesoras por el uso de hormigón de cal y las paredes de “tablero” (Kubler 1975).

Pirámides de los Mayas - México/Guatemala
Los primeros templos de los Mayas, especialmente los de la arquitectura de Petén, fueron construidos con torres y paredes gruesas; el núcleo era más estable que el relleno suelto, era de mampostería de piedra labrada y por consiguiente, la pared de “tablero” dejó su función estructural.  Las estructuras ya incorporaban algunos salones y pasajes adentro, utilizando bóvedas cónicas (Fig. 4a), aunque eran muy angostas (Kubler 1975).  Todavía, la ampliación de una estructura no era muy complicada;  el ejemplo más famoso, la estructura A-V en Uaxactún, fue remodelado así 7 veces, comenzando por 3 pirámides separadas montadas en una plataforma, transformándolas en un complejo palacio que cubría toda la plataforma (Fig. 5).  Gradualmente, la arquitectura Maya se inclinaba a unas estructuras más livianas, con un núcleo de hormigón, muros y columnas delgados y bóvedas amplias, ejemplificadas por los templos de Palenque, en el estado de Chiapas (Fig. 4b).  Estas bóvedas, construidas colocando bloques de piedra en voladizo, son inestables y necesitaban un buen arreglo de las paredes interiores y otras técnicas: como el uso de mortero de cal, ataderos de madera y piedras anclares (Kubler 1975).

Muros Incaicos - Perú
Los muros de los Incas, construidos de piedras grandes de lados irregulares pero encajados perfectamente, como él de Sacsayhuamán, cerca de Cuzco, han intrigado hasta los constructores modernos.  Estos bloques, que pesan algunas toneladas, fueron preparados a modo grosso en las canteras mismas, utilizando cantos rodados como martillos, a veces endurecidos más con un tratamiento termal (Protzen 1985).  Vestigios de algunas rampas en las canteras indican que, posiblemente estos bloques pesados fueron transportados hasta los muros, la distancia de algunos kilómetros, usando las rampas y troncos redondos. 

Lee (1987) sugiere que estos mismos mecanismos se empleaban para encajar los bloques en los muros; arrastraban un bloque en rampas, para elevarlo hasta algunos metros encima del muro en preparación y retiraban la tierra y los troncos, asegurando el bloque precisamente encima del lugar de encaje, apoyándolo con pingos en los nichos y proyecciones en sus caras de frente y trasera, para ganar espacio a trabajar, porque tenían que picar las superficies de los bloques debajo para recibir el nuevo (Fig. 6a).  Lee (1987) postula que los Incas usaban una herramienta similar a un moderno “scribe” (Fig. 6b), para preparar y chequear las superficies de contacto entre los bloques, antes de encajarlos.  Aseguraban una apariencia frontal del encaje preciso, preparando las superficies detrás de la cara frontal un poco más cóncavo que fue necesario.  Ya preparada la base, bajaban el bloque, primero llenando el vacío con troncos y después retirándolos uno por uno.  Las herramientas y técnicas, involucradas en este sistema, son muy sencillas y apropiadas para un proceso que usa mano de obra extensivamente, como el de los Incas.

Una presa “moderna” de Cayambe - Ecuador
La ingeniería estructural de las obras grandes ha cambiado mucho en los tiempos modernos y por ende, las técnicas antiguas parecen muy obsoletas.  La utilización indiscriminada de la maquinaria, aún en los países económicamente pobres, ha aumentado el desempleo y con el la pobreza.  Una coherente mezcla de la maquinaria y la mano de obra, en obras diseñadas especialmente con tales proposiciones, incorporando posiblemente algunas técnicas prehispánicas, podría ayudar a sanear estas economías, aunque también podría ser visto como un paso atrás, en la enloquecida carrera para “modernizarse”.

Este autor tuvo la oportunidad para visitar una presa pequeña en construcción en Cayambe, provincia de Pichincha, donde la incompatibilidad de la aplicación de ingeniería “moderna”, en un ambiente social muy tradicional, era muy evidente.  Una comunidad rural estaba construyendo, con su mano de obra y con la ayuda “técnica” y material de una ONG local, una presa, con 7m de altura y 30m de longitud, sobre una quebrada, para almacenar agua para riego.  Primero, ellos construyeron un muro de hormigón armado sobre la quebrada y detrás botaban tierra excavada del lado, como para apoyar el muro (Fig. 7a).  Los “técnicos” no captaron que el flexible terraplén nunca puede ayudar a resistir la presión lateral, al rígido muro de hormigón.  Por la inexperiencia de los campesinos, el muro exhibió muy baja calidad y por la falta de maquinaria tampoco podían compactar el relleno, por lo cual ninguno de los dos componentes logró la resistencia requerida. 

Considerando los recursos disponibles, un diseño más adecuado hubiera sido uno que utiliza mejor la mano de obra no calificada; por ejemplo, un muro nuclear pequeño y profundo, de hormigón simple, para evitar filtraciones, cubierto por una presa de tierra, construido como la presa Purrón, con muros interiores para facilitar su compactación y con un revestimiento superficial para resistir la erosión (Fig. 7b).